中国水泥协会执行会长肖家祥走访海螺水泥、红狮集团进行座谈交流
4月18日、24日，中国水泥协会执行会长肖家祥在芜湖与金华分别与中国水泥协会执行会长、安徽海螺集团副总经理王建超，中国水泥协会执行副会长、海螺水泥总经理李群峰，中国水泥协会执行副会长、红狮集团董事长章小华进行座谈交流。
海螺白马山低氮分级燃烧技术脱氮效率达30%
2015/01/20 14:53
来源：安徽海螺集团白马山水泥厂 崔少俊
通过对缩口尺寸、撒料板角度、分解炉燃烧器角度、新增三次风管尺寸等关键部位数据进行技改后，经过分级燃烧脱氮和精细化操作的摸索，现生产线产量稳定，质量受控，脱氮效率达到30％以上，达到了明显的环保减排目的。......
摘要：通过对缩口尺寸、撒料板角度、分解炉燃烧器角度、新增三次风管尺寸等关键部位数据进行技改后，经过分级燃烧脱氮和精细化操作的摸索，现生产线产量稳定，质量受控，脱氮效率达到30％以上，达到了明显的环保减排目的。
0 前 言
为响应《国家环境保护“十二五”规划》中把氮氧化物降低10％的“十二五”目标值，2012年12月26日，海螺集团白马山水泥厂5000t／d生产线脱氮技改项目正式启动，于2013年1月11日改造结束。
技改前，我公司参与了优化设计；技改过程中，则进行实时跟踪监控，严格按图纸施工，以确保技改后缩口尺寸、撒料板角度、分解炉燃烧器角度、新增三次风管尺寸等关键部位数据与图纸相符合。技改后，经过分级燃烧脱氮和精细化操作的摸索，现生产线产量稳定，质量受控，脱氮效率达到30％以上，达到了明显的环保减排目的。
1 技改方案
白马山5000t／d新型干法线的窑尾系统采用了GDC预热分解系统。如何保持和发挥CDC预热分解的优势，同时又充分满足低氮分级燃烧的需求，成为技改的关键。图1为CDC分解炉脱氮改造示意图。
水泥熟料生产过程中，燃料燃烧产生的NOx，主要由燃料型NOx、热力型NOx，两种类型。其中燃料型NOx是由燃料和原料中的氮氧化物反应生成；热力型NOx主要是由在温度高于1 500℃时，空气中的N2和O2反应而生成。回转窑中烧成带火焰温度高达1 500℃以上，除产生燃料型NOX外，大量助燃空气中的氮在高温下被氧化产生大量的热力型NOx。分解炉内燃料燃烧温度约为950—1200℃，在此温度范围内，主要生成燃料型NOx。窑系统排出废气中的NOx主要是在窑内煅烧带高温条件下产生的。因此窑内所用燃料愈多，窑尾废气中的NOx浓度愈高；
而分解炉用煤愈多，窑尾废气中的NOX浓度相对减少。分级燃烧脱氮的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生CO、CH4、H4、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOX发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。
根据“技术先进、工艺成熟、经济合理”的选择原则，本技改方案采用了分解炉分级燃烧技术加精细化操作措施。即：对分解炉进行燃料分级燃烧改造，将燃料分级加入，在分解炉锥部形成还原区，还原窑内产生的热力型NOx，并抑制燃料型NOx的产生；同时配合操作优化调整措施，控制窑内燃烧气氛，减少窑头煤粉燃烧空气过剩系数，降低窑尾烟气氧含量，从而降低并稳定窑尾废气中的NOX排放浓度。具体改造方案如下：
(1)原系统三次风管引出一旁路，将一部分三次风引入分解炉上部，以在分解炉锥部创造一个缺氧环境，使煤粉在缺氧条件下燃烧，利于锥部还原气氛的生成。
(2)将分解炉煤粉分4点、上下2层喂入，在保证煤粉充分燃烧的同时，适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例，保证缺氧燃烧产生还原气氛，以还原窑尾烟气中大量的NOx。
(3)分解炉锥部截面改造，减少锥部截面尺寸，以满足流场需求。
(4)操作上，适当降低窑内通风量和喂煤量，增加三次风量和分解炉喂煤量，尽量降低窑内过剩空气系数，减少NOx。生成量；降低高温风机转速，尽量减少系统用风，在保证减氮效率的同时可降低熟料烧成热耗，降低系统阻力。
2 改造后运行调试情况
此系统改造耗时15d即投入运行调试，调试集中在原三次风挡板与新增三次风挡板开度的调整上。投运之初，我们将原三次风挡板开度由改前的60％降为30％，对新增三次风挡板开度控制为20％，其它操作参数基本不变。据此操作表现为窑内煅烧困难，窑电流偏低，窑内烧成温度偏低，熟料持续不合格，质量难以控制。后经过研讨和多次调整摸索，将原三次风挡板开度控制为20％，新增三次风挡板调整为15％，窑系统煅烧正常，窑工况稳定，质量合格，预热器NOX显著下降，改造前后的生产运行数据对比见表1。
目前煅烧中存在的问题为：①烧成带窑筒体温度偏低，9.3m处最低165℃，16.3m处最高307 ℃，平均简体温度235℃。这说明主窑皮偏厚，长期煅烧会影响窑内通风，且厚窑皮吸收烧成热会引起煤耗上升。②与改造前比较，系统用风偏大，预热器系统O2含量偏大，还有操作调控的空间，系统NOx。浓度还能得到进一步的降低。根据调试操作参数变化趋势及脱氮原理，笔者认为：
(1)原三次风挡板开度越小越好，新增三次风挡板开度越大越好，这样有利用提高锥部还原区CO浓度，大量促成分解炉锥部形成还原气氛，增强还原效果，进一步降低系统NOX浓度。
(2)系统用风可以逐步调整降低，高温风机转速减低到700r/min以下，更有利于契合改造设计原理。高温风机转速调整依据以预热器02、CO含量(体积分数)分别控制在0.5％、0.03％为宜。
(3)为了提高分解炉锥部还原区CO浓度，增强还原效果，还可以尝试将蜗壳处2路燃烧器用煤量加大，减小分解炉处二路燃烧器用煤量。
(4)根据系统NOX下降程度，要及时加大对窑尾和上升烟道结皮情况的检查和清理频次，保证系统通风顺畅。
(5)在有条件的情况下，可将目前的燃烧器更换为多通道、低一次风的低氮燃烧器，以减少窑内NOx的产生，并稳定控制窑尾烟气的氧含量，可以进一步降低NOX的生成量约5％~20％的效果。
3 结 语
十八大提出建设“美丽中国”的概念，因此对水泥等行业的环保要求是越来越严格。“世界水泥看中国，中国水泥看海螺”，作为水泥行业的排头兵，海螺水泥一直非常重视脱硝工作。本次CDC预热分解系统低氮分级燃烧技术的应用虽然时间短，已经取得了很好的降氮效果；但仍有待我们更深入的了解掌握其诸多特性，以便在生产操作时能够更好地趋利避害，取得更好的效果。
编辑：王欣欣
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