发布时间:2025-03-31 来源:中国建材机械工业协会
编者按:2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例共选出9项,详见《关于公布2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例名单的通知(中建机协[2024]16号)。为充分发挥案例示范效应,加快推进建材机械行业绿色低碳转型,本公众号将陆续展示优秀案例内容,欢迎持续关注。本期优秀案例精选:水泥熟料生产线窑尾烟气中温中尘SCR脱硝技术应用——中国中材海外科技发展有限公司。
企业概况 中国中材海外科技发展有限公司(中材海外)前身为1956年成立的国家建材局供应分配局,现为国家级高新技术企业,核心业务聚焦国际工程总承包、海外投资管理及资产运营。公司以水泥工程全产业链服务为主导,同时具备风电新能源、节能环保等多领域EPC总承包能力,业务覆盖全球20余国,累计完成水泥生产线90余条、玻璃生产线40余条。 2010年后积极拓展"新赛道",在节能环保领域突破中低温SCR脱硝技术并实现产业化应用,为国内水泥企业提供绿色低碳系统解决方案,形成"技术研发-项目执行-运营服务"的全链条能力。 主要措施 近年来国内水泥行业SCR技术以高温高尘、高温中尘、中温中尘布置应用较多,而无论高温高尘或是高温中尘,由于反应器布置于余热锅炉前,系统温降较大,对余热锅炉的余热利用效率有极大影响,吨熟料发电量降低约2.5度和5度。中温中尘SCR脱硝技术布置在余热锅炉之后,保留SCR系统的各项优点的同时,解决了传统SCR工艺思路的在水泥行业应用上的缺点,对原生产系统影响最小。 但是同样基于其布置位置的特点,中温中尘SCR技术的应用温度窗口在160-240℃,该布置方式对催化剂的要求极高,既要有低温高活性,又需要其具有远高于高温催化剂的耐硫及耐尘能力。 1、系统介绍 (1)烟道 根据现场实际情况对烟道进行改造设计,原则上尽量减少对原有烟道及其支架的改动,以最大限度地降低改造费用和工程量。反应器进口管道从现有增湿塔入口烟道接出,反应器出口管道分别接回生料磨前主烟道及除尘器前主烟道,现高温风机至生料磨的烟道作为SCR系统的旁路烟道。增湿塔前烟道上的阀门利旧,作为SCR入口前阀门;高温风机至生料磨的烟道上的阀门更换,作为SCR旁路阀门;SCR出口至生料磨及除尘器分别各设置一台阀门。 (2)反应器 本项目设置一台反应器。脱硝系统按单台生产线对应单个SCR反应器形式设计。单个SCR反应器尺寸按单台生产线100%产能工况下烟气量的要求设计,保证脱硝系统满足生产线各种出力工况烟气量的要求。 (3)催化剂 依据催化剂的活性、用量进行SCR反应器内催化剂层数、种类和结构型式的设计,使其在任何工况条件下将氨的逃逸率控制在5mg/Nm3以内,SO2氧化生成SO3的转化率控制在1%以内。 (4)氨喷射系统 氨喷射系统的容量及配置满足脱除烟气中NOX最大值的要求,SCR系统喷氨点设置在C1出口处。氨喷射系统保证NH3/NOX均匀的分布,喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和和抗振性。氨喷射孔不积灰。 (5)吹灰及控制系统 根据本工程灰份的特性在脱硝系统上装设耙式吹灰器和声波吹灰器,声波吹灰器共计安装23台。吹灰器的所有设备和参数的监视和控制均进入PLC系统,所有就地控制设备具备就地手操控制功能。 (6)还原剂存储、制备、供应系统 本工程采用22%浓度的氨水作为脱硝还原剂,利用SCNR公用区一个还原剂储存储罐、本工程22%氨水耗量为248.48kg/h(SCR设计部分),氨水耗量按照SCR系统入口氮氧化物浓度300mg/Nm3、出口氮氧化物浓度45mg/Nm3、85%脱硝效率进行设计计算。 (7)计量分配装置 氨水的计量分配装置能精确地测量和控制输送到C1的氨水流量。本项目设置1套计量分配装置,用于控制SCR系统进入每只氨水喷枪的氨水和压缩空气的压力和流量。 (8)压缩空气系统 本项目新增两台螺杆式空压机,以满足系统需求。 总之,除SCR工艺外,任何一种单一技术均很难实现现阶段国家所大力推行的超低排放指标,而单独使用SCR工艺投资及运维费用均比较高。 由于本项目中水泥窑脱硝已使用SNCR工艺,最适合本项目脱硝技术为SNCR+SCR耦合工艺,采用该工艺有如下优点: (1)新建的SCR系统可以不再配置还原剂储存系统,与原SNCR系统共用,可以节约整体建设投资。 (2)对原有环保设施充分利用的同时,降低了新建SCR装置的处理负荷,降低了运维管理难度,从而减少投资费用及运维费用。 实施效果 采用选择性催化还原技术(SCR)是技术成熟、应用最多的烟气脱硝技术,其脱硝效率可达90%以上,可以有效的减少该地区的氮氧化物排放量。 同时,本工程采用SCR技术脱除烟气中氮氧化物,项目投产后,氮氧化物可获得大幅度削减,氨的逃逸量最大值可控制在5mg/Nm³以下,对环境不会造成影响。脱氮过程中不产生其他废污水及固体废弃物,设备噪声也不影响厂界现有噪声水平。 四川亚东水泥有限公司彭州制造厂2#熟料线窑尾烟气中温SCR脱硝项目投产后,能够在对原生产系统影响最小的情况下,将氮氧化物的排放浓度300mg/Nm³(标态,干基,10%O2),减排到45mg/Nm³(标态,干基,10%O2),每年可以实现减排氮氧化物142.56吨(按现实际NOX排放约100mg/Nm³,10%O2 计算),对改善四川省环境空气质量有重要意义,同时对整个地区的其他企业,在推行NOX超低排放政策时,起到良好的示范作用。 审核:东朝莉、王玉敏