引言

近年來，國家和水泥行業(yè)大氣污染物排放治理力度加強，多個省市也相繼出臺超低排放實施方案，不同區(qū)域內(nèi)水泥窯系統(tǒng)氮氧化物（以NO₂計）最高允許排放濃度≤100 mg/Nm3或≤50 mg/Nm3，已經(jīng)是大勢所趨。依據(jù)BAT（Best Available Technology）理論，在污染物產(chǎn)生的源頭進行控制能夠顯著降低污染物治理的成本，而采用分解爐梯度燃燒自脫硝技術(shù)能大幅度降低氮氧化物本底濃度，配合現(xiàn)有的SNCR脫硝系統(tǒng)優(yōu)化或高效SNCR技術(shù)應(yīng)用，可為進一步實施氮氧化物超低排放政策夯實基礎(chǔ)，并大幅度降低脫硝成本。

圖1 分解爐梯度燃燒自脫硝原理圖

2C + O₂→ 2CO；C+CO₂→ 2CO；2CO+ 2NO → N₂+ 2CO₂

2.1 技改方案設(shè)計前的準備工作

技改方案設(shè)計前應(yīng)做好燒成系統(tǒng)運行現(xiàn)狀調(diào)研和熱工診斷測試工作，主要評估現(xiàn)有分解爐的熱工制度是否合理，分解爐內(nèi)風、煤、料混合現(xiàn)狀及優(yōu)化方向、分解爐內(nèi)煤粉燃盡情況等，以便根據(jù)每個工廠的實際情況制訂設(shè)計方案；同時，對影響燒成系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素（如生料喂料和喂煤的穩(wěn)定性、窯尾密封狀況等）進行評估，確定是否需要在實施分級燃燒技改的同時進行優(yōu)化改進，為燒成系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定提供基本保障。

2.2 技術(shù)改造方案設(shè)計

分解爐梯度燃燒自脫硝技改方案設(shè)計以不影響水泥窯產(chǎn)質(zhì)量和熱耗為前提，通過對分解爐喂煤和喂料、三次風入分解爐、煙室縮口等的調(diào)整，建立基于氧含量和溫度受控的強還原區(qū)穩(wěn)定流場和滿足還原NOx反應(yīng)所需時間的還原區(qū)容積，實現(xiàn)對分解爐內(nèi)燃料燃燒的過程控制和減少氮氧化物排放的目的。設(shè)計方案聚焦在強還原區(qū)域的容積設(shè)計、分解爐下部煤粉分級加入布置方式優(yōu)化、C4預(yù)熱器分料點的配套調(diào)整、窯爐通風阻力的合理匹配調(diào)整、脫硝分風后三次風的合理改造等方面。

分解爐梯度燃燒自脫硝必須建立在對窯爐熱工制度的把控上，改造后的調(diào)試及操作優(yōu)化對分解爐梯度燃燒自脫硝系統(tǒng)運行效果的發(fā)揮非常重要，因此，需在技改過程中組織技術(shù)骨干開展賦能學(xué)習，讓操作人員領(lǐng)會改造意圖，適應(yīng)改造后的精細化操作要求，統(tǒng)一操作思想，維護好穩(wěn)定的燒成系統(tǒng)熱工制度。運行控制的重點是通過風、煤、料之間匹配調(diào)整，維護好分解爐強還區(qū)、弱還原區(qū)及燃盡區(qū)域的溫度場和氣體成分合理分布，實現(xiàn)在不影響窯產(chǎn)質(zhì)量、煤耗的前提下提高自脫硝效率。

該司完成了多條水泥生產(chǎn)線分解爐梯度燃燒自脫硝技術(shù)改造，取得了良好的應(yīng)用效果（部分工廠技改效果見表3），改造后回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量基本沒有影響甚至略有改善，自脫硝效率≥50%，實現(xiàn)節(jié)約氨水35%左右，其中A廠利用分解爐梯度燃燒自脫硝與SNCR系統(tǒng)脫硝，達成了當?shù)卣趸?/span>≤100 mg/Nm3超低排放要求。同時也為該司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，5 000 t/d生產(chǎn)線每年可節(jié)約氨水150萬元左右。

表3 部分工廠分解爐梯度燃燒自脫硝技改效果

分解爐梯度燃燒自脫硝技術(shù)的工程應(yīng)用通過科學(xué)的工藝設(shè)計和精細化運行控制，保障分解爐中下部風煤料混合效果，發(fā)揮強還原區(qū)和弱還原區(qū)對氮氧化物的還原和抑制生成作用，從本質(zhì)上減少了氮氧化物排放量，降低了SNCR脫硝氨水消耗；其改造費用低，周期短，不增加運行成本和二次污染。因此，分解爐梯度燃燒自脫硝技術(shù)應(yīng)用不僅是水泥企業(yè)氮氧化物減排、降低脫硝成本的可靠途徑，更是當前水泥行業(yè)實施氮氧化物超低排放的首選技術(shù)。

作者：蔣文偉，陶從喜，沈序輝，梁乾，何明海，李維，王明

來源：《華潤水泥技術(shù)研發(fā)（廣西）有限公司》

微信公眾號：備件網(wǎng)（關(guān)注查詢更多資訊）

（本文來源網(wǎng)絡(luò)，若涉及版權(quán)問題，請作者來電或來函聯(lián)系！）