廢氣處理設(shè)備,污水處理工藝

淺談水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放的措施

2020/11/9 17:06:05

水泥行業(yè)為實(shí)現(xiàn)超低排放,按照水泥熟料生產(chǎn)工藝及廢氣限值,結(jié)合SNCR脫硝系統(tǒng)、袋收塵器的優(yōu)勢(shì),利用新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,有針對(duì)性地采用了三種方法進(jìn)行超低排放改造,對(duì)脫硝治理及收塵治理的技術(shù)改造進(jìn)行淺談。



引言


2020年3月,河北省印發(fā)《水泥工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn),對(duì)水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)大氣污染物排放管控,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別為10mg/m3、30mg/m3、100mg/m3;2020年4月,河南省發(fā)布《河南省水泥行業(yè)超低排放改造實(shí)施方案(征求意見稿)》。意見稿要求,2020年底前,全省水泥企業(yè)完成有組織和無組織超低排放改造。水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)廢氣基準(zhǔn)含氧量10%條件下,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、汞及其化合物排放濃度小時(shí)均值分別不高于10、35、100、3、0.05毫克/立方米;鼓勵(lì)企業(yè)采用新技術(shù),力爭顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時(shí)均值控制在10、20、50毫克/立方米以下。采用氨法脫硝的氨逃逸濃度不高于8毫克/立方米。由此可見,京津冀及周邊地區(qū)隨后的環(huán)保趨勢(shì)將向更高標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn),且按照國家環(huán)保針對(duì)污染防治深化治理企業(yè)進(jìn)行差異化管控的要求,積極進(jìn)行新的技術(shù)探索和儲(chǔ)備,執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于水泥企業(yè)來說,是一次更嚴(yán)格的篩選,也是一個(gè)更好的機(jī)遇。


水泥行業(yè)有組織煙氣治理內(nèi)容


水泥行業(yè)中回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣是最主要、最關(guān)鍵的廢氣排放源,以金隅冀東的大部分水泥公司為例,回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)為堿性環(huán)境,原料為石灰石,在高溫區(qū)域經(jīng)分解得到的氧化鈣和燃煤排放出來的二氧化硫大量反應(yīng),在正常的回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行條件下,窯尾二氧化硫排放濃度很低,因此窯尾煙氣無需末端脫硫措施,因此水泥熟料生產(chǎn)線的煙氣治理主要圍繞脫硝、除塵兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。


當(dāng)前,煙氣常用脫硝技術(shù)包括低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)(SCR)、以及熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù);除塵技術(shù)為袋式除塵器、電除塵器以及電袋復(fù)合除塵器?,F(xiàn)就針對(duì)使用低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)及袋除塵器對(duì)氮氧化物和粉塵超低排放改造進(jìn)行探討。


1)低氮燃燒技術(shù)


低氮氧化物燃燒技術(shù)是從源頭治理,主要包括低氮燃燒器和分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)。低氮燃燒器通過增加燃燒器風(fēng)道,降低一次空氣比例,使煤粉分級(jí)燃燒。分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)利用助燃風(fēng)分級(jí)或燃料分級(jí)加入,形成的貧氧氣氛或富燃料區(qū)域,產(chǎn)生一定量的CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯內(nèi)產(chǎn)生的NOx發(fā)生反應(yīng),將NOx還原成N2等無污染的惰性氣體。此外,煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx的產(chǎn)生,使出分解爐的NOx含量大幅度降低,從而實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中的NOx的減排的目的。反應(yīng)式如下:


 2CO+2NO=N2+2CO2


 NH+NH=N2+H2


 2H2+2NO=N2+2H2O


所以在使用分級(jí)燃燒技術(shù)降低氮氧化物時(shí),為了控制窯內(nèi)氣氛,首先應(yīng)根據(jù)所使用的燃料類型,結(jié)合生料中的硫、堿含量等,在窯尾煙室、分解爐錐體等部位加裝良好的、易于調(diào)整的燃燒器,有利于煤粉在貧氧區(qū)生成CO,同時(shí)因?yàn)殄F部區(qū)域風(fēng)速較大,有利于煤粉的分散,并避免產(chǎn)生局部高溫區(qū);其次可適當(dāng)將三次風(fēng)管進(jìn)行上移,保持窯內(nèi)微氧化氣氛,延長還原劑還原NOx的時(shí)間。,從而使氮氧化物能夠最大限度的降低。


2)選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)


選擇性非催化還原法(SNCR)是從末端治理,在無催化劑存在條件下將氨或尿素等還原劑利用機(jī)械霧化和攜帶風(fēng)噴入爐內(nèi)高溫區(qū),將氮氧化物還原成N2與H2O的方法。還原劑噴入窯爐尾部(或分解爐的中下部)合適的溫度區(qū)間(一般在850℃-1050℃之間),脫硝效率30%-70%。反應(yīng)式為:


4NH3+4NO+O2→4N2+6H20


6NO2+8NH3→7N2+12H2O


所以在使用SNCR脫硝技術(shù)降低氮氧化物時(shí),選好噴射位置,一般選在C5入口位置,盡可能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效溫度窗口區(qū)域內(nèi),保證還原劑與NOX最大限度的反應(yīng),提高還原劑利用率,降低氨水用量和氨逃逸。要達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn),還要特別考慮還原劑在相應(yīng)溫度窗區(qū)域的精細(xì)分布程度,所以選擇霧化效果好的噴槍十分重要,例如雙流體噴槍有良好的霧化效果和抗堵塞功能,其次在調(diào)試優(yōu)化期間,必須合理調(diào)節(jié)每支噴槍的霧化性能和流速,擴(kuò)大噴灑覆蓋面積,為水泥熟料生產(chǎn)線的特性設(shè)定科學(xué)合理的NH3/NOx摩爾比,在氨逃逸不超標(biāo)的情況下,以達(dá)到反應(yīng)最充分、脫硝效果最好。


3)袋式除塵器


現(xiàn)在水泥行業(yè)多數(shù)采用氣箱脈沖袋收塵器,但相較來說,噴吹脈沖袋收塵器比氣箱脈沖袋收塵器在空間利用和布置上更合理,進(jìn)出氣方式更靈活,而且現(xiàn)在不斷出現(xiàn)的高性能濾袋及除塵器結(jié)構(gòu)技術(shù)完全可以做到粉塵排放濃度≤10mg/m3,滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。所以要實(shí)現(xiàn)有組織粉塵的超低排放,更換或者在原氣箱脈沖袋除塵器的基礎(chǔ)上改造升級(jí)為噴吹脈沖袋除塵器更有效果。


水泥行業(yè)無組織粉塵治理內(nèi)容


水泥行業(yè)中可能產(chǎn)生無組織粉塵排放的環(huán)節(jié)有礦石開采、原輔料及成品儲(chǔ)存、原輔料及成品輸送、工藝過程。所以無組織粉塵的治理需全面加強(qiáng)爆破開采、物料儲(chǔ)存、輸送及生產(chǎn)工藝過程無組織排放控制,推進(jìn)大宗物料的清潔運(yùn)輸,強(qiáng)化揚(yáng)塵綜合治理。以金隅冀東水泥企業(yè)在無組織粉塵治理方面的措施為例,可實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)無組織粉塵的超低排放。


礦石爆破開采:爆破期間合理使用爆破抑塵車,開采使用自帶收塵設(shè)施的鉆機(jī),如阿特拉斯鉆機(jī),開采面全方位覆蓋霧炮抑塵車,實(shí)現(xiàn)爆破開采環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。


原輔料及成品儲(chǔ)存:全部采用密閉儲(chǔ)存庫或全封閉料棚進(jìn)行存儲(chǔ),物料裝卸過程噴淋噴霧等抑塵措施,料棚安裝收塵設(shè)施和實(shí)用型紅外線感應(yīng)堆積門,物料出口安裝噴霧抑塵裝置和車輛沖洗裝置,所有料棚外加裝微型監(jiān)測設(shè)備,實(shí)時(shí)開展無組織排放監(jiān)測和視頻監(jiān)控,通過采取這些措施,能夠保證原輔料儲(chǔ)存環(huán)節(jié)對(duì)無組織粉塵排放進(jìn)行嚴(yán)格管控,實(shí)現(xiàn)原輔料儲(chǔ)存環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。


原輔料及成品輸送:所有物料轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸全部采用全密閉皮帶、封閉通廊、管狀帶式輸送機(jī)和密閉車廂、真空罐車、氣力輸送等輸送方式進(jìn)行運(yùn)輸,能夠使得輸送過程中無組織粉塵最大限度的回用和管控??紤]到實(shí)際情況中資金投入及地理位置等多方面因素,多數(shù)企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)管道輸送、氣力輸送等運(yùn)輸方式,仍采用車輛運(yùn)輸方式進(jìn)行原輔材料的轉(zhuǎn)運(yùn),所以生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)缆沸枞坑不?,裸露土石方全部綠化,并配備高效機(jī)掃車、吸塵車、灑水車,進(jìn)出廠道路安裝車輪清洗裝置,物料運(yùn)輸車輛采用新能源車輛或國六排放標(biāo)準(zhǔn)汽車。運(yùn)輸車輛全密閉。實(shí)現(xiàn)原輔料及成品輸送環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。


工藝過程:磨機(jī)前喂料裝置密閉,磨尾卸料口和除塵器出灰口安裝鎖風(fēng)裝置,回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)保持微負(fù)壓,無漏風(fēng)、漏料現(xiàn)象,這樣可實(shí)現(xiàn)工藝生產(chǎn)過程中無組織粉塵的超低排放。


結(jié)論


“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設(shè)的新政策下,從政府加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和人民追求美好生活的角度出發(fā),現(xiàn)在各地水泥行業(yè)的超低排放限值正在逐步降低,已然成為新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)修訂的基礎(chǔ),同時(shí)各地政府部門在秋冬采暖季期間,通過加強(qiáng)污染物超低排放的管控力度,引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)開展規(guī)范化建設(shè),鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行提標(biāo)升級(jí)改造,依照規(guī)范評(píng)定差異化管理等級(jí),逐級(jí)帶動(dòng)地方企業(yè)提高環(huán)保意識(shí)和水平,由此產(chǎn)生的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益同步并進(jìn)。水泥行業(yè)超低排放改造已勢(shì)在必行,所以只有學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),努力向綠色花園式企業(yè)邁進(jìn),全面打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),才是水泥企業(yè)的真正出路。


來源:北極星環(huán)保



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