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摘要：随着现阶段社会的发展，工业化进程加快，我国的环境污染问题已经非常严重，水泥企业在生产的时候，会对环境造成极大的压力，自选择性非催化还原法（SNCR）的推广，很多水泥企业都开始运用到生产中，但是，该方法消耗还原剂非常多，本文旨在将原有的SNCR脱硝系统进行升级，进而减少脱硝剂的使用，希望能够在保护环境的同时也能降低企业的成本，希望为我国其他企业脱硝工程的改造提供可供参考的资料。
关键词：脱硝；选择性非催化还原法；窑尾
我国是水泥生产与消费大国，在供给侧结构性改革不断深化的背景下，2017年水泥产量小幅收缩。近日，国家统计局发布2017年主要工业产品生产情况，水泥全年累计生产23.16亿吨，同比微降0.2%。从近期来看，去年12月份是全年水泥行业产量下降的缩影，单月水泥产量1.9亿吨，环比大幅下降13.18%，同比下降2.2%。江苏、安徽、浙江和江西等华东区域首次因环保原因停产。据统计，我国水泥工业颗粒物（PM）排放占全国排放量的15%-20%，二氧化硫（SO2）排放占全国排放量的3%-4%，氮氧化物（NOx）排放占全國排放量的8%-10%，属污染控制的重点行业。环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局要求控制指标为烟尘、二氧化硫、氮氧化物，排放限值分别为10毫克/立方米、35毫克/立方米、100毫克/立方米。
1选择性非催化还原法简介
选择性非催化还原法（SNCR）是一种不使用催化剂，在850～1100°C的温度范围内使用NOx还原。最常用的药物是氨和尿素。一般来说，大型燃煤机组的SNCR反硝化效率可达25%～40%，小型燃煤机组的SNCR反硝化效率可达80%。由于锅炉结构尺寸的影响很大，该方法通常用作低氮燃烧技术的辅助处理。项目成本低，布局简单，面积小。它适用于旧工厂，新工厂可根据锅炉设计来辅助使用。
2工程改造的基本原则
1）脱硝工艺遵循技术成熟、设备先进运行稳定、操作维护方便、自动化程度高、运行成本较低、无二次污染原则。
2）脱硝工艺充分考虑窑尾工艺特点，系统阻力稳定，脱硝装置在启、停、运行及事故处理情况下不影响旋窑生产操作（产量、质量）。
3）脱硝工艺适应旋窑生产风量、温度等负荷变化与波动。
4）脱硝工艺与设备布置合理，满足业主提供的总图位置要求，并满足国家职业安全健康法规标准要求。
3理论目标
本工程实现最大脱硝效率≥80%，氮氧化物排放浓度≤175mg/m?，氨逃逸量（窑尾烟囱）<10ppm。自动化系统改造后，窑况正常稳定的情况下系统自动运行保证排放值波动不超过±15mg/m3，同时满足氨水耗量约定：在NOx折算值175mg/m?排放条件下，改造后系统熟料氨水用量下降20%。
4改造方案
4.1氨水喷枪优化
氨逃逸比较严重，说明氨水喷入点不合理；致使氨水用量虚高，现有脱硝措施为选择性非催化还原技术（SNCR），此方法是在分解炉的合适温度区域（约850～1050℃）加入还原剂氨水，在部分氧存在的条件下发生选择性非催化还原反应，将NOx转化成的N2。脱硝效果低，说明喷枪分布不合理，没有全覆盖到烟气，SNCR喷枪系统技改优化视现场喷枪的结构、雾化效果、工作区域，对SNCR系统进行优化调整，以保证喷枪的雾化效果，提高脱硝效率，降低氨逃逸。所以必须改造原有氨水喷入点：在平台的上行管道和下行管道上分别安装6根和4根喷枪；需要优化喷枪长度做到长短搭配，实现烟道全覆盖；使用3+3和2+2长短枪。
4.2控制系统优化
目前使用人工控制方式来调整氨水喷入量，即浪费人力资源，又无法做到时时检测及调整氨水喷量，无法达到经济的效果。如果控制系统改为自动控制，优化控制转换的调控时间，提高控制效率，现在使用自动控制来优化控制，达到经济的运行效果。
4.3系统配置说明
在现行脱硝系统的基础上进行改造，原来的氨水管道喷枪不动继续保留，在入分配模块的主管道上接一个三通，分两路氨水出来，一路供应原来的氨水喷枪（位置在六楼鹅颈管上行管上），另一路供应新的氨水喷枪（位置在六楼鹅颈管下行管上）。增加一套独立的氨水分配模块，这样可保证每根喷枪的喷氨量一样；采用新型喷枪，雾化效果更好；新的喷氨位置更加合理，在六楼鹅颈管下行管上（风速较低，氨水不会被快速吹走，因此氨水的反应时间更长一些，效率就会比较好）；对原来的脱硝程序进行优化，可使NOx控制更加平稳，减少超调的喷氨量和超调的时间，从而降低氨水使用量。
5施工要求
管道布置合理安全规范美观，不泄露；焊接质量要求及常见焊接缺陷的预防按照焊接技术规范对本工程中的焊接质量和焊接缺陷预防办法作如下规定：焊缝表面不得有气孔、夹渣、焊瘤、弧坑、未焊透、裂纹、严重飞溅物等缺陷存在；对接平焊缝不得有咬边情况存在，其他位置的焊缝咬边深度不得超过0.5mm，长度不得超过焊缝全长的10%；各角焊缝焊角尺寸不应低于规定的要求，不允许存在明显的焊缝脱节和漏焊情况；焊缝的余高（焊缝增强量）应控制在0.5～3mm之间，焊缝（指同一条）的宽窄差不得大于4mm，焊缝表面覆盖量宽度应控制在大于坡口宽度4～7mm范围内；对多层焊接的焊缝，必须连续进行施焊，每一层焊道焊完后应及时清理，发现缺陷必须清除后再焊；开坡口多层焊第一层及非平焊位置应采用较小焊条直径；各焊缝焊完后应认真做好清除工作，检查焊缝缺陷，不合格的焊缝应及时返工。
焊接缺陷防止方法：夹渣防止方法：加工的坡口形状尺寸应符合规定的要求，组装间隙，坡口钝边不宜过小，单面焊后，背面应采用电刨清根或电砂轮清根，清除焊缝根部的未焊透和夹渣等缺陷；气孔防止方法：严格清除坡口的表面及周边的油漆，氧化物等杂质，焊条应按其品种的烘干温度规定要求认真烘干，风雨天无保证设施不得施工焊接；咬边防止方法：焊接电流不宜太大，运条手法和停顿时间应控制掌握好；弧坑防止方法：主要焊缝要加设引弧板和灭弧板，焊缝接头处和边缘处应缓慢熄弧，慢慢拉开焊条，对弧坑处须采用断弧焊，必须填满弧坑，同时掌握好各焊缝转角处不允许有明显的弧坑。
6结语
SNCR是当下非常重要的项目，可以起到节能减排的作用，为我国的环保事业起到促进作用，本文针对氨水喷入点布置不合理使得氨逃逸，令氨水使用虚高；人工控制会造成人力资源的浪费，也会因为操作不及时导致的经济浪费。提出的改造方案：氨水喷入点可以保证喷枪的雾化效果，提高脱硝效率，降低氨逃逸；自动化可以显著提升SNCR脱硝设备的运行性能。
参考文献：
[1]孙海燕.新疆某热电厂2×300MW机组烟气脱硝工艺设计[D].吉林大学，2017.
[2]白斌.自备电厂SNCR脱硝工程超低NO_X排放改造[J].应用能源技术，2017（08）：30-34.
[3].2016年广西完成16条新型干法水泥窑低氮燃烧技术和SNCR脱硝设施建设[J].建材发展导向，2017，15（16）：93.
[4]谢风林.300MW循环流化床锅炉中的SNCR脱硝研究[D].华南理工大学，2015.
[5]周新磊.12万吨炭黑项目尾气热电联产回收利用与脱硝工艺[D].天津大学，2016.
[6]吴振山，鲍倩，任鹏程.关于SNCR脱硝工程改造案例分析[J].中国水泥，2015（09）：94-96.
[7]杨用龙，赵凯，苏秋凤，张杨，王丰吉，朱跃.SNCR脱硝装置对CFB锅炉运行的影响研究[J].中国电力，2015，48（04）：23-26.
（作者单位：华润（惠州）水泥有限公司）
关键词：脱硝；选择性非催化还原法；窑尾
我国是水泥生产与消费大国，在供给侧结构性改革不断深化的背景下，2017年水泥产量小幅收缩。近日，国家统计局发布2017年主要工业产品生产情况，水泥全年累计生产23.16亿吨，同比微降0.2%。从近期来看，去年12月份是全年水泥行业产量下降的缩影，单月水泥产量1.9亿吨，环比大幅下降13.18%，同比下降2.2%。江苏、安徽、浙江和江西等华东区域首次因环保原因停产。据统计，我国水泥工业颗粒物（PM）排放占全国排放量的15%-20%，二氧化硫（SO2）排放占全国排放量的3%-4%，氮氧化物（NOx）排放占全國排放量的8%-10%，属污染控制的重点行业。环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局要求控制指标为烟尘、二氧化硫、氮氧化物，排放限值分别为10毫克/立方米、35毫克/立方米、100毫克/立方米。
1选择性非催化还原法简介
选择性非催化还原法（SNCR）是一种不使用催化剂，在850～1100°C的温度范围内使用NOx还原。最常用的药物是氨和尿素。一般来说，大型燃煤机组的SNCR反硝化效率可达25%～40%，小型燃煤机组的SNCR反硝化效率可达80%。由于锅炉结构尺寸的影响很大，该方法通常用作低氮燃烧技术的辅助处理。项目成本低，布局简单，面积小。它适用于旧工厂，新工厂可根据锅炉设计来辅助使用。
2工程改造的基本原则
1）脱硝工艺遵循技术成熟、设备先进运行稳定、操作维护方便、自动化程度高、运行成本较低、无二次污染原则。
2）脱硝工艺充分考虑窑尾工艺特点，系统阻力稳定，脱硝装置在启、停、运行及事故处理情况下不影响旋窑生产操作（产量、质量）。
3）脱硝工艺适应旋窑生产风量、温度等负荷变化与波动。
4）脱硝工艺与设备布置合理，满足业主提供的总图位置要求，并满足国家职业安全健康法规标准要求。
3理论目标
本工程实现最大脱硝效率≥80%，氮氧化物排放浓度≤175mg/m?，氨逃逸量（窑尾烟囱）<10ppm。自动化系统改造后，窑况正常稳定的情况下系统自动运行保证排放值波动不超过±15mg/m3，同时满足氨水耗量约定：在NOx折算值175mg/m?排放条件下，改造后系统熟料氨水用量下降20%。
4改造方案
4.1氨水喷枪优化
氨逃逸比较严重，说明氨水喷入点不合理；致使氨水用量虚高，现有脱硝措施为选择性非催化还原技术（SNCR），此方法是在分解炉的合适温度区域（约850～1050℃）加入还原剂氨水，在部分氧存在的条件下发生选择性非催化还原反应，将NOx转化成的N2。脱硝效果低，说明喷枪分布不合理，没有全覆盖到烟气，SNCR喷枪系统技改优化视现场喷枪的结构、雾化效果、工作区域，对SNCR系统进行优化调整，以保证喷枪的雾化效果，提高脱硝效率，降低氨逃逸。所以必须改造原有氨水喷入点：在平台的上行管道和下行管道上分别安装6根和4根喷枪；需要优化喷枪长度做到长短搭配，实现烟道全覆盖；使用3+3和2+2长短枪。
4.2控制系统优化
目前使用人工控制方式来调整氨水喷入量，即浪费人力资源，又无法做到时时检测及调整氨水喷量，无法达到经济的效果。如果控制系统改为自动控制，优化控制转换的调控时间，提高控制效率，现在使用自动控制来优化控制，达到经济的运行效果。
4.3系统配置说明
在现行脱硝系统的基础上进行改造，原来的氨水管道喷枪不动继续保留，在入分配模块的主管道上接一个三通，分两路氨水出来，一路供应原来的氨水喷枪（位置在六楼鹅颈管上行管上），另一路供应新的氨水喷枪（位置在六楼鹅颈管下行管上）。增加一套独立的氨水分配模块，这样可保证每根喷枪的喷氨量一样；采用新型喷枪，雾化效果更好；新的喷氨位置更加合理，在六楼鹅颈管下行管上（风速较低，氨水不会被快速吹走，因此氨水的反应时间更长一些，效率就会比较好）；对原来的脱硝程序进行优化，可使NOx控制更加平稳，减少超调的喷氨量和超调的时间，从而降低氨水使用量。
5施工要求
管道布置合理安全规范美观，不泄露；焊接质量要求及常见焊接缺陷的预防按照焊接技术规范对本工程中的焊接质量和焊接缺陷预防办法作如下规定：焊缝表面不得有气孔、夹渣、焊瘤、弧坑、未焊透、裂纹、严重飞溅物等缺陷存在；对接平焊缝不得有咬边情况存在，其他位置的焊缝咬边深度不得超过0.5mm，长度不得超过焊缝全长的10%；各角焊缝焊角尺寸不应低于规定的要求，不允许存在明显的焊缝脱节和漏焊情况；焊缝的余高（焊缝增强量）应控制在0.5～3mm之间，焊缝（指同一条）的宽窄差不得大于4mm，焊缝表面覆盖量宽度应控制在大于坡口宽度4～7mm范围内；对多层焊接的焊缝，必须连续进行施焊，每一层焊道焊完后应及时清理，发现缺陷必须清除后再焊；开坡口多层焊第一层及非平焊位置应采用较小焊条直径；各焊缝焊完后应认真做好清除工作，检查焊缝缺陷，不合格的焊缝应及时返工。
焊接缺陷防止方法：夹渣防止方法：加工的坡口形状尺寸应符合规定的要求，组装间隙，坡口钝边不宜过小，单面焊后，背面应采用电刨清根或电砂轮清根，清除焊缝根部的未焊透和夹渣等缺陷；气孔防止方法：严格清除坡口的表面及周边的油漆，氧化物等杂质，焊条应按其品种的烘干温度规定要求认真烘干，风雨天无保证设施不得施工焊接；咬边防止方法：焊接电流不宜太大，运条手法和停顿时间应控制掌握好；弧坑防止方法：主要焊缝要加设引弧板和灭弧板，焊缝接头处和边缘处应缓慢熄弧，慢慢拉开焊条，对弧坑处须采用断弧焊，必须填满弧坑，同时掌握好各焊缝转角处不允许有明显的弧坑。
6结语
SNCR是当下非常重要的项目，可以起到节能减排的作用，为我国的环保事业起到促进作用，本文针对氨水喷入点布置不合理使得氨逃逸，令氨水使用虚高；人工控制会造成人力资源的浪费，也会因为操作不及时导致的经济浪费。提出的改造方案：氨水喷入点可以保证喷枪的雾化效果，提高脱硝效率，降低氨逃逸；自动化可以显著提升SNCR脱硝设备的运行性能。
参考文献：
[1]孙海燕.新疆某热电厂2×300MW机组烟气脱硝工艺设计[D].吉林大学，2017.
[2]白斌.自备电厂SNCR脱硝工程超低NO_X排放改造[J].应用能源技术，2017（08）：30-34.
[3].2016年广西完成16条新型干法水泥窑低氮燃烧技术和SNCR脱硝设施建设[J].建材发展导向，2017，15（16）：93.
[4]谢风林.300MW循环流化床锅炉中的SNCR脱硝研究[D].华南理工大学，2015.
[5]周新磊.12万吨炭黑项目尾气热电联产回收利用与脱硝工艺[D].天津大学，2016.
[6]吴振山，鲍倩，任鹏程.关于SNCR脱硝工程改造案例分析[J].中国水泥，2015（09）：94-96.
[7]杨用龙，赵凯，苏秋凤，张杨，王丰吉，朱跃.SNCR脱硝装置对CFB锅炉运行的影响研究[J].中国电力，2015，48（04）：23-26.
（作者单位：华润（惠州）水泥有限公司）