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内部人员揭秘ag录像水泥行业氮氧化物脱除技术探

时间:2020-08-31 03:50

  若不对氮氧化物的排放进行控制,我国“十一五”期间削减二氧化硫10%的努力,将因氮氧化物排放的显着上升而全部抵消。因此,“十二五”将氮氧化物新列入约束性指标,并指出了“重点行业和重点地区氮氧化物排放总量比2010年减少10%”的目标。而我国作为水泥生产世界第一大国,目前拥有水泥企业近 5000 家,2011年水泥产量为20.85亿吨,比上年增长11%,产能占到世界水泥总产量的60%以上。我国水泥行业排放的NOx总量仅次于火力发电厂,由于水泥生产带来的环境问题也尤为突出,国家十二五计划明确了水泥厂氮氧化物排放的减排要求,而工业和信息化部新出台的《关于水泥工业节能减排的指导意见》中明确要求,到“十二五”末,水泥厂氮氧化物排放在 2009 年基础上降低 25%。工业和信息化部发布《水泥行业准入条件》明确提出,新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%的烟气脱硝装置。因此,探讨水泥行业最佳可行的脱硝技术显得尤为迫切。

  在水泥熟料煅烧过程中,NOx的产生主要源于高温燃料中的氮和原料中的氮化合物,德国水泥工业协会曾统计得出燃料中的氮含量范围,煤为0.5%~2.0%,重油为0.2%~0.5%,替代燃料≤1%。通过初步分析可以得到,我国≥5000t/d,2500t/d和≤1500t/d的新型干法水泥窑的NOx排放分别为600 mg/Nm3、1100 mg/Nm3和1600 mg/Nm3,全国加权平均值不超过800 mg/Nm3。水泥窑尾气中NOx主要成分为NO和NO2,内部人员揭秘ag录像。其中NO占90%以上,在所生成的NOx中,热力型NOx占据主导,其次为燃料型NOx和物料型NOx。热力型NOx主要在高于1400℃的回转窑内生成,燃料型NOx主要在温度较低的分解炉或预热器内生成。

  根据NOx的生成机理,针对NOx的控制技术主要分两类,一类对燃烧过程进行控制,降低NOx的生成,另一类针对已经生成的NOx采取脱除措施。

  由于NOx的形成与烧成温度有很强的相关性,实验表明燃烧温度从1550℃起,到1900℃以指数方次急剧上升,内部人员揭秘ag录像特别在1750℃后几乎是直线上升,而水泥窑的火焰温度峰值就在这个区间。因此,要降低NOx的生成,就必须控制好火焰温度,最好是降低火焰温度;既要降低火焰温度又要保证熟料的烧成,就必须降低熟料的烧成温度。而降低熟料烧成温度的措施有:一是合理平衡配料方案,在保证熟料质量的情况下,适当提高生料的易烧性;二是加入一定量的矿化剂,降低物料的最低共熔点,从而降低烧成温度。对于生料易烧性较差的窑,该项措施一般能降低NOx排放5~10%。

  低NOx燃烧措施主要针对窑头燃烧器,有低氮燃烧、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环燃烧、替代燃料燃烧等措施。

  如果现有的窑头燃烧器性能比较陈旧,就应该进行升级改造,更新采用大推力、低风量、混合好、火焰粗壮有力的燃烧器,这主要是应用低氧、低氮、控高温原理,减少NOx的生成。也有专门开发的低NOx燃烧器,除具备上述特点外,还采取了偏差燃烧、替代燃料等措施,这主要是应用燃烧中的同时还原原理。偏差燃烧可利用CO还原部分NOx,使用部分替代燃料不但能控制火焰峰值,而且替代燃料中本身就含有少量的脱硝氨。还可采取烟气再循环燃烧技术,比如部分利用窑尾废气作为煤风使用,即实现了低氧、低氮,又增加了还原气氛,还控制了火焰峰值。根据现有燃烧器的好坏和所采用的低氮燃烧技术的力度不同,该项措施一般能降低NOx排放5~30%。

  一是按温度分级,把不需要高温烧成的那部分煤放在窑头以外去烧,以减少NOx的生成,现在的窑外分解窑就是这种天然的工艺,所以它比其他回转窑排放的NOx要少;

  二是按气氛分级,先在还原气氛中还原窑内高温形成的NOx,后在富氧气氛中把窑外煤燃尽,这项工作可以在分解炉完成,早期的DD型分解炉就有这种功能。具体根据分解炉的现场特点,将分解炉分为主还原区、弱还原区、完全燃烧区。主还原区设在分解炉的下锥部,对过剩空气不多的窑尾废气,在不给三次风的情况下再给一部分煤,使其形成更浓的还原气氛,实现对窑尾废气中NOx的部分还原。弱还原区设在中部,将剩余的分解炉用煤全部加入,但分解炉用三次风却不给全,在保证煤粉燃烧的情况下形成较弱的还原气氛,一是进一步还原窑尾废气,二是减少分解炉燃烧中的NOx形成。完全燃烧区设在分解炉的上部,在不给煤的情况下,将剩余的三次风补入,以确保煤粉在富氧条件下燃尽。

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