徐基軍（徐州中聯(lián)水泥有限公司,江蘇 徐州 221100）

1 改造背景

山東泉興水泥2500t/d生產(chǎn)線由天津樸誠設(shè)計院設(shè)計，2004年投產(chǎn)，實際產(chǎn)能2800～3000t/d。改造前脫硝采取SNCR脫硝，2008年氨水消耗量平均約0.8m3/h，脫硝效率較低；大量氨逃逸導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重同時帶來能耗和成本的上升?；谝陨显?，我公司借鑒同行業(yè)改造的技術(shù)結(jié)合本公司實際情況自行設(shè)計分級燃燒改造+SNCR優(yōu)化并取得良好效果。

2 采取的主要措施

2.1 在分解爐底部建立還原區(qū)

在分解爐錐部空間建立還原區(qū)（見圖1），將原分解爐用煤均勻分布到該區(qū)域內(nèi)，使其缺氧燃燒以便產(chǎn)生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯尾煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2等無污染的惰性氣體。此外，分解爐中的煤粉在缺氧條件下燃燒，也抑制了自身燃料型NOx產(chǎn)生，從而實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程的NOx減排。

圖1 低氨分級燃燒示意圖

為此，將窯尾噴煤管在原有位置下移4m，同時由以前兩點噴煤改為三點噴煤，煤粉通過分解爐燃燒器切圓方式噴入還原劑產(chǎn)生區(qū)；由于此分解爐容較?。s420m3），考慮到不影響系統(tǒng)產(chǎn)能和能耗，將三次風(fēng)成傾斜角度上抬1m，確保NOx在還原區(qū)內(nèi)大約有0.5s的反應(yīng)時間。同時將C4下料管引一路進(jìn)入還原區(qū)，抑制煤粉在富氧情況下高溫燃燒而導(dǎo)致結(jié)皮。改造后測得噴煤管上部1m處CO濃度約200000～30 000×10-6，分解爐頂部 CO濃度約 2 500～30000×10-6左右，還原區(qū)的建立基本符合設(shè)計要求。

2.2 優(yōu)化SNCR脫硝效率

根據(jù)氨水和氮氧化物反應(yīng)的條件結(jié)合水泥工藝自身的特點和形成區(qū)域濃度的高低精準(zhǔn)布槍，減少氨逃逸，提高脫硝效率。

（1）采用高效噴槍，改變噴槍位置。改造前噴槍位置在分解爐中部和上部，此部位溫度窗口基本滿足850～1100℃，但是由于粉塵濃度較大，影響脫硝效率?；诖嗽?，通過對C5旋風(fēng)筒進(jìn)行NOx濃度和反應(yīng)溫度測量，在C5出口和其它部位精準(zhǔn)定位布槍，保證脫硝溫度的同時，延長反應(yīng)時間和降低粉塵濃度。同時針對C5不同部位風(fēng)速大小對噴槍射程、霧化效果以及角度進(jìn)行設(shè)計，確保較強的穿透力，覆蓋整個脫硝區(qū)域，提高脫硝效率。

（2）對C3撒料板改造，杜絕塌料對脫硝效率影響。改造前現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)C3撒料板位置有塌料現(xiàn)象；此處塌料會導(dǎo)致物料直接進(jìn)入C5旋風(fēng)筒，其C5出口噴槍位置溫度也會下降，嚴(yán)重時會遠(yuǎn)低于850℃脫硝窗口溫度，塌料的粉塵也會增加氨逃逸影響此處脫硝效率。故此，對撒料箱采用可調(diào)式撒料板，在生產(chǎn)運行過程中根據(jù)系統(tǒng)工況進(jìn)行在線調(diào)整。

2.3 強化工藝管理提高脫硝效率

（1）杜絕系統(tǒng)漏風(fēng)，提高脫硝效率。系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重時會導(dǎo)致分解爐底還原區(qū)建立失敗，故此，在改造過程中對窯尾密封進(jìn)行優(yōu)化，杜絕漏風(fēng)對還原區(qū)的影響；同時對C5翻板閥進(jìn)行技改，確保鎖風(fēng)效果，減少系統(tǒng)內(nèi)漏風(fēng)對C5脫硝噴槍影響。

（2）強化中控操作，建立合理的控制還原區(qū)和燃燒區(qū)。在調(diào)試過程中根據(jù)系統(tǒng)變化合理控制窯、爐用風(fēng)比例，使得在不影響窯系統(tǒng)煅燒的前提后適當(dāng)控制窯尾氧含量。同時根據(jù)工藝狀況分解爐出口ψ（CO）≤0.1%，為C5出口SNCR脫硝創(chuàng)造條件。

（4）對窯尾煙室進(jìn)行改造直徑由原來的1.8m縮小到1.7m，提高截面風(fēng)速，杜絕分解爐塌料。

通過以上改造后在氮氧化物排放濃度不變的前提下，氨水用量由原來的0.8m3/h下降到0.3m3/h左右，氨水節(jié)約0.5m3/h，見表1。

3 結(jié)論

通過此次在分解爐底部建立還原區(qū)改造分解燃燒改造和SNCR系統(tǒng)優(yōu)化，在熟料產(chǎn)量、質(zhì)量以及煤耗不影響的前提下脫硝效率達(dá)到50%以上，年節(jié)約成本約200萬元，基本達(dá)到預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。

表1 改造前后氮氧化物排放濃度