某公司2號窯于2011年1月投產運行，配置五級雙系列預熱器和在線型分解爐。公司為滿足環保要求，降低NOx排放濃度，相繼進行了分解爐分級燃燒改造以及采用了SNCR脫硝系統，氨水噴槍布置在分解爐鵝頸管出口位置，氨水濃度為20％。

我們對分解爐進行分級燃燒改造后，窯尾煙囪的氮氧化物排放濃度下降比較明顯，但仍然不能滿足NOx排放濃度低于260mg／m3的河北省環保標準，僅僅依靠分級燃燒還不夠，必須噴人氨水才能達標。SNCR脫硝系統剛投入運行時氨水用量較大，噸熟料氨水耗用量高達5kg。因此，研究怎樣降低氨水用量對公司非常急迫。本文就公司2號窯降低脫硝成本的措施及心得進行介紹。

1、2號窯采用的NOx減排技術

目前分級燃燒、SNCR、SCR等NOx減排技術較為成熟的技術，公司采用了前兩項。

SNCR是一種選擇性非催化還原脫硝技術，不使用催化劑，在爐膛內適宜溫度處噴人氨基還原劑，與廢氣中有害的NOx反應生成無害N₂O和H₂0，從而去除煙氣中的氮氧化物。由于沒有催化劑，脫硝還原反應的溫度比較高，并有一定的反應溫度區間，反應的窗口溫度為850～1000℃。在該溫度區間內，氨選擇性地還原煙氣中的NOx，主要反應為NH₃+NOx→N₂+H₂O。當溫度過高，超過反應溫度窗口時，氨就會被氧化成NOx：NH₃+O₂→NOx+H₂O

SNCR系統主要由還原劑儲存和輸送、計量、噴射及霧化等組成，見圖1。

分級燃燒技術分為燃料分級燃燒和空氣分級燃燒，公司采用了分解爐燃料分級燃燒技術，主要是利用分級燃燒的方法在水泥窯分解爐的錐部形成一種缺氧燃燒的環境，產生一個局部的一氧化碳還原區域，以利用其產生的CO、H₂等還原劑和水泥窯煙氣中的氮氧化物發生還原反應，把氮氧化物還原成無污染的氮氣。

2、降低氨水用量的幾點措施

為降低氨水用量，降低脫硝成本，我們采取了以下多項措施。

（1）降低窯頭煤使用量，改善過燒情況，降低窯尾溫度。在摻雜著黃塊的情況下熟料仍能合格甚至過燒，可見熟料的過燒程度是相當嚴重的，窯頭煤有很大的下降空間，因此決定將頭煤由11 t／h降低至10.5 t／h。頭煤用量降低后，窯臺時未受到影響，窯電流由900A以上降低至700A左右，熟料外觀得到好轉，黃塊減少。

（2）降低分解爐溫度，降低分解率，減少預熱器結皮，降低窯尾溫度。分解爐出口溫度由895℃降至875℃，入窯生料分解率由原來的95％以上降低到92％左右，仍能滿足要求。

（3）降低高溫風機轉速。高溫風機轉速從800dmin降到780r／min，在保證煤粉充分燃燒的情況下降低窯尾氧氣含量，增加分解爐錐體的還原氣氛。

（4）對氨水噴槍霧化情況進行逐步排查：定期檢查確定噴槍噴頭有無堵塞；氨水噴槍運行一段時間后，噴槍所在管道周圍就會出現結皮，除了及時清理結皮外，還要根據每根噴槍周圍的結皮厚度對噴槍插入的深度做相應調整；對每根噴槍的壓縮空氣壓力進行調整，確保霧化效果良好，目前壓力維持在3～4bar。

（5）調整三次風閥開度：在滿足窯內燃燒的情況下，盡量降低窯內通風，加大窯尾煙室及分解爐錐體的還原區域，經過多次開關嘗試，最終確定擋板開度由原來的30％調至40％左右時氨水用量較少。

（6）降低熟料硅酸率，由2.65降低至2.50，液相量增加，對熟料的易燒性和操作有利，減少了飛砂現象，避免了強制煅燒，降低了NOx的產生。

經過以上多項措施的實施，氨水用量有大幅下降，經過調整后，噸熟料氨水用量降至3.2kg，對降低脫硝成本、降低排污量起到了積極作用。

3、結束語

（1）充分利用分級燃燒，充分發揮分級燃燒的作用，調整措施中三次風擋板起著至關重要的作用，這在第二次調整后大幅降低氨水用量就可以證明。合理的開度既能保證窯頭煤粉的充分燃燒，又能保證窯內產生的NOx在接觸氨水之前被部分還原，從而達到降低氨水消耗的目的。

（2）控制合理的分解爐溫度，每條窯的分解爐溫度測點及氨水噴槍的位置不一樣，溫度控制也不一樣，中控操作手法影響很大。通過閱讀有關書籍，知道脫硝效率與溫度有關系，但不是直線關系，其最佳反應窗口溫度是950℃。但在水泥窯實際應用中，分解爐溫度一般不會控制到950℃的高溫，如溫度控制過高，接近950℃時氨水用量反而會增加，說明此溫度下NOx的產生量大于被還原量。由此分析，實驗中的反應效率溫度不能直接搬到實際生產中，兩者測得的溫度使用的工具或受干擾程度不一樣，實驗數據可作為參考。故此，公司分解爐溫度控制在875℃時，氨水用量較少。

公司在降低氨水用量上的實踐證明，優先在前端采取預防和減少NOx的產生，是減少NOx還原劑用量的最有效的方法。筆者呼吁，加快水泥工業NOx前端控制技術的研發和推廣，會對企業帶來立竿見影的經濟效果。

來源：《冀東水泥灤縣有限責任公司》

作者：魏紅旗、馮浩、張海英

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