水泥窑脱硝、脱硫改造技术方案

('水泥窑脱硝、脱硫改造技术方案(总32页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March4000t/d新型干法回转窑窑尾配套SNCR+SCR脱硝、湿法脱硫(超低排放改造)工程技术方案XXX有限公司日期：2019年7月目录一、工程概况...................................................................31、项目实施的意义和必要性..........................................32、国内外技术现状分析................................................53、窑尾烟气参数.........................................................54、方案思路................................................................5二、设计依据...................................................................51、基本依据................................................................52、基本原则................................................................63、设计标准................................................................6三、SNCR+SCR脱硝工艺设计...........................................71、SNCR脱硝利旧。...................................................72、公用系统主要参数...................................................72、SNCR工艺及设备描述.............................................73、选择性催化还原（SCR）脱硝技术.............................8四、湿法脱硫方案...........................................................121、SO2吸收系统.......................................................122、烟气系统..............................................................143、吸收剂供应与制备系统...........................................164、脱硫装置供水及排放系统........................................165、箱体和容器..........................................................176、仪表及控制..........................................................177、脱硫岛电气..........................................................188、石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺.................................20五、技术服务及质量保证.................................................231、现场技术服务.......................................................232、技术培训..............................................................243、售后服务保证.......................................................244、设计联络..............................................................25六、供货范围.................................................................251、SCR脱硝系统供货范围..........................................252、脱硫供货范围.......................................................26一、工程概况1、项目实施的意义和必要性2018年我国水泥总产量已突破20亿吨，NOx排放量已成为火电之后的第二大工业领域。“十二五”时期，水泥行业是NOx减排的重点行业。2012年在《水泥工业“十二五”发展规划》指出，到2015年末，NOx排放总量降低10%，新建生产线必须配套建设效率不低于60%的烟气脱硝装置，二氧化硫排放总量降低8%等目标，“两会”期间，温家宝总理在政府工作报告中也提出要加快燃煤机组脱硝设施建设，加强水泥行业NOx的治理等要求，而同期环保部正在研究相当严格的水泥工业新的NOx排放标准。由此可见，我国水泥工业全面推进清洁生产，大力进行节能减排，开展脱硝等大气污染物减排工作势在必行并显得尤为迫切。环境保护部副部长张力军在海螺集团考察时指出：“十二五”污染减排任务更加艰巨，当前尤其是NOX减排压力巨大，“十二五”第一年全国NOX排放量不降反升，减排形势非常严峻。目前，我国有水泥新型干法生产线1400条左右，新型干法水泥窑的NOX排放普遍在800mg/Nm3左右，而欧盟等国外水泥企业排放量则普遍在500mg/Nm3。与发达国家相比，我国仍有较大差距。近期，环保部和财政部将联合出台文件，设立5个亿专项资金对重点污染物进行治理，今年有4个亿作为水泥窑NOX减排专项资金，1个亿作为治理专项资金。每个省都会有3-5条新型干法水泥生产线作为该资金的补助对象，建成区域示范工程。2011年我国水泥行业排放的NOx约220万吨，占我国工业NOx排放总量的10%左右，对NOx排放贡献仅次于火电和机动车尾气排放，位居第三。NOx的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素。根据2010年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成为主要废气污染源。比如，对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90～100万元，其中氮氧化物排污费约占85％，即每年氮氧化物排污费76～85万元。2010年11月中华人民共和国工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》公告，新准入条件明确了限制水泥业产能过剩的政策方向，重点支持现有水泥（熟料）企业联合、重组、并购，支持不以新增产能为目的技术改造项目。并通过规划的实施，力争使水泥熟料生产企业数量从目前的3000家左右，减少到1000家左右。至2015年，前10家企业水泥产量达到全国水泥产量的35%以上，前10家的平均规模大于7000万吨产能。预示着我国的水泥工业正在向大型化、集团化、资源节约。回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NOx的主要来源。煅烧水泥熟料时生成一氧化氮NO的途径主要有四种，即第一种热力型NOx，它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOx；第二种瞬发型NOx，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NOx，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；第三种燃料型NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。第四种生料型NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5％以下，NO则占总量的95％以上。在我国新型干法水泥回转窑上常用的NOx控制技术主要有以下几种：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低NOx的燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。然而，即使把上述四种措施全部采用起来，事实上水泥窑的NOx排放也很难达到500mg／Nm3以下。采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝法或选择性催化还原（SCR）脱硝法进一步降低NOx排放的措施是一个非常有效的降低NOx排放的途径。选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术1）SNCR降低NOx原理选择性非催化还原（SelectiveNon-CatalyticReduction，以下简写为SNCR）技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要在850～1050℃下，将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中，将NO还原，生成氮气和水。在水泥窑氮氧化物减排实施中，主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂（氨水或是尿素溶液），喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下，同氮氧化物完成充分混合，在适合的温度和气氛下，反应生成氮气和水，发生以下反应过程如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(1)温度进一步升高,则可能发生以下的反应:4NH3+5O2→4NO+6H2O(2)当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1050℃时反应式(2)会逐渐起主导作用,当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。我公司现排放浓度为300mg/Nm3，超出山东省/国家新环保规定，项目迫于环保要求必须干。2、国内外技术现状分析对于新建、改建的水泥生产线（水泥窑及窑磨一体机），德国的标准依然最为严格：NOx排放限值为100～200mg/Nm3，欧盟要求为200～500mg/Nm3。我国又比欧盟、奥地利500mg/Nm3的排放限值宽300mg/Nm3，比德国200mg/Nm3的排放限值宽600mg/Nm3。因此，我国《水泥工业大气污染物排放标准》规定的NOx排放限值距发达国家存在较大差距。3、窑尾烟气参数序号项目单位数量1正常风量m3/h3700002温度℃350-430起炉时温度短时超过500℃3NOx初始浓度mg/Nm3300-3504氮氧化物排放浓度mg/Nm3≤1005SO2初始浓度mg/Nm3≤15006SO2排放浓度mg/Nm3≤354、方案思路目前脱硝采用SNCR脱硝工艺，采用氨水为还原剂，NOx排放浓度≤200mg/Nm3；现潍坊市水泥窑排放按超低排放要求执行，NOx排放浓度≤100mg/Nm3。在尾气进入余热锅炉前，引入300-430℃的高温烟气进入SCR反应器，采用高尘布置，上进、下出，烟气再引入余热锅炉。脱硫采用石灰-石膏法脱硫工艺，空塔逆向喷淋，SO2排放浓度≤35mg/Nm3。二、设计依据1、基本依据《山东省建材工业大气污染物排放标准》新标准；《水泥工业大气污染物排放标准》国家现行有效的环保标准、法规；各专业现行有效的中华人民共和国电力行业标准DL/T系列；各专业所涉及的现行有效的中华人民共和国国家标准GB系列；2、基本原则本方案遵循国家有关法规及规定进行编制。选用较新专利技术，结合工程项目的具体条件，采用优化设计方法，提高设计水平和降低工程投资额。严格执行资源综合利用原则，积极改进工艺技术，采用无害或少害的工艺。贯彻“安全生产，预防为主”的方针。充分利用本工程项目相应的公用设施、辅助设施，以节约投资，加快工程的建设周期。NOx排放浓度≤100mg/Nm3SO2排放浓度≤35mg/Nm33、设计标准序号标准名称标准号1《水泥工业大气污染物排放标准》2《包装储运图示标志》GB1913《标准电压》GB1534《低压成套开关设备和控制设备》5《低压成套开关设备基本试验方法》GB94666《低压电器外壳防护等级》GB/T4942-27《工业企业厂界噪声标准》GB123488《工业企业噪声控制设计规范》GBJ879《工业管道施工及验收》GBJ25310《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性非催化还原法》HJ/T563-201011《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》HJ/T562-201012《火电厂烟气脱硫技术规范-石灰石石灰石膏法》HJ/T179-200513《钢结构设计规范》GB50017三、SNCR+SCR脱硝工艺设计1、SNCR脱硝利旧。SNCR效率按40%左右设计，排放浓度在＜200mg/Nm3。2、公用系统主要参数冷却水水质：生活水（澄清水）冷却水压力：进口MPa；冷却水温度：正常20℃；最高30℃；最低10℃；冷却水[SS]：<10mg/m3冷却水[Cl-]：