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理论计算水泥企业的氨逃逸

2019/01/11 水泥窑炉与污染物减排学习日记

氨逃逸特指因SNCR使用而引起的NH3排放。理论计算氨逃逸的依据是,脱一定NOx需要的氨水用量是多少,而实际喷入的氨水量是多少,那么多余的这部分氨水折合成NH3浓度会有多少。......

  氨逃逸特指因SNCR使用而引起的NH3排放。理论计算氨逃逸的依据是,脱一定NOx需要的氨水用量是多少,而实际喷入的氨水量是多少,那么多余的这部分氨水折合成NH3浓度会有多少。

  (1)不考虑氨水喷入分解炉后自身的氧化

  计算条件:产量5500t/d

  烟囱位置烟气量:45.8万 Nm3/h

  初始NOx浓度: 800 mg/Nm3 (@10% O2浓度,以NO2计,假设NOx全部为NO)

  SNCR使用后NOx浓度:200 mg/Nm3 (同上)

  氨水浓度:20%(以质量计)

  氨水密度:920 kg/m3

  基于这些条件,在假定喷入的氨全部与NOx反应,且反应完全的基础上,可以计算出理论的氨水用量为508 kg/h,即552 L/h。

  假如某企业氨水用量分别为 600 L/h,800 L/h, 1000 L/h。那么对应的理论氨逃逸浓度分别是多少呢?计算过程及结果如下图所示。

  由上图可以看出,当实际氨水用量为600 L/h时,逃逸NH3将达到19 mg/Nm3,而喷入的氨水如果达到1000 L/h时,逃逸的NH3将达到180 mg/Nm3,与NOx的排放相当。

  (2)考虑氨水喷入分解炉后自身的氧化

  由于SNCR是选择性脱硝,大部分氨水在与NOx发生反应的同时,也会有部分氨水在喷入分解炉后甚至氧化为NO,而被氧化后的NO还需要额外的氨水来还原。

  在此分别假设氨水喷入后的氧化率为5%、10%和15%,即分别有5%、10%和15%的氨水喷入后被氧化,那么此时的氨逃逸会降低到多少?

  首先计算实际喷氨量为600 L/h的情况。如下图所示。

  红色括号的数字表示符号,也就是说此时喷入的氨水不够还原这么多NOx,换句话说就是不可能达到200 mg/Nm3以下的NOx排放浓度。那么假如没有氨逃逸,在氧化率为5%、10%和15%的情况下,喷入氨水依旧为600 L/h的时候,NOx最低能降低到多少呢?

  计算表明,如果氧化率为5%,那么烟囱排放的NOx最低213 mg/Nm3;氧化率10%,NOx最低为279 mg/Nm3;氧化率为15%,NOx最低为344 mg/Nm3。

  那么如果实际喷氨量为800 L/h时,NH3逃逸会有多少呢?如下图所示。即使氧化率达到10%,NH3逃逸依然有35 mg/Nm3,;如果氧化率只有5%,那么NH3逃逸理论可达67 mg/Nm3。

  那么如果实际喷氨量为1000 L/h时,NH3逃逸会有多少呢?如下图所示。即使有15%的氨水发生氧化,氨逃逸依然可以达到59 mg/Nm3;如果氧化率只有5%,氨逃逸可高达140 mg/Nm3。

  (3)讨论

  从以上结果可以看出,水泥企业氨逃逸不容小觑,甚至有些企业氨逃逸比NOx排放浓度还高,造成的污染可能比不脱硝还厉害。

  当然,生料磨本身具有吸附NH3的效果,但是如果吸附的NH3不从水泥生产系统中移除,最终仍然会从烟囱处排放的,因此从长期来看影响并不大。

(责任编辑:余婷)

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