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不用除尘!SCR仍然可以稳定运行实现超低排放!

2020/08/11 中国水泥网信息中心

解决催化剂清灰问题是高尘环境下,保证催化剂活性和使用寿命的关键。......

氮氧化物是水泥工业最重要的污染物之一。数据显示,水泥行业的NOX排放量占全国NOX排放总量的12%以上。我国作为水泥制造和使用大国,近年来,水泥年产量在20亿吨左右,而吨水泥氮氧化物排放量在1千克左右,以此计算我国水泥行业氮氧化物的排放总量依然巨大。

为进一步推动水泥行业转型升级和绿色发展,持续改善环境空气质量,水泥大省河北、河南、安徽、浙江等省份相继出台了水泥行业三大污染物排放标准,其中氮氧化物已严格到50mg/m3,水泥行业超低排放迫在眉睫。

从当前水泥行业已安装使用的脱硝技术项目来看,选择性催化还原法(SCR)是一种高脱硝效率、低氨逃逸的脱硝技术且较为符合水泥厂进一步的高脱硝效率要求的技术路径。SCR脱硝技术的核心是高效催化剂,因此,如何设计科学合理的选择催化剂及催化剂清灰,是SCR脱硝系统设计的关键。

温度是影响SCR脱硝效率的重要因素。行业根据水泥窑SCR技术三种不同的温度区间,高温SCR(280℃-350℃)、中温SCR(180℃-260℃)、低温SCR(80℃-150℃)设计出高温高尘、中低温中尘和低温低尘的SCR脱硝工艺。

高温SCR布置在预热器C1出口和余热锅炉之间,中温SCR布置在余热锅炉和高温风机之间或者高温风机和生料磨之间,低温SCR布置在窑尾布袋除尘后。三种方案各有利弊。以高温高尘SCR为例:

SCR反应器布置在预热器C1 出口,出口烟气温度约为300℃-350℃,经过沉降室预除尘后进行脱硝反应,脱硝后净气温度约为250℃,由外引风机引出至余热锅炉进行余热发电。这个温度区段非常适合于目前常用催化剂的反应温度,有利于还原反应的进行,脱硝效率很高。

不过由于烟气中的全部粉尘均会通过反应器,反应器的工作条件是在“原始”的高尘烟气中,而水泥窑尾预热器出来的烟气中粉尘含量高达80~120g/Nm3,且存在大量的碱土金属CaO,有堵塞催化剂的风险,易加快催化剂的磨损和中毒。

故而,对于高温高尘SCR脱硝技术而言,必须要依据水泥窑烟气的特点研发出耐磨、抗堵、耐碱(土)金属中毒、高活性的高尘水泥烟气催化剂和寻找合适的清灰方式保证催化剂的正常运行。

对此,江苏龙净科杰环保技术有限公司(简称:龙净科杰)技术人员在与中国水泥网交流过程中表示,“高温高尘环境下,利用SCR脱硝实现氮氧化物超低排放是可以通过技术改进来实现的”。

该技术人员介绍称,以大孔径、截面为正方形和矩形为选型,在催化剂混炼中加入再生催化剂耐磨剂,孔结构调节剂混合均匀后,加入活性钒、钨前驱体及活性助剂前驱体混炼,增强挤出压力,调整干燥烧成的湿度温度曲线和时间,可得到一系列耐磨、高孔隙率防堵、高活性及抗中毒的高尘水泥烟气蜂窝脱硝催化剂,进而实现高温高尘环境下的氮氧化物超低排放。

不过,龙净科杰技术人员表示,解决催化剂清灰问题是高尘环境下,保证催化剂活性和使用寿命的关键。为此,龙净环保研发出组合清灰技术解决高尘下催化剂堵灰问题,研发多维流场技术着眼于解决流场不均造成的氨逃逸及局部积灰问题,有效解决了催化剂清灰难题。

有项目运行数据显示,高尘水泥脱硝蜂窝催化剂项目中,可以实现进口NOx浓度383.21-612.27mg/Nm3,出口NOx浓度23.06-47.04mg/Nm3,脱硝效率89.97-94.09%的脱硝效果。

高温高尘环境下如何保障SCR脱硝系统的稳定运行?催化剂使用寿命有多长?水泥厂氮氧化物超低排放还存在哪些技术路径?即将于8月25-26日在浙江湖州召开的“2020中国水泥行业超洁净排放技术交流大会”将给你答案!

(责任编辑:梁爱光)

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