水泥行业烟气脱硝技术综述及展望.pdf

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1、广东建材2013年第5期节能环保水泥行业烟气脱硝技术综述及展望尤振丰丁明方文仓解鹏洋(中国新型建材设计研究院)摘要：随着经济的发展，水泥行业排放的氮氧化物(N0。)日益增多，对环境的污染日益严重，迫切需要治理。本文综述了水泥行业氮氧化物污染的现状，对低氮燃烧技术、干法烟气脱硝技术、湿法烟气脱硝技术三类脱硝工艺技术的原理、研究现状以及优缺点进行了分析，以期为水泥行业烟气脱硝提供一定的参考。关键词：脱硝；No，；水泥行业氮氧化物(NO，)是主要的大气污染物之一，是多种氮的氧化物的总称，其中绝大部分为No和No。。我国N0，排放的来源主要是化石燃料

2、，尤其是煤的燃烧。氮氧化物的排放会给自然环境和人类自身带来严重的危害，包括对人体的致毒作用、对植物的损害作用、形成酸雨和光化学烟雾、破坏臭氧层等[1】。为了减少N0；的排放，2012年开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》、《轧钢工业大气污染物排放标准》、《炼钢工业大气污染物排放标准》、《炼铁工业大气污染物排放标准》、《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》以及最新的《水泥工业大气污染物排放标准(征求意见稿)》等均对工厂NO；的排放提出了严格的控制指标。火电行业的脱硫、脱硝处理走在了各行业的前列；钢铁、水泥行业的烟气脱硫已经广泛开展，烟气脱硝

3、将是‘‘十二五”期间减排工作的重点，水泥行业NO，减排热潮必将到来。随着能源消费总量的增加，我国氮氧化物排放量迅速增长。2000年，氮氧化物总排放量为1177万吨[2]，2012年已达2194万吨，到2020年，我国氮氧化物排放总量将达到2900万吨[引，超过美国成为氮氧化物排放量世界第一的国家。我国水泥行业氮氧化物的排放占总排放量的10％左右，是我国第三大氮氧化物排放源。烟气脱硝在电力行业己成熟应用，但在国内实施烟气脱硝的水泥企业还不普遍。2012年开始，水泥行业开展烟气脱硝治理已成为各级政府节能减排的重要任务之一，并出台了相应的支持政策。

4、本文着重介绍下列几类主要脱硝技术的原理、影响因素，并比较其优缺点，以期能为水泥行业烟气脱硝技术的深入研究和推广提供一定的技术参考。1低氮燃烧技术低氮燃烧技术(10w—nitrogencombustiontech—nology)是指根据一定的燃烧学原理，通过改变工况条件，来抑制氮氧化物的生成或将生成的氮氧化物还原，以达到降低N0；排放的目的。目前主要的低氮燃烧技术有：低过量空气系数燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、浓淡燃烧技术、烟气再循环、低N0：燃烧器等。此类技术具有易改造、投资相对少的特点，但很难满足较严格的N0，控制要求[4】。1．1低过

5、量空气系数燃烧低过量空气系数燃烧(10wexcessairratiocombustion)也叫低氧燃烧技术，是指燃烧反应在炉内总体过量空气系数较低的工况下进行的一种技术。通常而言，采用该技术可以降低锅炉No，排放量的15％～20％Es。1．2空气分级燃烧技术目前国内外窑炉中采用较多的一种低氮燃烧技术是空气分级燃烧技术(airstagedcombustiontech—nology)。该技术的基本原理是将燃烧过程分成两阶段。将所需的空气分成两级送入，一级所用的过量空气系数，对气体燃料而言约为0．7，烧油时约为0．8，烧煤时为0．8～0．9，其余的

6、空气在燃烧器附近合适位置送入，使燃烧分两级完成[6]。该方法可降低氮氧化物生成量15％～30％。但是，该技术也会导致锅炉燃烧效率下降，同时还可能引起部分炉膛内的结渣或腐蚀。该技术在国内已在水泥脱硝应用，2012年云南省首个水泥窑脱硝工程——昆钢嘉华水泥建材有限公司4000t／d新型干法水泥生产线烟气脱硝项目(由江苏科行集团总承包)采用该技术与选择性非催化还原技术相组合的脱硝技术，脱硝效率可达到50％以上。1．3燃料分级燃烧一29—节能环保广东建材2013年第5期该技术也称为再燃烧技术(reburningtechnolo—gy)，煤粉在燃烧中已

7、生成的N0遇到烃根和未完全燃烧产物时，会发生NO的还原反应。即在再燃区的上面布置“火上风”喷口，形成第三级燃烧区(燃尽区)，来保证再燃区中生成的未完全燃烧产物(co、H：、C和C，，∞的充分燃尽。通常采用该技术可使N0，的排放浓度降低约50％。上世纪八十年代首先由德国提出，随即欧美和日本的学者也做了相关研究。目前该项技术已逐步实现产业化。目前该技术在国内应用较少，国电热工研究院在此方面做了相关研究，并在四川江油投入应用[7]。我国已将还原氮氧化物技术与燃料分级再燃技术列为“863”计划项目，目前正由有关科研单位用超细煤粉作为再燃燃料进行机理试

8、验和中间试验等方面的研究工作。广东华润水泥(封开)日产4500吨新型干法水泥生产线(由中国中材国际工程股份有限公司设计)采用燃料分级燃烧技术[踟后，氮氧化物排放量降