燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程,防止環(huán)境污染的重要性,已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。世界上比較主流的工藝分為:SCR和SNCR。這兩種工藝除了由于SCR使用催化劑導(dǎo)致反應(yīng)溫度比SNCR低外,其他并無太大區(qū)別,但如果從建設(shè)成本和運行成本兩個角度來看,SCR的投入至少是SNCR投入的數(shù)倍,甚至10倍不止。
為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境,應(yīng)對煤進行脫硝處理。分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。
脫硝技術(shù)
根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機理,水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類:
一類是從源頭上治理??刂旗褵猩蒒Ox。其技術(shù)措施:①采用低氮燃燒器;②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒,控制燃燒溫度;③改變配料方案,采用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理??刂茻煔庵信欧诺腘Ox,其技術(shù)措施:①“分級燃燒+SNCR”,國內(nèi)已有試點;②選擇性非催化還原法(SNCR),國內(nèi)已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),歐洲只有三條線實驗;③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù),國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗;④生物脫硝技術(shù)(正處于研發(fā)階段)。
總之,國內(nèi)開展水泥脫硝,尚屬探索示范階段,還未進行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運行可靠的脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。
脫硝的系統(tǒng)工程
水泥企業(yè)采用“SNCR”方法脫硝,并非水泥企業(yè)一家之事。它受到不少制約。不僅涉及生產(chǎn)、流通、分配和消費,而且涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、能源、物價、環(huán)保、安全監(jiān)管和質(zhì)檢等多個部門。
采用SNCR方法脫硝,還原劑是大消耗品(但對于SCR脫硝來說催化劑的消費量更多)。水泥脫硝一般選用尿素或氨水(不選擇液氨 —— 危險品)作還原劑,但是尿素、氨水又是通過合成氨轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)出來的,可是合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗相當(dāng)高(詳見表2)。
現(xiàn)以重慶18條2500t/d線脫硝為例, 若NOx排放的本底值為1000mg/Nm³左右,NOx排放要降到500 mg/Nm³以下,年減排NOx為21060噸,則必須采用SNCR脫硝,若選擇氨水(濃度25%)作還原劑,則年需耗氨水62280噸。既相當(dāng)于消耗合成氨15570噸→必然增加化工廠綜合能耗25691噸(標(biāo)煤)→經(jīng)信委必然增加化工廠天然氣用量和用電指標(biāo)→必然增加化工廠合成氨水污染物排放(化學(xué)需氧量23.36噸、氨氮9.3噸、SS10.90噸、石油類1.56噸、揮發(fā)酚0.031噸、硫化物0.156噸、排水量155700噸)→勢必涉及到環(huán)保部門對合成氨生產(chǎn)企業(yè)污染物控制總量指標(biāo)→涉及物價部門如何確定用于水泥工業(yè)脫硝的氨水、尿素價格以及化工廠增用天然氣價格如何確定→涉及增加運送氨水、尿素到水泥廠的社會運量及交通安全暢通→涉及農(nóng)業(yè)主管部門將尿素、氨水調(diào)出農(nóng)業(yè)系統(tǒng)→減排辦公室對水泥企業(yè)脫硝增加了單位產(chǎn)品能源消耗和廢棄物排放量如何考核→涉及國家標(biāo)準(zhǔn)制定部門修改相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)→涉及質(zhì)監(jiān)部門對水泥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗等。