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1、,苏州仕净环保科技股份有限公司,2019年3月,水泥窑氮氧化物超低排放技术探索,目 录,六、NOx超低排放技术比较,一、公司简介,二、水泥行业概况,五、水泥窑NOx控制技术,三、水泥窑NOx形成机理,四、影响NOx生成的因素,七、LCR脱硝技术案例,八、汇报结束,一、公司简介,苏州仕净环保科技股份有限公司成立于2005年，位于江苏省苏州市，注册资金8429万元，现有员工480多人，其中技术和设计人员130人,目前拥有研发基地20亩，制造基地50亩，环境检测实验室1000平方米，是集环保设备的工程规划，设计、制造、安装、售后于一体的综合性环境治理企业，具有大气污染治理甲级资质和乙级设计资质、环境

2、工程专业承包2级等资质。公司先后获“江苏省优秀企业”、“AAA级资信企业”、“AA重合同守信用企业”、“江苏民营科技企业”、“高新技术企业”、“技术创新奖”、“江苏省名牌产品证书”、“新三板创新榜百强”、“新三板创新层十佳成长企业”等众多荣誉。公司设有企业技术中心、工业废气净化工程技术研究中心、博士后管理办公室、江苏省博士后创新实践基地，与西安交大、上海理工等大学进行了广泛的合作和技术交流，已经完成脱硫、脱硝、除尘、VOC处理、废水处理等重大施工项目几百余项，拥有多项专利。公司主导产品是脱硫、脱硝、除尘、VOC处理、废水处理等环保相关产品，坚持“精益求精，服务至上”的服务宗旨，为广大用户提供更

3、多、更好的产品及服务。,二、水泥行业概况,“十二五”期间，氮氧化物的排放指标首次被列入约束性指标体系。水泥工业大气污染物排放标准规定，2014年3月1日起，现有与新企业NOx排放标准(标况下)为400mg/Nm3,规定重点地区NOx排放标准为320mgNm3，而北京等重点城市，2016年1月1日起执行水泥制造企业氮氧化物排放不得高于200mg/Nm3的地方标准。据统计，2018全年水泥产量约22亿吨，2018全年熟料产量约14亿吨，全国新型干法水泥生产线累计约1700多条，在水泥生产过程中，全国水泥窑氮氧化物排放量约200多万吨，全国氮氧化物工业排放量约1626万吨，约占12-15%，是继电力

4、行业、汽车尾气之后第三大氮氧化工业排放源。,二、水泥行业概况,蓝天保卫战要求2020年，二氧化硫、氮氧化物排放量与2015年相比将降低15%以上，电厂已逐步执行超低排放，氮氧化物、二氧化硫、颗粒物排放浓度要分别不高于50mg/Nm3、35mg/Nm3、5mg/Nm3，环保要求越来越严，水泥行业“超低排放”是大势所趋，即氮氧化物、二氧化硫、颗粒物排放浓度要分别不高于100mg/Nm3、50mg/Nm3、10mg/Nm3（在标况下），NOx排放治理是水泥窑超低排放重要部分，我们对其进行技术探索研究，寻找适合水泥窑超低排放的脱硝技术。,三、水泥窑氮氧化物形成机理,氮氧化合物NOx是NO、NO2和N2

5、O等的总称，水泥窑NOx排放的主要成分是NO和NO2，其中NO占氮氧化合物总量的95%左右，NO2大约为5%左右。燃料燃烧过程中主要存在3种氮氧化合物形成方式，即热力型、瞬态型和燃料型。热力型NOx主要是温度高于1500时，空气中的N2 和O2反应而生成的。瞬态型氮氧化合物是碳氢类燃料在a1的富燃料条件下，碳氢化合物和N2在火焰内快速反应而生成的，一般来说，在水泥生产过程中，瞬态型氮氧化合物可以忽略。燃料型NOx是燃料和原料中的氮氧化而生成的，煤中氮主要以有机形态赋存，氮含量约为0.5%2.5%，原料在氮含量主要以NH4+形式存在于有机组分中，生料中的NH4+含量约为80200g/t。,回转窑

6、和分解炉内由于温度不同，NOx生成机理也有所差异。回转窑中烧成带温度高达1600以上，除了生成燃料型NOx外，大量助燃空气中的氮在高温下被氧化产生大量的热力型NOx，因此回转窑中既生成燃料型NOx，又生成热力型NOx，而且两种类型NOx存在相互抑制作用。在分解炉，燃料燃烧温度约为860-1100，在此温度范围内，主要生成燃料型NOx。,三、水泥窑氮氧化物形成机理,过剩空气系数 对NOx排放的影响,四、影响水泥窑NOx生成量的因素,同济大学朱彤等人通过数值计算，证明在不同的过剩空气系数下，NOx生成量也不同。当过剩空气系数为1.05 时所生成的NOx最多。当过剩空气系数小于1.0 时，会造成不完

7、全燃烧，燃料的热量不能全部释放出来，产生大量的CO，而CO会还原所生成的NOx，所以此时NOx排放很少。当过剩空气系数远大于1.0 时，燃料燃烧所释放出来热量会被过量的空气和烟气吸收，火焰温度受到限制，使得NOx浓度有所下降。,1、过剩空气系数的影响,回转窑主燃烧器火焰温度高达16002000，这种量级的火焰温度会促使热力型NOx大量生成。研究表明，当温度高于1500时，温度每上升100时，热力型NOx的生成量就会成倍增长。,2、烧成温度的影响,3、火焰形状的影响,根据定性判断，火焰拉长将降低高温点温度，减少热力型NOx，但过长的火焰会降低高温区烧成带温度，影响熟料质量。在实际生产中，一般情况

8、下虽然火焰温度较高，但因为短火焰核心部位缺少空气，因此产生的NOx量却比长火焰的少，究竟什么样的火焰形状会使NOx生成量最低，需要结合现场实际和理论分析才得出结论。,四、影响水泥窑NOx生成量的因素,在热能流量相同的条件下，窑截面空气流量越大，燃烧气体在高温区停留的时间越短，形成的NOx量越少，因此缩短料气在燃烧器出口端附近高温区停留时间，可以减少N2和O2反应机率，从而降低NOx的生成率。,4、废气在窑内停留时间,四、影响水泥窑NOx生成量的因素,在热能流量相同的条件下，窑截面空气流量越大，燃烧气体在高温区停留的时间越短，形成的NOx量越少，因此缩短料气在燃烧器出口端附近高温区停留时间，可以

9、减少N2和O2反应机率，从而降低NOx的生成率。,4、废气在窑内停留时间,四、影响水泥窑NOx生成量的因素,五、水泥窑NOx控制技术,降低NOx工艺技术（无氨脱硝技术）（脱硝效率20-40%）,SNCR选择性非催化还原技术（脱硝效率60-70%）,SCR选择性催化还原技术（脱硝效率90%）,LCR液态催化剂脱硝技术（脱硝效率95%）,（一）、降低NOx的工艺技术,1、从源头上控制NOX的生成量。加强原燃料的管理，加强原燃料的均化效果，合理控制生料、煤粉的细度，提高生料的易烧性，降低煤耗，相关实验表明，提高生料的易烧性，降低煤耗可以降低NOx；准确控制和优化窑炉煤量比，将高温燃烧（窑头）用煤量减

10、少、减轻回转窑烧成负担，提高燃烧效率，降低因窑头高温产生的热力NOx，对窑头燃烧器进行改造，使用低氮燃烧器。2、采用分解炉局部还原燃烧控制技术。通过改造后的分解炉同时具有煤粉分解区和强力燃烧区，煤粉分解出大量的还原剂及固定碳将窑内的热力型NOX强力还原，同时煤粉分解区的贫氧状态及低温环境也抑制了分解炉内由燃料NOx产生量，该技术不用任何还原剂，通过水泥窑烧成系统的局部改造（三次风管、喷煤管、下料管等）、依靠水泥烧制过程工艺控制就可达到20-40%以上的脱硝效率。3、部分水泥熟料生产线已设置了无氨脱硝技术系统，对分解炉、三次风管、燃烧器、四级下料管进行改造。,（二）、SNCR选择性非催化还原法脱

11、硝技术,SNCR脱硝技术即选择性非催化还原法（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术，是一种不用催化剂，在8501100的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。目前大部分水泥生产线均设置了SNCR脱硝系统，脱硝效率可达60-70%，氮氧化物能从1000mg/Nm3降至320mg/Nm3。,（三）、SCR选择性催化还原法脱硝技术,SCR脱硝技术即选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，以下简写为SCR）技术，是在催化剂作用下，利用

12、还原剂（如NH3）与烟气中的NOX 反应，将NOX 还原成N2和H2O。4NO+4NH3+O24N2+6H2O（1）（主）6NO+4NH3 5N2+6H2O（2）2NO2+4NH3+O23N2+6H2O（3）（主）选择适当的催化剂上述反应可以在180420的温度范围内有效进行。按照催化剂使用的烟气温度条件分类，一般可以将SCR工艺分为：高温、中温、低温。一般来说，高温SCR是指催化剂的适用温度在300420，脱硝效率90%，中温脱硝催化剂（220-300）及低温脱硝催化剂（180-220）作为大型烟气脱硝处理装置应用较少，但在国内已有成功应用，但脱硝效率40%。,水泥生产线SCR脱硫塔（反应器

13、）的布置位置有两种：1、布置C1旋风筒出口下游，烟气温度300-370，属于高温SCR，脱硝效率90%,其烟气粉尘浓度高，催化剂容易被堵塞、磨损，所以需在SCR前设高温电除尘器，投资成本高，占地面积大，国内在河南一个水泥厂已设置了SCR，其选择布置的位置是C1旋风筒出口下游，并设置高温电除尘器。2、布置在窑尾布袋除尘器（电除尘器）后，烟气温度90140，要升温到200。属于低温SCR，脱硝效率40%，且易催化剂中毒，运行成本高,C1旋风筒下游-“高尘负荷”系统：优点：烟气温度适合催化剂要求（300-370），无需加热；缺点：烟气粉尘浓度高，催化剂容易被堵塞、磨损，所以需在SCR前设置高温电除尘

14、器，粉尘进口需40mg/Nm3以下。,（三）、SCR选择性催化还原法脱硝技术,在收尘器的下游-“低尘负荷”系统；优点：避免了催化剂对粉尘的冲刷；缺点：催化剂抗SO2中毒提出了更为严格的要求，需要对烟气进行补热，将烟气温度升高200度以上，需设置热风炉或MGGH换热。,（三）、SCR选择性催化还原法脱硝技术,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,LCR液态催化剂脱硝技术即（Liquid Catalyst）技术，是我公司自主研发成功的脱硝技术，液态催化剂脱硝LCR技术是针对锅炉的废气排放所含物质，使用脱硝塔进行整体治理，脱硝塔是利用液态催化剂（分别会有A剂、B剂，剂针对NOX催化反应成N2和H2O，剂

15、起催化及调整药剂对温度的适应性，该技术是化学反应过程，且在温度15200的范围内不影响反应进行）的催化反应法来达到处理废气的目的。该技术特别适用电力、钢铁、化工、焦化、光伏、半导体、水泥、陶瓷等行业，同时可做脱硫脱硝除尘一体处理化。催化反应法的特点是既有吸有害气体，又有除掉排气中的粉尘，吸收法可分为物理吸收和化学吸收等。本工艺采用的方法是利用物理、化学、催化反应方法处理废气，催化反应过程采用液态催化剂做LCR催化反应法。LCR液态催化剂脱硝技术属于末端处理，设置在原料粉磨废气风机后面，对原料磨、水泥窑的工况不会造成影响，同时可以在不改造原有布袋除尘器的情况下，粉尘排放浓度达到10mg/Nm3的

16、超低要求。,其反应过程：1、溶于水后部分NOx先吸收，一氧化二氮（N2O）溶于水后被吸收。2、2NO+LCR（H）=N2+2H2O 3、2NO2+2LCR(H)=N2+4H2O 液态催化剂脱硝技术的原理：,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,液态催化剂反应流场及原理示意图,采用液态催化剂脱硝技术，排放物中的氮氧化物含量可从2000mg/m3下降至5mg/m3,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,液态催化剂反应流场及原理示意图,采用液态催化剂脱硝技术，排放物中的氮氧化物含量可从2000mg/m3下降至5mg/m3,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,工艺流程：烟气经原料磨废气风机进入高效脱硝塔，单塔双

17、循环（上下各2-3层喷淋），与来自循环泵的药剂接触并被去除SO2，被洗涤后的烟气经塔内的除尘除雾器除尘除雾从烟囱直接排出。系统组成：烟气系统、高效脱硝塔系统、液态催化剂制备输送系统、工艺水系统、排空系统以及电气控制和在线监测系统等。,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,技术特点:1、中低温脱硝、常温脱硝，特别适宜烧结、电厂、焦化、水泥、玻璃、陶瓷、化工、光伏、半导体等行业。2、采用废水喷雾干燥技术实现废水零排放，液态催化剂和水资源循使用，彻底解决环保问题，无二次污染。3、无氨逃逸和无催化剂中毒、失效现象，液态催化剂不属于危险固体废弃物。4、脱硝效率高，最高可达98%，出口粉尘10mg/Nm3,不

18、需对原布袋除尘器进行改造，脱硝除尘一体化，满足超低排放要求。5、与SCR相比，运行成本差不多，投资成本要低许多。,（四）、LCR液态催化剂脱硝技术,国内水泥窑均已设置了SNCR脱硝系统，NOx能降至320mg/Nm3，部分水泥熟料生产线同时设置了无氨脱硝技术系统，对分解炉、三次风管、燃烧器、四级下料管进行改造以及优化工艺操作，SNCR+无氨脱硝技术系统，NOx能降至150-250mg/Nm3，部分生产线瞬时能降至100mg/Nm3，但不稳定，且氨逃逸超标，所以单使用无氨脱硝技术+SNCR脱硝技术是很难达到超低的，还需使用SCR选择性催化还原法脱硝技术、LCR液态催化剂脱硝技术，现对其进行比较分

19、析，具体如下：,六、水泥窑氮氧化物超低排放技术比较,SCR脱硝技术与LCR脱硝技术比较表,六、水泥窑氮氧化物超低排放技术比较,SCR脱硝技术与LCR脱硝技术比较表,同类工程案例 1、国家环保指标要求高，NOx要求超低排放，使用LCR脱硝，如华润协鑫（北京）热电有限公司275MW燃气联合循环机组脱硝工程。2、烟气的SO2、NOx都需要处理，且烟气温度不高140-160，使用湿法脱硫+LCR脱硝，脱硫脱硝一体化，如江南高纤脱硝脱硫一体塔、唐山建龙烧结机脱硝脱硫一体塔。3、烟气中的NOx初始浓度高，要求的脱硝效率高，使用LCR脱硝，如河北润安建材公司干法脱硫+LCR脫硝。4、光伏、半导体等行业的脱硝

20、项目,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,华润协鑫（北京）热电有限公司275MW燃气联合循环机组脱硝工程,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,目前该项目正常运行，各项指标都达标，NOx排放浓度降到6mg/m3。,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,江南化纤集团热电厂3*75t/h+2*130t/h循环硫化床锅炉烟气脱硝脱硫工程（脱硫脱硝一体塔）,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,单塔风量60万Nm3/h，入口SO2浓度：500-800 mg/Nm3，入口NOx浓度：800-1000 mg/Nm3，脱硫后SO2排放浓度：35mg/Nm3，SNCR+LCR脱硝后NOx浓度：50 mg/Nm3。,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,SNCR脱硝+LCR脱硝,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,SNCR脱硝+LCR脱硝,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,河北润安建材有限公司700t/d*2玻璃窑炉烟气半干脱硫+LCR脱硝系统,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,风量15-20万Nm3/h,入口NOx浓度：2000 mg/Nm3，LCR脱硝后NOx浓度：200 mg/Nm3,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,唐山建龙烧结机烟气脱硫脱硝一体化项目（LCR脱硝）,七、LCR液态催化剂脱硝技术案例,汇报完毕,谢谢!,