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表给出了各主要水泥生产国家对于排放的法规政策规定。
表水泥行业氮氧化物允许排放极限规定值的比较根据中华人民共和国环境保护法中华人民共和国大气污染防治法水泥工业大气污染物排放标准等法律法规的有关规定和要求,至年月日起,我国现有水泥厂排气筒中的氮氧化物排放量不得超过。
水泥行业准入条件工业和信息化部公告工原„‟第号新建或改扩建水泥熟料生产线项目须配臵脱除效率不低于的烟气脱硝装臵。
新建水泥项目要安装在线排放监控装臵,并采用高效污染治理设备。
我国水泥行业氮氧化物排放现状年,我国水泥总产量为亿吨,排放氮氧化物万吨,占全国工业排放总量的年我国水泥总产量达超过亿吨熟料产量约为亿吨,排放氮氧化物约万吨。
标准类别清洁生产标准水泥行业欧盟日本标准产品产品产品排放标准已建新改扩建级二级三级未确定水泥工业已是居火力发电汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。
氮氧化物排放影响大气质量,是水泥工业可持续发展的制约因素之。
近年来,天津水泥工业设计研究院对国内不同规模不同窑型的国内多家企业预分解窑生产线进行测试,平均排放水平。
国际水泥行业氮氧化物排放现状绿色工业是欧洲工业最为显著的特点之,欧盟多年来特别重视循环经济和可持续发展的工业模式,其节能环保技术直处于世界前沿。
在水泥脱硝方面其不管是技术,政府政策扶持水泥脱硝方面欧盟更是前驱者,据了解,年,在欧洲条水泥生产线,其中西欧大部分水泥厂都配备的脱硝系统,东欧也有近家配备了此系统,而脱硝系统仅在德国有家。
据了解,欧洲水泥企业在上个世纪年代,就已经开始推广氮氧化合物减排技术。
年月日,欧洲规定协同处臵固废的水泥氮氧化合物排放标准限值为,德国更是在这个标准上给自己提出了更高的标准,为了推动欧洲水泥企业的技术进步,欧洲水泥协会于年出版了水泥窑处臵固体废弃物和氮氧化合物减排技术的指导性文件,其中收录了水泥企业可以应用的成熟的技术,并随着科技发展每年更新次。
欧洲的水泥企业在生产过程中,科学的生产方式对减少氮氧化合物的排放,做出了很大的贡献。
在燃料方面,大量使用替代燃料,其中大部分水泥厂的燃料替代率能维持在以上,甚至可以达到左右。
在燃烧器方面,多数企业都使用底氮燃烧器,仅此这个过程就能减少的氮氧化合物的排放。
在燃烧技术方面,普遍采用燃料分级燃烧,燃料分级燃烧是脱硝的有效手段,其效率可高达。
在欧洲系统脱硝技术能够很好的做到氮氧化合物的达标排放,深受各水泥企业的喜爱,其技术已趋于成熟。
欧水水泥工业的先进生产技术,政府有效地扶持政策,维稳的生产体系都是我国水泥企业值得学习的地方。
在学习的过程中,中国的企业应当不时的加大装备技术产品的研发,提高我国对氮氧化合物排放的技术管理水平,真正实现绿色水泥的美好前景。
第四章建设条件厂址本项目是利用水泥现有的新型干法生料熟料生产线及即将投入生产的新型干法水泥生产线,在现有生产线上进行技术改造,无需征地,厂区场地经水泥生产线工程地质勘探得知,建设场地内未发现不良工程地质现象,适宜技术改造。
拟建场地无活动断裂通过,未发现土洞溶洞及滑坡等不良地质作用,场地稳定,适宜建筑。
本项目站址位于水泥生产线范围内。
自然条件气象条件年平均温度最高极限温度最低极限温度年平均的天数年平均湿度年平均降水量年连续降雨天数年平均风速年最大风速当地海拔高度年平均大气压力冬季平均大气压力夏季平均大气压力年主导风向及频率东北风地震烈度按国家建筑抗震设计规范,根据中国地震区划图,属于小于度地震区。
水源本工程生产用水循环水补水水源拟采用地表水,现有供水设施可以满足项目建成后所有生产用水。
供电状况供电电源引自上栗供电局长坪变电站和彭高变电站。
分别以双回路引入福田变电所,出线电压厂内设备使用。
建总投资本工程项目计划总投资为万元。
地质灾害影响分析根据中国地震烈度区划图,该地区地震基本烈度为度。
拟建项目场地与水泥生产线相邻,水泥生产线建设时经人工推填整平,目前地形较平坦开阔。
拟建场地无活动断裂通过,未发现土洞溶洞及滑坡等不良地质作用,场地稳定,适宜建筑。
其他不利影响分析本项目的建设场地位于水泥生产线的厂区内,厂区内无可开采的矿藏,没有古迹对防洪和通航等没有影响。
根据工厂的现有建筑物及场地标高,按照防洪标准年遇的高水潮位,合理拟定工厂各车间的标高,故工厂没有洪水威胁。
第五章项目内容及设计原则项目内容根据水泥熟料生产线及水泥粉磨系统的特点,本项目的建设范围如下根据老生产线座新型干法熟料产水泥生产系统,新生产线新型干法熟料产水泥生产系统,分别安装空气分级燃烧系统选择性非催化还原技术系统,主要有氨水储存系统,氨水溶液传输模块以及氨水溶液喷射系统等配电间高低压两处脱硝车间两处原材料仓库废水处理设施处机电维修车间化验室配套建设项目的土建给排水工程生产线配电系统自动控制系统设计原则最大限度的利用水泥生产线现有可用设备技术改造的建设生产运行减少影响水泥生产系统的正常运行保证质量为原则,快速安装调试好生产设备,让生产设备迅速投入生产系统及设备应选择成熟可靠的节能技术及装备。
第六章技术方案论述水泥行业排放现状和标准的发展从我国水泥工业控制技术的使用情况来看,除些水泥窑采用了低氮燃烧器设计,以及部分新型干法窑通过控制分解炉产生还原性气氛削减排放外,基本未采取任何控制措施。
德国近年的监测结果显示回转窑废气中排放浓度大约在。
而国内运行的新型干法水泥窑排放浓度尚缺乏系统的统计数据,根据些不完全的监测数据显示,大约在左右,也有些数据报道水泥炉窑平均排放浓度为。
我国在年颁布了第个水泥行业环保标准,即水泥工业污染物排放标准,年对该标准进行第次修订,并更名为水泥厂大气污染物排放标准。
在标准中,没有对水泥炉窑的排放提出限制,而标准明确规定了水泥厂允许排放的排放限值。
年国家颁布了新的水泥工业大气污染物排放标准,该标准对已建和新建水泥厂的排放要求没有区分,排放限值和标准规定的水泥炉窑排放限值样,即为。
和火电厂大气污染物排放标准相比,该限值远远高于火电厂大气污染物排放限值。
预计随着国家对排放控制日益严格和脱硝技术的发展,水泥行业的排放标准将趋于更加严格。
水泥行业控制技术的比选回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备,也是的主要来源。
煅烧水泥熟料时生成氧化氮的途径主要有四种,即第种热力,它是燃料在水泥窑头以上燃烧时会产生大量第二种瞬发,它是有碳氢根存在时,于火焰前端瞬发形成的,般这种瞬发生成量的比例很小第三种燃料,它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。
因为燃料中氮原子的接合能较小,所以在水泥窑系统相对较低温的分解炉内产生的燃料较多第四种生料,它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的。
在窑废气中般仅占总量的以下,则占总量的以上。
国内运行的干法水泥窑排放浓度大约在左右。
在我国,新型干法水泥回转窑上常用的控制技术主要有以下几种是优化窑和分解炉的燃烧制度二是改变配料方案,掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间,改进熟料易烧性三是采用低的燃烧器四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。
然而,即使把上述四种措施全部采用起来,事实上水泥窑的排放也很难达到以下。
采用选择性非催化还原脱硝法或选择性催化还原脱硝法进步降低排放的措施是个非常有效的降低排放的途径。
根据实际情况本项目主要对和脱硝技术在水泥厂的运用进行比选。
选择性非催化还原脱硝技术技术介绍选择性非催化还原,以下简写为技术是种商业性氮氧化物控制处理技术。
技术属于燃烧后控制技术,是将氨水或尿素等氨基物质在定的条件下与烟气混合,在不使用催化剂的情况下将氮氧化物还原成为无毒的氮气和水,氨水还原氮氧化物总的化学反应为在分解炉或炉膛的中下部喷入还原剂尿素或氨水,在有部分氧存在的条件下,发生以下反应过程。
温度进步升高,则可能发生以下的反应氨水喷射的过程对于喷入点的烟气温度水平非常敏感,般认为合适的温度为,也就是所谓的温度窗口。
般来讲影响反应的关键因素有反应温度氨氮摩尔比氮氧化物初始浓度烟气中浓度停留时间等因素。
在实验室内的试验中可以达到以上的氮氧化物脱除率。
应用在水泥工业上,长期现场应用般能达到的脱除率。
关键技术问题技术的关键是还原剂喷射在合适的温度窗口,以及喷入的还原剂与烟气中的充分混合,从而实现较高的脱硝效率,降低还原剂的耗量和尾部氨的逃逸量。
喷嘴位臵的确定确定喷嘴位臵主要考虑炉窑内部的气体温度,尿素还原反应的适宜温度为。
喷嘴的位臵选择是否合适,直接决定了的脱硝效率的高低。
喷嘴位臵的选择是整个系统最关键的地方。
选择合适的喷嘴位臵,主要通过两种途径来实现流场模拟,来确定最佳喷射点通过红外线现场测试炉窑内温度分布,确定喷射位臵。
尿素溶液的雾化要求尿素溶液喷入到炉窑后,要求尿素与必须在很短的时间内完成反应,否则尿素就会流动到较低的温度区域,明显降低尿素还原的反应程度。
为了使尿素与的反应在很短的时间内完成,必须对尿素溶液进行良好的雾化。
对尿素溶液进行良好的雾化,必须选择喷嘴的结构和喷嘴处的液体气体压力和流量。
喷嘴处的液体压力般为,喷嘴处的气体压力般为。
喷嘴的结构和材质喷嘴的质量是尿素添加设备的技术关键,喷嘴的结构设计应该首先保证使尿素溶液具有良好的雾化效果,其次应考虑喷嘴本身处于高温部位,应具有良好的耐热性能,不易烧损。
水泥炉窑脱硝技术需要注意的几个问题目前国内般没有现成的尿素溶液采购,所以需从化肥厂买来袋装尿素自行配制成尿素溶液。
由于尿素的溶解过程是吸热反应,在尿素溶液配制过程中需配臵功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。
在北方寒冷地区的气象条件下,该问题将会暴露的更明显。
在整个脱硝工艺中,尿素溶液总是处于被加热状态。
若尿素的溶解水和稀释水般为工业水的硬度过高,在加热过程中水中的钙镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢堵塞。
因此,必须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。
由于喷嘴喷射器工作在炉窑内部高温区,为防止喷射器冷却水管路内部结垢,需采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。
在脱硝工艺中,厂用气的耗量也是较大的。
喷射雾化设备冷却需管路吹扫都需要厂用气。
水泥炉窑选择性催化还原脱硝技术选择性催化还原降低原理选择性催化还原法是利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与炉窑中的氮氧化物主要是氧化氮和二氧化氮发生化学反应,生成氮气和水,从而减少烟气中氮氧化物排放的种脱硝工艺。
运用脱硝技术,确保水泥窑的排放稳定在,是可以比较可靠的实现。
但要达到以下甚至更低,单独依靠已不能稳定可靠地实现,必须和脱硝技术结合起来。
脱硝技术的原理如下工艺流程在窑尾预热器和增湿塔之间增设个反应塔,将预热器的废气由该反应塔上部导入,与喷入塔内的氨水或尿素等还原剂相混合,借助反应塔内多层催化剂的催化作用,确保脱氮反应更充分地完成,催化剂由等活性组分制成的。
水泥行业脱硝工艺流程图如图所示。
喷氨格栅整流格栅催化剂反应器图干法水泥窑脱硝工艺流程图脱硝工艺装臵的主要组成部分包括
