水泥窑炉烟气SNCR 脱硝工艺参数的优化研究

现有SNCR脱硝工艺流程简介伊犁青松南岗建材有限责任公司的伊犁水泥厂拥有一条2500t/d熟料生产线，主要设备为Φ4m×60m回转窑，带单系列五级低压损旋风预热器和 HFC分解炉组成，分解炉直径为 Φ6000mm，生产线带有低温余热发电系统， 装机容量为6MW。其预分解炉C1筒出口烟气量最大2.6×105Nm3/h，温度在350～400℃，烟气中NOx浓度为800mg/Nm3左右。为满足窑炉烟气NOx的达标排放，公司于2013年投资建成SNCR系统，系统采用浓度25%的氨水作为还原剂。其工艺流程为氨水储罐中浓度25%的氨水经水稀释混合、计量后，由喷枪高压喷入分解炉，其中的NH3与烟气中的 NOx发生还原反应生成N2和H2O排放。脱硝系统主要设备按模块化进行设计，主要包括氨水卸载模块、氨水储罐模块、氨水输送模块、软水储罐模块、软水输送模块、PLC集中控制模块、压缩空气分配模块、氨喷射模块、氨逃逸检测模块等。但在运行初期由于实际经验和管理方面的原因，导致设备运行不稳定，出现NOx排放浓度和氨水消耗量超标等问题。

公司在对设备进行进一步检修和优化的基础上，也组织技术力量对SNCR系统的运行参数做进一步的优化，分析各因素对脱硝率的影响，使SNCR系统能够安全、稳定、经济地运行。

2试验方法及结果讨论

2.1分析检测方法

优化试验主要在现有的建成设备上进行，主要考察氨氮摩尔比、氨水浓度、喷氨高度、喷氨角度、喷氨压力等因素。NOx浓度采用烟气在线检测仪测定，以烟气中的NOx去除率来表征优化脱硝效果。NOx去除率的计算公式如下：

2.2氨氮摩尔比对NOx去除率的影响

在氨水浓度为 13.0%，喷射高度为8m，喷射角度为60°，喷射压力为0.4MPa，喷射速率为40m/s的条件下，n(NH3):n(NOx)对 NOx去除率的影响见图 1。

由图1可见，NOx去除率随氨氮摩尔比即n(NH3):n(NOx)的增加而逐渐提高，这是因为随n(NH3):n(NOx)的增加，将有更多的NH3可以与烟气中的NOx反应，促使更多的NOx转化为N2和H2O。当n(NH3):n(NOx)小于1.4时，NOx去除率提高的速度较快;当n(NH3):n(NOx)等于1.4时，NOx去除率达到90%以上。继续增加n(NH3):n(NOx)至大于1.4时，NOx去除率增加缓慢，这是因为此时烟气中大部分NOx已被还原，再增加NH3的量，对去除率影响不大。故综合考虑成本因素与去除率的平衡，n(NH3):n(NOx)为1.2左右比较合适。

2.3氨水浓度对NOx去除率的影响

在n(NH3):n(NOx)为 1.2，喷射高度为8m，喷射角度为60°，喷射压力为0.4MPa，喷射速率为40m/s的条件下，稀释后氨水质量百分比浓度对NOx 去除率的影响见图 2。

由图2可见，NOx去除率随氨水浓度的降低而提高。其原因为在保持n(NH3):n(NOx)一定时，氨水浓度越低，则喷入的氨水体积越大，同时需要的雾化空气量也越多，使氨水与烟气有更加充分地接触，提高了二者混合的均匀度，使得NH3与NOx的反应更加充分，提高了NOx去除率。但NH3与NOx的反应对温度较敏感，同时原料的分解也需要较高的温度，氨水浓度越小，则喷入预分解炉的水分越多，这会降低预分解炉内的温度。故在保证NOx去除率达到80%的基础上，选择氨水的浓度在13%～14%较为合适。