1、技改项目工程分析:
（1）建设内容及工程规模
xxxx2500t/d熟料生产线目前已采用窑头低氮燃烧器和分解炉分级燃烧技术，已经取得了一定了减排效果，但还可以进一步优化。另外，单独采用低氮燃烧技术很难将NOx的排放浓度稳定的控制在400mg/Nm3以下或者达到60%的脱硝效率，因此，在采取低氮燃烧技术的基础上，还采用选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术，配置SNCR烟气脱硝设施，在分解炉上部合适的温度区间内喷入还原剂，与烟气中NOx发生还原反应，进一步降低NOx排放。
该项目的工程内容主要包括：低氮燃烧系统（窑头低NO2燃烧器）、SNCR系统，以及相关电气、控制系统、气体在线分析仪、配套土建等。其中配套土建主要包括氨水储罐区、系统控制室、脱硝装置封闭、在线检测系统封闭等。项目脱硝工艺流程详见图5-1
（2）选用的烟气脱硝技术
①低氮燃烧技术
Ⅰ、对窑尾分解炉上部两个燃烧器进行更换，并对上部相应的煤粉管道和煤粉分配器进行更换，通过上部煤粉管道的燃烧器的重新设计，达到减少上部燃烧器喂煤量，增加下部燃烧器喂煤量，强化脱硝还原效果的目的。
引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOX的反应；另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOX在炉膛内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现氨浓度分布较高区域有较高的氨逃逸量。
根据“技术先进、工艺成熟、经济合理”的选择原则，针对水泥熟料生产线的特点和xxxx公司的具体情况，xxxx2500t/d熟料生产线选择降低氮氧化物排放技术如下：
⑴对现有的低氮燃烧技术设施进行优化改造，将窑尾分解炉上部燃烧器及煤粉管道进行更换，增加分解炉下部燃烧器的喂煤量，强化脱硝还原区，进一步降低NOx排放，控制氮氧化物的排放浓度在550mg/Nm3以下；
Ⅱ、操作上，配合改造后的调整，适当降低窑内通风和喂煤量，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的生成量；降低506风机转速，尽量减少系统用风。
分级燃烧主要改造内容和主要设备材料如表5-2和表5-3所示。
表5-2分级燃烧优化改造内容一览表
序号
名称
改造内容
1
窑尾煤粉输送管道
对输送至分解炉上部燃烧器的煤粉管道进行重新设计更换。
排放浓度（mg/Nm3）
减排比例
（%）
综合效率（%）
低氮燃烧技术
已建成有分级燃烧功能并配置低氮燃烧器的熟料烧成系统
800
650
18.8
60分级燃烧Leabharlann 能优化改造650550
15.4
烟气脱硝技术
SNCR系统
550
320
41.8
本项目设计的NOx目标排放浓度为320mg/Nm3，满足并低于现有的或最新的排放标准和相关环保要求。本技术方案拥有良好的适应性和经济性，SNCR烟气脱硝效率一般可达30-60%，本技术方案设计SNCR效率只要达到41.8%，即可达到NOx的最终排放浓度控制在320mg/Nm3，综合脱硝效率达60%的目标，因此，在采用分解炉低氮燃烧改造技术的基础上，先行降低NOx的排放浓度，再实施SNCR烟气脱硝系统，可减少还原剂氨水的用量，实现在相对较低的运行成本下，达到较低的NOx排放目标和较高脱硝效率指标，保证满足国家最新标准要求。
2
分解炉燃烧器
对分解炉上部的两个燃烧器进行更换，对下部两个燃烧器进行优化改造。
表5-3分煤燃烧优化改造主要设备材料表
序号
名称
单位
数量
备注
1
煤粉三通分料阀
台
2
窑尾煤粉分配调节
2
煤粉管道闸阀
个
3
窑尾煤粉输送控制调节
3
压力表
台
3
窑尾煤粉输送压力监控
4
煤粉输送管道
套
1
包括无缝钢管和陶瓷弯头
5
分解炉上燃烧器
台
Ⅱ、SNCR技术系统组成
SNCR系统主要包括：还原剂原料的接受及制备系统、还原剂的供应系统、喷射系统、电气、控制系统以及配套土建。
Ⅲ、还原剂
SNCR技术还原剂选择是整个系统中很重要的一个环节。在SNCR系统中，还原剂是最大的消耗品。其消耗成本直接影响到脱硝系统的整体经济评估。该项目SNCR系统使用的还原剂为氨水。
2
用于分解炉柱体
②选择性非催化还原法（SNCR）
Ⅰ、SNCR技术实施位置
SNCR技术采用的是分解炉内直喷还原剂技术，所以烟气成分唯一影响的就是还原剂喷射量的多少。分解炉内直喷还原剂适合的温度区间为850℃-1100℃，分解炉内的温度正符合这一温度区间。SNCR技术示意图见图5-2。
图5-2SNCR系统实施位置图
氨水的特性：氨水与无水氨都属于危险化学品。氨溶液：含氨＞50%的氨溶液，危险货物编号为23003。35%＜含氨＜50%、为《危险货物品名表》《危险化学品名录（2002版）》GB12268-90规定之危险品，危险物编号为22025。10%<含氨≤35%的氨溶液，危险货物编号为82503；用于脱硝的还原剂通常采用20%～25%浓度的氨水。无色透明液体，易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。与强氧化剂和酸剧烈反应。与卤素、氧化汞、氧化银接触会形成对震动敏感的化合物。接触下列物质能引发燃烧和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1-氯-2，4-二硝基苯、邻—氯代硝基苯、铂、二氟化三氧、二氧二氟化铯、卤代硼、汞、碘、溴、次氯酸盐、氯漂、氨基化合物、塑料和橡胶。腐蚀铜、黄铜、青铜、铝、钢、锡、锌及其合金等等。
Ⅳ、技术原理
选择性非催化还原（SNCR）脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂（氨水和尿素）喷入炉膛温度为800℃～1100℃的区域，在无催化剂作用下，NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生产N2。该方法是以分解炉为反应器。
采用氨水作为还原剂时，其主要化学反应方程式为：
不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。还原剂氨水的反应最佳温度区为800～1100℃。当反应温度过高时，还原剂氨水会被氧化成NOx，NOx排放量会不降反升；温度过低，还原反应速率下降，脱硝效率下降，还会引起未反应的NH3逃逸。NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。
⑵采用选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术，配置SNCR烟气脱硝设施，在分解炉上部合适的温度区间内喷入还原剂，与烟气中NOx发生还原反应，进一步降低NOx排放。
通过以上两项技术的联合使用，确保在低成本的状态下，实现系统NOx减排目标。
表5-1选择降低氮氧化物排放措施表
主要措施
初始浓度（mg/Nm3）