氨逃逸到哪里去?可能的降氨措施。
1、零投資方案,提高生料磨與窯的同步運(yùn)轉(zhuǎn)率。
我們水泥廠的生料磨對(duì)于NH3,SO2都具有非常強(qiáng)的吸附能力。根據(jù)我的觀察,生料磨對(duì)于NH3的吸附率約90%,當(dāng)然,各個(gè)工廠因?yàn)樵咸匦约肮r條件不同,吸附率會(huì)有所差異。所以,在整體氨逃逸不是很高的情況下,這個(gè)方案是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
不過(guò),這也會(huì)存在的另外的問(wèn)題,一是,磨機(jī)不可能與窯100%同步運(yùn)行,它還需要檢修時(shí)間,一般能做到90%就很不錯(cuò)了;二是,生料磨可能不能處理全部窯尾余熱廢氣,部分廢氣未經(jīng)過(guò)生料磨,而直接通過(guò)收塵器排放,這部分氨就不能被吸附;三是,在磨機(jī)產(chǎn)能有富余的情況下,這個(gè)方案意味著磨機(jī)減產(chǎn)運(yùn)行,這將導(dǎo)致電耗成本的增加。在北方的部分工廠就在采用此方案,生料磨減產(chǎn)運(yùn)行以提高同步運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低氨逃逸。是否采用此方案,各工廠需要因地制宜的研究,綜合評(píng)價(jià)。
2、高效SNCR,提高SNCR反應(yīng)效率,降低氨水用量。
高效SNCR,也有精準(zhǔn)脫硝等叫法,不管怎么叫,其實(shí)質(zhì)就是對(duì)SNCR本身進(jìn)行升級(jí)改造,提高其反應(yīng)效率。如果現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定,氮氧化物排放、氨水用量等波動(dòng)較大,且主要靠人工調(diào)節(jié),可以考慮此項(xiàng)優(yōu)化,預(yù)期降低氨水用量20%左右還是有可能的,不過(guò),氨逃逸不一定能同步降低這么多(主要受噴點(diǎn)位置影響)。主要優(yōu)化措施有:
a、選用性能好的氨水噴槍,如萊克勒、spray等進(jìn)口噴槍,當(dāng)然現(xiàn)在很多國(guó)產(chǎn)噴槍做得也不錯(cuò),可以試驗(yàn)。好的噴槍雖然貴點(diǎn),但絕對(duì)物有所值。
b、選擇合適的氨水噴點(diǎn),有條件的,可以請(qǐng)專業(yè)級(jí)機(jī)構(gòu)做CFD模擬;更重要的還是,在潛在的噴點(diǎn)位置開(kāi)孔,進(jìn)行多次試驗(yàn),找到效率最高的噴點(diǎn)組合。
c、通過(guò)PID,或智能控制軟件,跟蹤NOx排放趨勢(shì),自動(dòng)調(diào)節(jié)氨水用量,保證NOx排放達(dá)標(biāo)的同時(shí),波動(dòng)盡可能小。
如果工廠的工藝、自動(dòng)化實(shí)力比較強(qiáng),上述工作自己就可以做;如果實(shí)力偏弱,可以尋找外部資源,現(xiàn)在做這個(gè)的也比較多。
3、前端治理,采用分級(jí)燃燒等方式降低本底NOx濃度,減少氨水用量。
現(xiàn)在分級(jí)燃燒做得比較徹底的,可能就是洪堡的脫氮爐技術(shù)了,其在窯尾煙室與分解爐之間新增了一個(gè)爐容很大的脫氮爐,所形成的還原區(qū)基本能夠消除窯內(nèi)產(chǎn)生的氮氧化物,理念和效果都是不錯(cuò)的,雖然投資有點(diǎn)大。但是,分解爐產(chǎn)生的NOx還是需要SNCR來(lái)進(jìn)行消除,還是會(huì)有一定的氨逃逸產(chǎn)生。
除了洪堡脫氮爐技術(shù),天津院等其它一些公司開(kāi)發(fā)的升級(jí)版的分級(jí)燃燒技術(shù)也比較成熟了,投資相對(duì)小一些,也能達(dá)到不錯(cuò)的降氮效果,把氨水用量降低。
不管如何,分級(jí)燃燒不會(huì)產(chǎn)生額外的損耗和副產(chǎn)物,應(yīng)該是最環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的降氮手段,是推薦各個(gè)工廠都應(yīng)該實(shí)施的。但因?yàn)?,最終還是需要SNCR作為控制氮氧化物達(dá)標(biāo)的手段(特別是在超低排放情況下),且,如果原料中還存在氨基成分,氨逃逸還將是一個(gè)大問(wèn)題。
4、后端治理,SCR。
如果在采用分級(jí)燃燒、高效SNCR等方式后,氨逃逸還是不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),特別是在原料中含有可揮發(fā)性氨的情況下,SCR技術(shù)可能會(huì)成為最終的解決方案。SCR也叫選擇性催化還原,也就是使用了催化劑,可以降低氮氧化物與氨水反應(yīng)的溫度窗口,并提高反應(yīng)效率。預(yù)期,在氨逃逸非常低的情況下,可以做到90%的氮氧化物減排率。
SCR布置在預(yù)熱器后,目前已采用的技術(shù)路線有:高溫高塵,高溫中塵,中溫中塵,這里不做詳細(xì)闡述。應(yīng)用中,系統(tǒng)先通過(guò)分級(jí)燃燒、SNCR等措施將氮氧化物降低到<500mg/Nm3后,再經(jīng)過(guò)SCR減排到50mg/Nm3以下,SCR會(huì)將煙氣中殘留的氨氣作為還原劑消耗掉,既降低了氨水用量,也控制了氨逃逸??梢哉f(shuō),SCR是目前能夠?qū)崿F(xiàn)A級(jí)環(huán)???jī)效的最有效、最保底的手段。
國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)2018年開(kāi)始應(yīng)用SCR,從效果上來(lái)看,SCR也不是完美的。也還存在一些問(wèn)題,比如:
a、SCR使用的催化劑需要定期更換,增加了成本的同時(shí),還產(chǎn)生了新的環(huán)保問(wèn)題(催化劑是危廢,需要專業(yè)回收和處置,當(dāng)然廠家一般承諾回收)。
b、因?yàn)榉蹓m,重金屬中毒,硫排放等原因,導(dǎo)致SCR中毒、堵塞——所以,一般建議,在上SCR系統(tǒng)前,需對(duì)煙氣成分有個(gè)全面的調(diào)研。
c、SCR將導(dǎo)致電耗的增加(本身耗電,及增加管道阻力耗電)。
d、高溫高塵、高溫中塵、中溫中塵三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣,如何選擇也是一大難題。
所以,是否就把SCR作為水泥廠氨逃逸排放控制的最終選擇,還需要各級(jí)環(huán)保部門、水泥集團(tuán)及工廠認(rèn)真研究,決策。
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