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國內(nèi)首套高溫高塵SCR脫硝系統(tǒng)在海螺水泥順利投產(chǎn)

中國水泥網(wǎng)信息中心 · 2019-11-07 09:26

  隨著水泥行業(yè)對(duì)氮氧化物和氨逃逸的排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提高,各大水泥廠商也在通過各種途徑滿足新的排放要求。作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一,安徽海螺水泥有限公司走在了前列。通過采用來自德國蒂森克虜伯的選擇性催化還原脫硝技術(shù)(SCR),海螺水泥旗下的濟(jì)寧海螺、南京中國水泥廠共三條日產(chǎn)量5000噸水泥生產(chǎn)線可以成功實(shí)現(xiàn)中國水泥生產(chǎn)的最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)。

  在中國眾多省市,水泥生產(chǎn)中氮氧化物和氨逃逸的排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值已經(jīng)降低或正在逐步下調(diào),這和德國比較類似。在德國,水泥廠必須遵守《德國聯(lián)邦污染控制法》第17號(hào)條例規(guī)定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),其中日平均值為:氮氧化物200mg/Nm3 ,氨逃逸30mg/Nm3;每半小時(shí)平均值為:氮氧化物400mg/Nm3 ,氨逃逸60mg/Nm3 。在中國,采用蒂森克虜伯SCR設(shè)備的濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠的目標(biāo)限值為:氮氧化物排放每小時(shí)平均值為100mg/Nm3,氨逃逸平均值8mg/Nm3 。憑借蒂森克虜伯當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)水平,完全能夠遠(yuǎn)超這些排放要求。

  濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠采用的蒂森克虜伯高溫高塵SCR系統(tǒng)

  經(jīng)過約5個(gè)月的建設(shè),蒂森克虜伯在中國首套高溫高塵SCR系統(tǒng)于2019年8月在濟(jì)寧海螺成功完成試運(yùn)行并投入使用。另外兩套SCR系統(tǒng)也將在南京中國水泥廠投入使用。蒂森克虜伯這一高溫高塵SCR系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每條生產(chǎn)線380,000 Nm3/h煙氣量的脫硝(表1),憑借這一在全球經(jīng)過驗(yàn)證的高溫高塵SCR系統(tǒng),濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠能夠長期穩(wěn)定地把氮氧化物排放值控制在100mg/Nm3以下,氨逃逸在8mg/Nm3以下,甚至更低的水平。

  同時(shí)與半塵系統(tǒng)相比,高塵系統(tǒng)的阻力增加值非常低,目前脫硝系統(tǒng)運(yùn)行阻力在500Pa左右,而且系統(tǒng)溫降也比半塵系統(tǒng)低很多,噴氨量也能大幅降低。目前該項(xiàng)目的氨水消耗量較之于SCR投產(chǎn)前節(jié)省了60%以上,與半塵系統(tǒng)相比故障點(diǎn)減少,系統(tǒng)穩(wěn)定性也大幅提升,是目前運(yùn)行成本最低的SCR系統(tǒng)。

  應(yīng)用了蒂森克虜伯的高溫高塵SCR技術(shù)后,濟(jì)寧海螺(圖1)、南京中國水泥廠(圖2)可以達(dá)到并低于最低的氮氧化物和氨逃逸排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

  圖1:濟(jì)寧海螺使用的蒂森克虜伯SCR系統(tǒng)

  圖2:中國水泥廠使用的蒂森克虜伯SCR系統(tǒng)

  自2006年以來經(jīng)過驗(yàn)證的成熟技術(shù)

  蒂森克虜伯在德國等多個(gè)國家的十余個(gè)水泥廠積累了多年經(jīng)驗(yàn),能夠把水泥廠的氮氧化物控制在超低排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,技術(shù)非常成熟。自十多年前第一套系統(tǒng)投入使用以來,蒂森克虜伯SCR系統(tǒng)已成功證明,這一高溫高塵SCR系統(tǒng)能持續(xù)減少氮氧化物和氨逃逸的排放,而且性能可靠。自2013年8月份以來,所有已經(jīng)建成的SCR系統(tǒng)全年運(yùn)轉(zhuǎn)率都在95%以上。

  在濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠建設(shè)新的高溫高塵SCR系統(tǒng)

  包括材料供應(yīng)在內(nèi)的完整混凝土和鋼結(jié)構(gòu)工程均由安徽海螺完成;所有核心組件(含催化劑模塊)均由蒂森克虜伯從歐洲提供,由安徽海螺安裝、建設(shè)施工,并由蒂森克虜伯負(fù)責(zé)調(diào)試?;陔p方良好的合作,該項(xiàng)目在10個(gè)月內(nèi)竣工,與歐洲項(xiàng)目相比,節(jié)省了50%以上的時(shí)間。

  催化劑的外殼在工廠預(yù)先組裝,然后拆卸運(yùn)輸至濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠。在預(yù)組裝現(xiàn)場(chǎng),通過借助裝配輔助設(shè)備快速、精確地焊接反應(yīng)器壁。隨后,整層裝置只需用起重機(jī)吊起并安放到最終安裝位置。工廠的前期預(yù)備工作大大縮短了設(shè)施的施工時(shí)間,提高了工藝質(zhì)量。

  濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠的高溫高塵SCR系統(tǒng)建在混凝土臺(tái)上,單座SCR系統(tǒng)的基底占地面積約為16×17m。

  為了安裝催化劑,使用鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)和專門開發(fā)的提升托架,借助該類裝置,約1.3噸重的催化劑模塊可通過軌道系統(tǒng)運(yùn)至反應(yīng)器中。在反應(yīng)器中,再次使用鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)和裝配輔助設(shè)備來定位催化劑模塊。這項(xiàng)工作必須非常小心地完成,因?yàn)樘沾纱呋瘎┠K對(duì)沖擊非常敏感,極易損壞。

  清灰系統(tǒng)

  水泥廠中運(yùn)行良好的高塵SCR系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分是清灰系統(tǒng),其要求與其他行業(yè)SCR使用的傳統(tǒng)吹灰器有很大不同。

  自行研發(fā)、性能可靠且經(jīng)過驗(yàn)證的蒂森克虜伯清灰系統(tǒng)可確保濟(jì)寧海螺和南京中國廠水泥廠約95g/Nm3(每小時(shí)約30,000 kg)高粉塵與煙氣一同通過催化劑模塊,而不會(huì)發(fā)生堵塞。水泥粉塵含有大量粘土,比其他行業(yè)的粉塵相比會(huì)更粘,這就使得清灰更加困難。

  濟(jì)寧海螺和南京中國水泥廠采用的蒂森克虜伯高塵SCR系統(tǒng)每層安裝有四臺(tái)清灰裝置。按順序運(yùn)行的清灰系統(tǒng)必須確保把粉塵吹過催化劑模塊,從而防止粉塵堆積或粉塵堵塞。清灰過程逐層進(jìn)行,并且始終從頂部催化劑層開始除塵。清灰系統(tǒng)需要使用特殊要求的脈沖空氣,每條窯生產(chǎn)線使用三臺(tái)壓縮機(jī),其中的一臺(tái)備用。

  蒂森克虜伯的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

  經(jīng)驗(yàn)表明,平均每2至3年需要更換一層新的催化劑模塊。這些催化劑模塊的使用壽命在很大程度上取決于機(jī)械應(yīng)力(水泥粉塵造成的磨損)以及堿重金屬的“失活”效應(yīng)。堿重金屬的種類和數(shù)量取決于所用的原料和燃料。研究結(jié)果表明,許多因素對(duì)SCR系統(tǒng)的性能都有影響,催化劑模塊的使用壽命與其他行業(yè)大不相同。

  蒂森克虜伯在全球水泥行業(yè)中具備最豐富的SCR系統(tǒng)脫硝經(jīng)驗(yàn)。幾年來,在另外十余個(gè)高塵和半塵SCR項(xiàng)目中進(jìn)行了廣泛的測(cè)量和檢測(cè)。

  “我們非常榮幸能夠與全球知名的海螺水泥在國內(nèi)首次開展SCR技術(shù)的合作。這一項(xiàng)目的成功再次證明,我們的技術(shù)能夠幫助客戶滿足最為嚴(yán)苛的排放目標(biāo)。同時(shí),我們也希望,能夠?qū)⑦@一全球領(lǐng)先的高溫高塵SCR技術(shù)在中國更多城市推廣,與更多水泥行業(yè)同仁共同創(chuàng)建一片碧水藍(lán)天,為中國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)!” 蒂森克虜伯水泥業(yè)務(wù)中國區(qū)負(fù)責(zé)人Bjorn Olaf Assmann博士表示。

編輯:周程

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