水泥窯六級(jí)預(yù)熱器配套高溫高塵SCR反應(yīng)器布置方法

本文對(duì)比研究了水泥窯六級(jí)預(yù)熱器配套高溫高塵SCR反應(yīng)器的三種布置方式的煙氣管道長(zhǎng)度、熱損失和阻力。結(jié)果表明，將SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐上方，可以減小從預(yù)熱器到SCR反應(yīng)器管道的距離，從而減少煙氣溫降，減少熱損耗，減小管道阻力，能更好地改善六級(jí)預(yù)熱器出口廢氣溫度低，不利于催化劑反應(yīng)的問(wèn)題，同時(shí)降低系統(tǒng)阻力，減少能耗。1、生產(chǎn)情況介紹我公司現(xiàn)有三條熟料生產(chǎn)線，其中一線熟料生產(chǎn)線為2?000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，于2008年6月份投產(chǎn)，工藝裝備相對(duì)落后，即將進(jìn)行淘汰；二線熟料生產(chǎn)線為4?000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線（帶15MW余熱發(fā)電），于2010年6月份投產(chǎn)，生料磨為TRMR53.4輥式磨，回轉(zhuǎn)窯窯型為Φ4.8m×74m，2019年配套建成水泥窯協(xié)同處置生活垃圾和污泥項(xiàng)目，2021年建成水泥窯協(xié)同處置危廢項(xiàng)目，2022年建成高溫高塵SCR脫硝系統(tǒng)；三線熟料生產(chǎn)線為2?000t/d新型干法熟料生產(chǎn)線（帶6MW余熱發(fā)電），于2012年10月份投產(chǎn)，生料磨為輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)（TRP180-170輥壓機(jī)），回轉(zhuǎn)窯窯型為Φ4.4m×52m，2021年建成水泥窯協(xié)同處置危廢項(xiàng)目，2023年初進(jìn)行超低排放及節(jié)能技改，將五級(jí)預(yù)熱器改為六級(jí)預(yù)熱器，在窯尾鍋爐上方增加SCR反應(yīng)器。2、項(xiàng)目實(shí)施的必要性環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步提高，對(duì)排放綜合治理能力提出更高要求。環(huán)保政策要求水泥企業(yè)在規(guī)定期內(nèi)完成生產(chǎn)線的超低排放改造，實(shí)現(xiàn)顆粒物≤10mg/Nm3，SO2≤30mg/Nm3，NOx≤50mg/Nm3，氨逃逸≤8mg/Nm3。政府督查組重點(diǎn)督導(dǎo)檢查各個(gè)企業(yè)的氨逃逸問(wèn)題，明確要求不能達(dá)標(biāo)的企業(yè)一律不能生產(chǎn)。有專項(xiàng)政府通知要求加大氨逃逸治理力度，水泥、平板玻璃企業(yè)脫硝系統(tǒng)氨排放濃度不得高于8mg/Nm3。地方市環(huán)保局召集相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人召開局長(zhǎng)座談會(huì)，要求各水泥企業(yè)要加快脫硝設(shè)施提升改造進(jìn)度，指定專人負(fù)責(zé)、倒排工期、掛圖作戰(zhàn)，確保2023年開工前全部完成SCR脫硝設(shè)施建設(shè)。如SCR超低排放項(xiàng)目單獨(dú)實(shí)施，系統(tǒng)阻力將增加600Pa以上，導(dǎo)致能耗升高。為契合高質(zhì)量發(fā)展要求，避免重復(fù)投資，結(jié)合GB16780—2021能耗限額一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能降阻改造?！督ú墓I(yè)鼓勵(lì)推廣應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品目錄（2022本）》中，推薦預(yù)熱器及預(yù)分解系統(tǒng)升級(jí)改造時(shí)采用六級(jí)高效預(yù)熱器系統(tǒng)。綜上所述，我公司于2023年初對(duì)三線進(jìn)行超低排放及節(jié)能技改項(xiàng)目。3、技改主要內(nèi)容技改主要內(nèi)容：預(yù)熱器五級(jí)改為六級(jí)，預(yù)熱器各級(jí)進(jìn)行降阻改造；超低排放SCR脫硝系統(tǒng)采用高溫高塵SCR脫硝技術(shù)對(duì)煙氣進(jìn)行治理。新建SCR反應(yīng)器，氨水通過(guò)噴射模塊噴入C1至C0煙道，氣化后和煙氣充分混合，進(jìn)入SCR反應(yīng)器，經(jīng)催化脫硝后，進(jìn)入余熱發(fā)電窯尾鍋爐?？紤]到出預(yù)熱器煙氣溫度和管道阻力問(wèn)題，將SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐上方，以減少預(yù)熱器到SCR反應(yīng)器管道距離，最大程度減少管道阻力和溫降。SCR反應(yīng)器進(jìn)口設(shè)有電動(dòng)閥門，在SCR系統(tǒng)臨時(shí)檢修時(shí)可通過(guò)原有旁路而不影響窯系統(tǒng)運(yùn)行。煙氣中的粉塵經(jīng)過(guò)吹灰器吹掃、窯尾鍋爐，匯總至現(xiàn)有輸灰系統(tǒng)。整個(gè)脫硝系統(tǒng)由SCR反應(yīng)器、進(jìn)口煙氣管道噴氨系統(tǒng)、催化劑、吹灰系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。為防止催化劑積灰、堵塞、減少壓降，保障反應(yīng)順利進(jìn)行，在催化劑上部設(shè)置清灰裝置，選用聲波吹灰加耙式熱空氣吹灰器。整個(gè)脫硝反應(yīng)器在進(jìn)口和出口及催化劑位置安裝有溫度、壓力、流量、煙氣成分等檢測(cè)設(shè)備、探頭，從而保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)化、可視化。4、高溫高塵SCR反應(yīng)器布置方案按照常規(guī)做法將高溫高塵SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐旁，SCR反應(yīng)器混凝土框架高6m，SCR反應(yīng)器進(jìn)口管道在預(yù)熱器出口管道105m處引管道至SCR反應(yīng)器頂部35m處，出口管道由SCR反應(yīng)器10.8m處引管道至窯尾余熱鍋爐頂61.5m處，SCR進(jìn)口管道長(zhǎng)70m，出口管道長(zhǎng)50.7m，總長(zhǎng)120.7m。方案一布置見圖1。圖1方案一布置圖將高溫高塵SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐旁，為減少反應(yīng)器進(jìn)出口管道長(zhǎng)度，將SCR反應(yīng)器混凝土框架加高至40m，SCR反應(yīng)器進(jìn)口管道在預(yù)熱器出口管道105m處引管道至SCR反應(yīng)器頂部69m處，出口管道由SCR反應(yīng)器44.8m處引管道至窯尾余熱鍋爐頂61.5m處，SCR進(jìn)口管道長(zhǎng)36m，出口管道長(zhǎng)16.7m，總長(zhǎng)52.7m。方案二布置見圖2。圖2方案二布置圖進(jìn)一步減小反應(yīng)器進(jìn)出口管道長(zhǎng)度，將SCR反應(yīng)器直接安裝在窯尾余熱鍋爐上方，SCR反應(yīng)器進(jìn)口管道在預(yù)熱器出口管道105m處引管道至SCR反應(yīng)器頂部86m處，沒(méi)有出口管道，SCR反應(yīng)器灰斗直接引至窯尾余熱鍋爐頂，SCR進(jìn)口管道長(zhǎng)19m，出口管道長(zhǎng)0m，總長(zhǎng)19m。方案三布置見圖3，現(xiàn)場(chǎng)見圖4。圖3方案三布置圖圖4高溫高塵SCR方案三現(xiàn)場(chǎng)圖片通過(guò)對(duì)比SCR進(jìn)出口管道總長(zhǎng)度，方案一120.7m，方案二52.7m，方案三19m。綜合考慮系統(tǒng)阻力和溫降，顯然方案三更適合六級(jí)預(yù)熱器配套高溫高塵SCR反應(yīng)器的布置方法。5、實(shí)施效果項(xiàng)目于2023年4月份完成建設(shè)，調(diào)試運(yùn)行后NOx排放濃度32mg/Nm3，氨逃逸濃度3mg/Nm3，SCR系統(tǒng)總阻力530Pa，系統(tǒng)溫降3℃，氨水消耗2.88kg/t。6、結(jié)束語(yǔ)針對(duì)六級(jí)預(yù)熱器配套的高溫高塵SCR反應(yīng)器布置在窯尾余熱鍋爐上方能很好地解決溫降和管道阻力問(wèn)題。項(xiàng)目實(shí)施后，NOx和氨逃逸可獲得