欧洲水泥窑NO_X减排考察报告

2012.2 CHINA CEMENT 意大利ITALCEMENTI水泥集团 为 学习水泥 NOX减排的先进经验，由中国建筑材料联 合会组织的水泥窑氮氧化物减排（脱硝）技术考察团 一行 11人，进行了为期 12天（含路程）的考察工作， 分别对意大利水泥厂、CEMEX集团吕德斯多夫水泥厂、德国水 泥协会、海德堡集团水泥厂、豪瑞水泥集团下属水泥厂以及专门 从事脱硝集成技术研发和应用的 IMPIANTI公司进行了较为 全面的考察。此次国外一行尽管行程紧张，但效率极高，对考察 团成员启发很大，收获良多，考察取得了圆满成果。 一、整体印象 欧盟特别重视循环经济和可持续发展，其节能环保技术也 一直处于世界前沿。欧洲境内的水泥企业多紧邻住宅区、商业 区，却丝毫感觉不到噪音和粉尘等困扰，厂区内绿草如茵，树木 茂密，真正称得上是花园式工厂。水泥生产采用 DCS控制与检 测机器人相结合，自动化程度很高，各工序基本上都实现了无人 操作。由于进行过技术改造，所以仍然可以看到湿法窑、立波尔 窑、悬浮预热器窑、预分解窑、新型干法窑等多种窑型，各类窑型 都能做到达标排放。 更令我们印象深刻的是欧洲水泥企业对生产过程管理和 产品质量控制的精益求精。欧洲环境和质量标准体系逐年更 新，虽然自动化程度世界领先，但各水泥企业的生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 流程 也随之不断优化，为生产高品质产品和达到各项环境指标提 供了可靠保证。 二、NOx减排的先进经验和做法 1.政府、企业、协会紧密配合，标准与技术指导同步推动企 业技术进步 上世纪 90年代，欧洲的水泥企业就已开始推广氮氧化物 减排技术。2000年 12月 4日，欧洲 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 协同处置固废的水泥 厂氮氧化物排放标准限值为老厂 800mg/Nm3（10% O2，日平均 值，下同）、新厂 500mg/Nm3；2011年 1月 6日起，新标准更新 为 500mg/Nm3。德国是欧洲水泥窑氮氧化物减排技术较先进 的国家，德国的标准也比欧洲的标准更严格：使用传统燃料的 水泥厂及燃料替代率在 60%以下的水泥厂，执行 500mg/Nm3， 燃料替代率在 60%以上的水泥厂，2012年前执行 350mg/Nm3 的标准，从 2013年起，新建厂和有重大改进的老厂将执行 文 北京建筑材料科学研究总院有限公司 顾 军 何光明 欧洲水泥窑NOX减排考察 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 23 中国水泥 2012.2 200mg/Nm3的新标准。 为了推动欧洲水泥企业的技术进步，欧洲水泥协会于 1999 年 12月出版了“BEST AVAILABLE TECHNIQUES FOR THE CEMENT INDUSTRY（简称 BAT）”，BAT 是水泥窑处置固体 废弃物和氮氧化物减排技术的指导性文件，收录了水泥企业可 以应用的成熟的技术，并随着科技发展每 4年更新一次。经过 10年的推广应用，德国水泥窑 NOX平均排放水平从 2000年的 550mg/Nm3左右下降为 2010年的 350mg/Nm3。 2.大量使用替代燃料 欧洲大多水泥厂的燃料替代率在 60%以上，最高的达到 80%左右。替代燃料的使用，不仅利于水泥窑的氮氧化物减排， 而且可以节省煤、天然气等不可再生资源，对于水泥企业的节能 降耗也大有裨益。 水泥厂用来替代燃料的固体废弃物包括：生活垃圾、废旧轮 胎、动物尸体、污泥、庭院垃圾、秸秆等。有许多专业的固体废弃 物预处理工厂，将有一定热值的固体废弃物加工成适合水泥 厂处置的垃圾衍生燃料（RDF），每个水泥厂均对 RDF有明确 的验收标准，只有合格的 RDF才能由水泥窑处置。由于经过 预处理后，固废的热值、品质均匀性等都有了较大幅度的提 高，降低了水泥企业处置的技术难度，加上还有一定数量的处 置补贴费用，因此，水泥企业都很有积极性。水泥厂将预处理 工厂的 RDF再进行筛分，分别用窑头的燃烧器和分解炉来处 置不同粒径的 RDF。 3.广泛使用低氮燃烧器 低氮燃烧器不但可以使用传统的煤粉，还可以燃烧天燃气、 燃油和替代燃料。虽然低氮燃烧器本身对氮氧化物减排贡献不 大，仅为 10%~30%，但其多通道的设计为在窑头使用替代燃料 提供了方便。可用于窑头燃烧器处置的替代燃料，其热值和细度 要求较高，通常使用的是干化污泥和较细小的 RDF。 4.普遍采用燃料分级燃烧技术 燃料分级燃烧是脱硝的有效手段，其效率可 高达 30%~50%。我们在考察中见到了两种分级燃 烧方式： （1）从分解炉的底部加入燃料或替代燃料，在 缺氧的条件下进行第一次缺氧燃烧，具有还原性 的可燃气和未燃烧的替代燃料随着上升的气流 与三次风相遇，发生第二次燃烧。这是大多数水 泥厂普遍采用的方式，优点是不需要额外的大型设备，工艺控制 也较简单。缺点是对替代燃料的品质要求较高，且处理量受到限 制，这也是许多水泥厂的燃料替代率达不到 60%的原因之一。 （2）采用专用的气化设备将替代燃料气化成可燃气后，可燃 气进入分解炉进行二次燃烧，这是 CEMEX集团水泥厂最具特 色的技术。该厂使用循环流化床气化炉（CFB），对替代燃料的水 分可以放宽到 30%，热值达到 3000kcal/ kg即可使用，并且可以 不使用 SNCR 即可达到 500mg/Nm3的氮氧化物减排指标。由 于循环流化床的无故障运行时间为水泥回转窑的 90%左右，因 此，该厂也配备了 SNCR 装置，用于在循环流化床（CFB）检修 期间保证氮氧化物达标排放。 5.全部配备了选择性非催化还原（SNCR）装置 SNCR 是在欧洲水泥界普遍采用的氮氧化物减排技术，技 术已趋于成熟，在 BAT文件中有详细的说明。对于新型干法水 泥窑来说，适宜 SNCR 的温度段为分解炉，因此，SNCR 技术均 是将氨水和尿素液化后通过高压喷嘴喷入分解炉内的。为了提 高 SNCR 的氮氧化物减排效果，需要根据分解炉内温度的波动 对喷氨位置进行动态调整，动态精确控制的喷氨机制使得在氨 氮比为 1.4时就能达到 60%左右的脱硝效率，氨逃逸指标也在 30mg/Nm3的范围内。 由于目前欧洲普遍实行的标准是 500mg/Nm3，燃料替代率 高的水泥厂即使不使用 SNCR 也可达到，因此 SNCR 装置只是 偶尔运行，仅作为应急设施使用。 6.水泥协会正在组织 SCR 工业试验 到 2013 年，欧洲的水泥窑氮氧化物排放指标限制在 200mg/Nm3以下，尽管综合采用上述各种措施（包括 SNCR 在 内）可实现脱硝效果的部分叠加，但也无法保证水泥窑 NOX的 排放值稳定在 200mg/Nm3以下。因此，仍需要采用选择性非催 化还原（SNCR）脱硝法。 低氮燃烧器 专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 报 道 C olum n 24 2012.2 CHINA CEMENT 由于 SCR 用于水泥窑的氮氧化物减排技术尚未成熟，欧洲 水泥协会正在组织进行工业实验。据介绍，实验按照两个技术路 线进行： （1）高尘布置，在除尘器之前 300℃~400℃的温度区间内布 置催化剂，由于粉尘含量高、碱金属含量高（在处置固废的水泥 厂还有重金属含量高的问题），在防止催化剂堵塞和催化剂中毒 方面有较高的技术难度，目前主要是考察在如此恶劣的条件下 验证高温催化剂的抗磨损、抗中毒能力和低温催化剂脱硝效率， 从而判断技术的可行性。 （2）低尘布置，即在布袋除尘器后布置催化剂，该处的粉尘含 量在 10mg/m3以下，其影响可以忽略不计，但此处温度仅为 200℃ 左右，需要通过烟气再热技术将气体的温度加热到 300℃以上。虽 然低尘布置的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 有利于延长催化剂的使用寿命，但能耗较高，对 于利润偏低的水泥企业来说，运行成本是一个不能回避的问题。 三、对我国的启示和思路 1.对于政府相关政策及国家、北京市标准的建议 我国是一个发展中国家，正处于经济基础建设和积累阶段， 盲目追求过高的环保要求必然会付出很大的经济代价。我们不妨 效仿发达国家的步伐，采用阶段性考核指标，结合现有《水泥厂大 气污染物排放标准》（GB4915- 2004），第一阶段（“十二五”初期）所 有新建水泥生产线水泥窑氮氧化物排放指标为 500mg/Nm3（10% O2，干态），现有生产线经过技术改造后达到 500mg/Nm3（10%O2， 干态）。并在限定期限内完成脱硝工程改造，否则将会执行惩罚性 征收排污费。第二阶段（“十二五”后期）所有新建水泥生产线水泥 窑氮氧化物排放指标为 200mg/Nm3（10%O2，干态），原有生产线 经过技术改造后达到 200mg/Nm3（10%O2，干态）。 对于北京市作为我国的首都城市和人口密集型大都市，环 境负荷严重不足，汽车保有量庞大，氮氧化物排放总量巨大，因 此需要制定相对严格的水泥窑氮氧化物减排指标，建议限期 （“十二五”初期）执行所有水泥产线水泥窑氮氧化物排放指标为 300mg/Nm3（10%O2，干态）。 2.水泥业技术领域的改进 我国近期或较长一段时期内，水泥窑脱硝将出现低氮燃烧、 SNCR、SCR 并存的技术方案，对各种技术的改进建议分述如下： （1）低氮燃烧器技术：首先，改进窑头燃烧器，通过控制各次 风比例，调节燃烧气氛，降低燃料型氮氧化物的生成；其次，合理 配置不同通道之间的出口风速，抑制局部高温区域的出现，缩小 值温度，降低热力型氮氧化物的形成；再者，采用与生产兼容的分 解炉燃烧工艺，调节还原区的空气过剩系数，以最小的操作成本， 尽可能的降低 NOx在分解炉内浓度；另外，在有条件的情况下， 选择一种替代燃料混烧的燃烧器也是一种良好的解决方案。 （2）SNCR 技术：SNCR 脱硝效率约为 30%～70%，可以稳 定运行在 50%～60%左右，是一种性价比较高的技术，也是目前 市场上运行最为广泛和成熟的技术产品。 （3）SCR 技术：SCR 脱硝效率较高，可达到 60%～80%。目前 的水泥窑 SCR 工艺主要有：高温高尘布置、高温低尘布置、低温 低尘布置等形式。就目前的技术的可行性和成功率而言，推荐采 用高温低尘布置形式，即在预热器之后先经过 1~2电场高温电 除尘与除尘再布置 SCR 反应器，这些技术相对来讲都是比较成 熟的。但是，SCR 一次性投资成本和运行成本均较高。需要结合 企业状况及政策要求慎重选择 SCR 技术。 3.对我国水泥行业的发展及节能减排技术的展望 目前我国水泥企业生产总量巨大，2010年水泥产量达到 18 亿吨以上，新型干法水泥生产线条数达到 1600多条，新型干法 比例达到 80%以上，虽然新型干法水泥生产技术已是较先进水 平，但与欧洲相比还有较大差距，要想取得更大的进步，必须做 到在提高新型干法生产的水泥比例的同时，加强技术研发和信 息化建设。为此，需要在如下几个方面努力： （1）科学的管理和规范化的操作，提高自动化水平； （2）加大节能新产品（如立磨、篦冷机、回转窑等）的技术研 发和投入； （3）加强环境保护意识，脱除多种污染物（水、粉尘、氮氧化 物、氨、重金属等）； （4）强化城市市政设施功能，提高可替代燃料（生活垃圾、废 旧轮胎、工业可燃垃圾等）的利用和废弃物（污泥、尾矿、废渣、城 市垃圾）利用率。 替代燃料 25