一、水泥窯“低氨脫硝+高效SNCR”脫硝技術(shù)概述：

“低氨脫硝+高效SNCR”復(fù)合脫硝技術(shù)的主旨是先利用低氨脫硝技術(shù)源頭減少窯內(nèi)煙氣中達(dá)30%以上的NO_x，再通過高效SNCR脫硝技術(shù)精細(xì)控制各噴點(diǎn)處還原劑流量，顯著提高水泥窯內(nèi)NO_x的脫硝效率，最終兩種技術(shù)的疊加復(fù)合使用可實(shí)現(xiàn)NO_x排放滿足≤100 mg /Nm³指標(biāo)，達(dá)到90%以上的脫硝效率，并且相應(yīng)可減少10%以上的氨水量，節(jié)約運(yùn)行成本。圖1為“低氨脫硝+高效SNCR”復(fù)合脫硝技術(shù)在水泥生產(chǎn)中改造位置示意圖。

低氨脫硝技術(shù)改造是主要優(yōu)化分解爐煤粉燃燒、三次風(fēng)管、C4下料管等工藝，在不影響水泥燒成條件下，合理控制窯頭窯尾用煤量，采用分解爐高強(qiáng)還原燃燒控制技術(shù)在分解爐錐體部位產(chǎn)生強(qiáng)力還原區(qū)；利用煤粉在還原區(qū)內(nèi)貧氧燃燒產(chǎn)生的CO、CH₄、HCN等還原劑與窯頭煙氣中熱力型的NOx還原反應(yīng)，生成無污染的惰性氣體N₂。該技術(shù)的脫硝效率可達(dá)到30%以上，結(jié)合現(xiàn)有水泥廠SNCR脫硝設(shè)施，在投入極少改造資金的情況下，可以使水泥企業(yè)氮氧化物排放量實(shí)現(xiàn)超低排放要求。高效SNCR脫硝技術(shù)改造是綜合考慮爐型尺寸、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和脫硝溫度范圍，基于分解爐SNCR脫硝完整的CFD分析，布置成“分解爐+C5旋風(fēng)筒出口”多層溫度場噴點(diǎn)，采用泵送分流集成設(shè)備將還原劑輸定量送至多層噴點(diǎn)設(shè)置的小流量霧化噴槍處，經(jīng)霧化噴入預(yù)熱器系統(tǒng)850～l000℃高溫區(qū)域，使還原劑與煙氣中NO_x高效還原反應(yīng)成N₂。同時采用自主設(shè)計(jì)的集成自動控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測各層噴點(diǎn)的溫度、煙囪尾氣的NO_x量和氨逃逸量，合理調(diào)節(jié)分配各層噴點(diǎn)的還原劑注入量，保證霧化注入的還原劑與水泥窯內(nèi)的NO_x高溫充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效還原氮氧化物，最終使氮氧化物減少90%以上，同時避免還原劑過量浪費(fèi)及煙囪尾氣的氨逃逸量超標(biāo)。

二、“低氨脫硝+高效SNCR”復(fù)合脫硝技術(shù)總體要求：

分解爐分煤：分解爐燃燒器分上下兩層“2+4”點(diǎn)布置。分解爐中部原有2個燃燒器仍旋轉(zhuǎn)對稱布置于三次風(fēng)管附近；新增4個燃燒器旋轉(zhuǎn)對稱布置于分解爐錐部，通過貧氧燃燒器四角切圓方式噴入分解爐錐體部，在錐部形成旋轉(zhuǎn)的燃燒流場，利于脫硝還原區(qū)的形成。C4下料管分料：C4原有下料管各新增加1個分料管，分出部分生料喂入分解爐錐部，通過生料可以調(diào)節(jié)分解爐溫度，防止高溫結(jié)皮現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時生料中堿性金屬氧化物對窯爐內(nèi)NO_x的還原反應(yīng)起催化作用。三次風(fēng)管（上移）：根據(jù)分解爐的類型和運(yùn)行狀況，三次風(fēng)管上移合適距離，增加脫硝還原的區(qū)見，確保NO_x被還原的時間。多層脫硝噴點(diǎn)：在原分解爐噴點(diǎn)的基礎(chǔ)上，新增C5旋風(fēng)筒出口噴點(diǎn)，布置成“分解爐+C5旋風(fēng)筒出口”多層溫度場噴點(diǎn)，拓寬脫硝合適溫度反應(yīng)窗口，避免溫度的變化引起脫硝溫度場偏移，造成脫硝效果大大降低，使得氨水用量噴射到一定程度，氮氧化物的排放都難以控制或穩(wěn)定到排放標(biāo)準(zhǔn)。SNCR系統(tǒng)優(yōu)化：原SNCR系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)泵送分流集成控制設(shè)備，選配小流量霧化噴槍，提高還原劑的利用率和脫硝反應(yīng)效率。

    1、 低氨脫硝技術(shù)原理

低氨脫硝技術(shù)主要是優(yōu)化分解爐煤粉燃燒系統(tǒng)、三次風(fēng)管、C4下料管等工藝，在分解爐錐體部位產(chǎn)生強(qiáng)力還原區(qū)；利用煤粉在還原區(qū)內(nèi)貧氧燃燒產(chǎn)生的CO、CH₄、HCN等還原劑與窯尾煙氣中的NO_x還原反應(yīng)，生成無污染的惰性氣體N₂。本技術(shù)的作用原理如下：

還原劑產(chǎn)生區(qū)：煤粉通過貧氧燃燒器均勻噴到分解爐錐體部位，在貧氧條件下煤粉燃燒產(chǎn)生CO，少量的固定碳在高溫缺氧條件下與水蒸氣反應(yīng)生成CO、H₂，同時煤揮發(fā)分高溫下析出CH₄、HCN等還原劑。窯尾煙氣中的NO_x與還原區(qū)內(nèi)的CO、H₂、CH₄、HCN等還原劑在熱生料調(diào)節(jié)溫度及催化作用下發(fā)生反應(yīng)，將NO_x還原成無污染的惰性氣體N₂。此外，分解爐中的煤粉在缺氧條件下燃燒能夠抑制自身燃料型NO_x產(chǎn)生，從源頭上減少水泥生產(chǎn)中的NO_x排放。

       2、 高效SNCR脫硝技術(shù)

將氨水（質(zhì)量濃度20%～25%）通過分流系統(tǒng)經(jīng)霧化噴射系統(tǒng)分別噴入“分解爐+C5旋風(fēng)筒出口”多層噴點(diǎn)的合適溫度區(qū)域，霧化后的氨與NO_x（NO、NO₂等混合物）進(jìn)行選擇性非催化還原反應(yīng)，將NO_x轉(zhuǎn)化成無污染的N₂。當(dāng)反應(yīng)區(qū)溫度過低時，該反應(yīng)效率會降低；當(dāng)反應(yīng)區(qū)溫度過高時，氨會直接被氧化成N₂和NO。噴氨后爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：為了提高脫NO_x效率并實(shí)現(xiàn)NH₃逃逸最小化，滿足以下條件：還原劑噴入的位置沒有火焰；在反應(yīng)區(qū)域維持合適的溫度范圍；且在反應(yīng)區(qū)域有足夠的停留時間。

三、“低氨脫硝+高效SNCR”優(yōu)勢及發(fā)展前景：

       1、高效降低氮氧化物排放，降低氨水用量60%以上在可不增加成本，增強(qiáng)水泥煅燒性能的前提下，NOx排放濃度大幅度降低，可達(dá)到少用氨水、尿素、催化劑等條件下，降低氨水用量60%以上，NOx排放濃度大幅度降低達(dá)到環(huán)保要求。同時大幅節(jié)能、提產(chǎn)，大大減少了對空氣的污染。 

       2、節(jié)約煤耗，分解爐燃盡率、熱效率高節(jié)煤5%-15%——分解爐燃盡率、熱效率高，在降低NOx排放的同時大幅降低煤耗，節(jié)約實(shí)物煤耗5-20kg/t。 

       3、提高產(chǎn)量，降低水泥熟料的生產(chǎn)成本提產(chǎn)5-20%——采用煤的預(yù)燃及強(qiáng)化燃燒技術(shù)，可使窯產(chǎn)量大幅提高5%以上；分解爐對煤種的適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于低劣煤及揮發(fā)很低的煤種（如無煙煤，高灰份（45%）低質(zhì)煤、高硫煤等），降低水泥熟料的生產(chǎn)成本。