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博萊達解決方案

水泥窯爐煙氣脫硫脫硝超低排放解決方案

水泥煅燒煙氣分析

目前,我國的水泥生產普遍采用新型干法回轉窯煅燒,此過程會產生大量的NOx。水泥行業已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。在高溫煅燒過程中,煙氣中包含的主要污染物有SO2、NOx、氟化物、CO以及粉塵等,對周圍的大氣環境會造成一定的污染。根據國家環保排放標準和當地環保部門的要求, 現在水泥行業的氮氧化物排放量普遍偏高,都面臨著超低排放改造的現實。

廢氣的成分及特點

水泥廠的工業廢氣包括氣溶膠狀污染物和氣體狀污染物兩大類。

(1)氣溶膠狀污染物主要是各種粉塵;

(2)氣體狀污染物則是一些有害氣體,如CO、NOx、SO2、氟化物等氣體。

設計原則

(1) 嚴格執行國家、當地環境保護有關規定、標準,確保廢氣用科學合理的收集方式,在達到收集效果的前提下,盡量減少氣量:積極穩妥地采用新技術、新設備,結合企業的現狀和管理水平采用可靠的污染治理工藝,力求運行穩定、費用低、管理方便、維護容易,從而達到徹底消除廢氣污染、保護環境的目的。

(2) 處理設備與廠區全面規劃、合理布局;與廠區整體環境協調一致,包括系統設施及配套設備等;

(3) 確保廢氣處理達標排放的前提下,合理降低工程投資及系統運行費用,同時整體工程投入運行后,取得較高的社會效益和經濟效益;

(4) 采用技術前沿,系統運行安全可靠,操作管理簡單的工藝,使先進性和可靠性有機結合;

(5) 提高廢氣處理系統自動化水平,在經濟合理的前提下提高自動化水平,力求運行管理方便,操作維護簡單,降低勞動強度;

(6) 保證廢氣處理主體設施及配套設備的使用率;

(7) 嚴格執行有關設計規范、標準,加強消防設施,重視消防、安全工作,確保污染治理區的衛生條件。

(8) 嚴格執行國家有關設計規范、標準,重視消防、安全工作。

排放標準

結合《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB 4915-2013)和一些地方(河南、河北、安徽等)的最新標準,水泥工業污染物標準如下:

污染物項目 限值(mg/m3) 污染物排放監控位置
顆粒物 10 煙囪或煙道
二氧化硫 35
氮氧化物 100
氟化物(以總F計) 3
8(1)
汞及其化合物 0.05
解決方案及工藝流程

各種脫硫工藝比較見下表:

脫硫工藝 脫硫效率 脫硫成本 二次污染 備 注
爐內噴鈣法 低,<50% 較低 會降低鍋爐熱效率
塔內噴鈣法 較低,<70% 中等 不穩定,易堵
石灰石/石膏法 較高 中等 可制石膏,易結垢
鈉堿法 適用高濃度SO2回收
氨法 較高 較高 輕微污染 回收系統復雜
金屬氧化物法 較高 直接排放有污染 回收成本較高
鈉鈣雙堿法 較高 鈉堿循環吸收

從上表中可以看出,每一種脫硫技術都有其特點,適用于不同的脫硫環境和要求。企業應依據自身環境標準要求、現場情況、脫硫劑供應及燃料含硫量,并結合脫硫技術的特點,選擇投資省、技術成熟完善、運行安全可靠、費用低和無二次污染的實用技術。

傳統脫硝工藝選擇對比

脫硝方式 選擇性催化還原(SCR) 選擇性非催化還原(SNCR) 低氮燃燒+SNCR
脫硝效率 80%-95% 40%-60% 60%-75%
還原劑 NH或尿素 NH或尿素 NH或尿素
催化劑 TiO,V?O?,WO等堿性金屬 不需要催化劑 不需要催化劑
反應溫度 250-420℃ 850-1150℃ 830-950℃
反應劑噴射位置 多選擇省煤器與SCR反應器間的煙道內 通常在爐膛內噴射 在爐膛上部與分離器前段噴射
NH逃逸率 小于5ppm 5-15ppm之間 5-10ppm之間
SO/SO氧化 會導致SO/SO氧化 不導致SO/SO氧化 不導致SO/SO氧化
對燃料的影響 高灰分會磨耗催化劑,堿金屬氧化物會使催化劑鈍化 無影響 無影響
對空預器的影響 催化劑中的V、Mn、Fe等多種金屬會對SO的氧化起催化作用,SO/SO氧化率較高,NH與SO易形成NH?HSO?而造成堵塞或腐蝕 不會因催化劑導致SO/SO的氧化,造成堵塞或腐蝕的概率低于SCR 不會因催化劑導致SO/SO的氧化,造成堵塞或腐蝕的概率低于SNCR
對鍋爐的影響 受省煤器出口煙氣溫度的影響 受爐膛內煙氣流速、溫度分布及NOx分布影響 受爐膛內煙氣流速、溫度分布及NOx分布影響
系統壓力損失 催化劑會造成較大的壓力損失 壓力損失較小 壓力損失較小
占地面積 大(需增加大型催化劑反應器和供氨或尿素系統) 小(鍋爐無需增加催化劑反應器) 小(鍋爐無需增加催化劑反應器)
脫硝運行成本 4分/kwh 0.9分/kwh 0.9分/kwh
投資成本 300元/kw 80元/kw 85元/kw
爐型選擇 多用于大型鍋爐 多用于13.5萬機組(燃用低硫煤) 用于循環流化床鍋爐

用戶應針對自身實際情況選用不同的煙氣脫硫脫硝技術,做到因地制宜。鼓勵用戶選擇煙氣同時脫硫脫硝技術,降低投資費用。

針對水泥煙氣的特性和現實需求,我公司在結合水泥企業現有SNCR脫硝和布袋除塵的工況下,推薦使用本公司獨特創立和掌握的“無氨干法脫硝”技術,可以把項目的投資和運行費用降到最低,同時可以達到超低排放的效果。

工藝流程

此方案為干法脫硝,催化脫硝法不使用氨氣或產生氨氣的原料,核心設備為“脫硝塔”,脫硝塔內煙氣由上部往下部運動,煙氣與脫硝劑在逆流接觸過程中發生氧化反應,從而脫除煙氣中NOx 和SOx。煙氣均布裝置還巧妙利用飽和脫硝劑有效攔截煙氣中的灰塵,達到深度除塵的效果。整個脫硝一體化工藝極其簡單,煙氣直接進入脫硝塔,進入塔內的煙氣在穿過干法脫硝劑時,煙氣中的氮氧化物、汞鉛銅砷等重金屬以及HF、HCl等污染物被去除,凈化后的煙氣經凈煙道匯集通過煙囪排出。

工藝流程-博萊達環境

工藝特點

1. 脫硝過程不使用氨氣

2. 反應溫度低,在80-200℃廣泛溫度范圍均有良好的催化活性;

3. 易于與其他藥劑配合使用同時實現脫硫脫硝脫 VOCs去重金屬。

4. 這些年我國煙氣排放標準越來越嚴,往往一個項目完成后達標,過上一年半載可能就不符合新的標準了,又需要推倒重來。而我們的技術不僅具有脫硝效率可調,而且可以實現脫硝脫硫一體化。一般說來只要稍微增加一點脫硝催化劑和脫硫劑就可以滿足更嚴的排放要求,因為在設計時是有預留一點空間的,這也是我們的工藝的一個很重要的優勢。

5. 正常運行無人化,不消耗電和能源,不產生二次污染

項目案例及運行情況

項目案例及運行情況-博萊達環境

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