2020年第4期河南建材水泥熟料生产线联合脱硝减排技术探讨张雪侨（064000）中材建设有限公司环保早已成为各行业敏感词。摘要:近年来，政府持续加大生态文明建设力度，作为高污染之一的水泥行业更是无法置身事外，面临产业转型、环保升级。目前，我国水泥行业氮氧化物（NOx）的排放量已占到了我国NOx总排放量的10％。NOx危害作用极大，能引起一系列严重的环境污染问题，损害人体健康。氮氧化物的排放是当前水实现NOx超低泥熟料生产企业最为关心的问题。随着国家环保政策的严格执行和社会责任履行自觉性的提高，排放的控制技术迫在眉睫。文章通过分析水泥厂氮氧化物(NOx)生成机理，探讨了目前水泥行业可行的脱硝减排技术，并对联合脱硝技术进行了分析。超低排放；减排；联合脱硝关键词:水泥行业；氮氧化物；污染；0前言断加码袁超低排放概念植入水泥行业遥为了配合国出台水泥工业大气污染物特别排放值实施计划,一的超低排放是行业面向高质量发展的必然要求袁也符合当前生态文明建设发展方向遥超低排放是环保要求袁大势所趋遥如何实现NOx超低排放目标,已成为目前水泥行业必须亟待解决的课题遥些地区甚至要求氮氧化物达到50mg/m3遥水泥行业家降低水泥行业NOx排放总量的要求袁多省市连续2018年以来袁我国环保和错峰生产力度的不理袁通过改进燃烧技术来降低NOx的生成和排放遥NOx的控制技术大致可分为两类袁即低氮燃烧器和分级燃烧技术(包括空气分级燃烧技术和燃料分级硝措施,主要是烟气脱氮技术遥2.1燃烧过程控制技术等手段从控制氧气供给或降低烟气温度等方面着控袁如回转窑的过量空气系数和烟气温度袁以及烟足熟料煅烧要求的前提下袁尽量降低回转窑的过量空气系数和烟气温度遥但是降低回转窑内氧气含量和烟气温度袁影响术来降低氮氧化物的应用空间有限遥2.2燃烧后烟气脱氮技术当前水泥窑烟气脱氮技术主要有选择性非催化还原技术渊即SNCR技术冤和选择性催化还原技术渊即SCR技术冤遥2.2.1SNCR技术SNCR技术是把分解炉出口的那一部分空间作水泥熟料煅烧品质遥故水泥炉窑采用低NOx燃烧技囱出口处的NOx尧CO等污染物浓度袁优化燃烧遥在满手袁降低热力型NOx的生成遥通过对燃烧过程的监低NOx燃烧器尧燃料分级燃烧尧空气分级燃烧燃烧技术)遥燃烧后控制是对已经生成的NOx采取脱燃烧技术袁是根据燃料在燃烧过程中NOx的生成机生产技术1水泥炉窑NOx生成机理高温燃料中的氮和原料中的氮化合物遥当燃料在窑炉内燃烧时袁助燃空气中的氮气分子氧化及燃料中氮元素的氧化袁都会生成NOx遥当窑炉内的火焰温生氧化生成NOx袁这种NOx称为热力型NOx遥当窑炉度超过1200益时袁燃烧空气中的氮气与氧气会发温度低于1200益时袁燃料中氮元素氧化产生的在水泥熟料煅烧过程中袁NOx的产生主要源于NOx称之为燃料型NOx遥由于水泥回转窑烧成带的火焰温度一般在1750益耀2000益袁固相温度在400益耀1475益袁因此大量热力型NOx在烧成带生成遥在分解炉和窑尾烟室上升管道预热器区域袁燃料燃烧温度一般低1200益袁因而在窑尾预分解系统中袁主要生成的是燃料型NOx遥水泥生产排放废气中的NOx气体含NO和NO2袁其中NO占NOx气NOx的控制方法从燃料生命周期的3个阶段为反应器袁利用分解炉内合适的温度空间渊900益耀1100益冤袁将尿素(或其他含有NH3基的还原剂)直接成NH3袁NH3与烟道气流的NOx发生反应袁将NOx还喷入分解炉出口处袁在此温度下袁尿素可迅速分解原为N2的一种脱硝技术遥在SNCR反应中袁部分还原剂将与烟气中的O2发生氧化反应生成CO2和方程式如下:H2O袁因此还原剂消耗量较大遥SNCR工艺主要反应体90%遥2水泥行业主要NOX控制技术入手袁即燃烧前尧燃烧中和燃烧后遥当前袁燃烧前脱氮的研究很少袁几乎所有的研究成果都集中在燃烧中和燃烧后的NOx的控制遥燃烧中控制主要是低氮132018年第41期河南建材20204NO+4NH3+O2寅4N2+6H2O2NO+4NH3+2O2寅3N2+6H2O成NO袁发生副反应:4NH3+5O2寅4NO+6H2O中袁预热器出口的温度先进的已降为300益以下袁装SCR系统的实际脱硝效果受到一定的影响遥同时袁为贯彻国家节能降耗政策袁我国2500t/d以上的生产线普遍加装余热锅炉袁其排气温度在150益以下袁对这样的烟气袁已不再适合装设SCR系统遥2冤粉尘限制:由于水泥厂的尘含量较高袁在除尘当温度过高时袁部分氨还原剂就会被氧化而生适合SNCR反应进行的温度也极为苛刻袁温度过高袁NH3会与烟气反应袁发生NH3的氧化竞争反应袁因为没有催化剂提高NOx还原反应速率袁所以器之前的烟气中袁水泥炉窑尾部的粉尘含量高达加剧袁致使系统压降增加袁给引风机的正常运行造成严重威胁袁从而影响水泥炉窑生产线长期稳定运行遥3冤碱性环境限制:水泥炉窑烟气中钠尧钾等水溶100mg/Nm3袁易造成催化剂孔隙堵塞袁催化剂磨损从而增加NOx排放量遥温度过低袁NOx还原反应速度过于缓慢袁过多未反应的NH3在原料中积累或逸出袁导致净化效率下降和NH3的逃逸遥为满足标准要求袁就需要投入大量的氨水袁生产运营成本增加遥SNCR脱硝系统进行深度改造渊不是所有水泥厂都具备改造条件冤袁或者直接加喷氨水遥如果过量使用60%遥若要进一步提升效率需要对烧成系统及使用袁可其技术的弊端就是通常脱硝率在40%耀SNCR由于其成本相对较低得以在行业中广泛性碱金属化合物易与催化剂中的V2O5反应从而使催化剂中毒袁降低催化剂的活性遥另外袁烟气中高浓度CaO袁与经催化剂氧化而成的SO3生成CaSO4袁覆盖在催化剂表面袁降低其活性遥一旦催化剂磨损严重袁活性下降偏离其设计值袁氨逃逸迅速上升袁需要停运SCR系统袁进行催化剂的更换遥在未设反应器旁路时袁停运SCR意味着停运整条水泥生产线遥4冤排风阻力限制:因装设SCR袁排风阻力将增生产技术氨水就会造成氨逃逸问题与二次污染遥实际应用的主要技术瓶颈为:温度对SNCR的还原反应的影响较大遥炉内的温度分布受到窑炉的负荷和煤炭品种等多种因素的影响袁这就要求SNCR的喷氨位置随温度的变化而变化袁所以在操作上有一定的难度袁使该工艺应用时变得较复杂遥2.2.2SCR技术选择性催化还原法渊SCR冤是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其他合适的还原剂尧利用催化剂将烟气中的NOx转化为氮气和水袁以达到减排NOx目的脱硝手段遥据了解袁该技术在火电行业已经得到了广泛应用袁目前国内火电行业90%生产线采用窑炉上也成功应用遥SCR技术进行脱硝袁同时该技术在玻璃窑炉等其他事实上袁SCR技术是工业上应用最广的一种脱技术可使NOx的脱除率在80%以上袁喷入到烟气中NOx治理技术遥在电力行业执行NOx排放值100截至目前袁SCR技术在水泥行业的应用仍然不多遥究其原因有以下几点不利因素:的氨几乎完全和NOx反应袁是目前最好的固定源mg/Nm3的情况下袁仍可以很好地实现排放要求遥但1冤温度限制:据了解袁催化剂当今最普遍应用的硝技术袁以NOx脱除效率高著称遥理想状态下袁SCR加500耀1000pa袁受此影响袁吨熟料将增加烧成电耗0.75耀1.5kWh/t遥5冤成本限制:采用SCR技术脱硝需要要增设装置袁占用空间袁投资大袁运行费用较高遥有资料显示袁5000t/d生产线利用SCR减排NOx总投资在4000万元左右遥受上述因素影响袁在水泥炉窑中推广SCR脱硝技术仍面临着较大的技术风险袁水泥企业鲜有应用袁但是随着环保标准的不断严格袁加上技术的不断完善袁SCR技术已作为一个选择方向遥3未来脱硝研究方向实现水泥行业的50mg/m3的超低排放袁需要成熟的脱氮技术来支撑遥单独使用窑尾分级燃烧脱氮技术袁脱氮效率为25%耀30%遥单独使用SNCR脱氮技术袁可减少氮氧化物排放50%耀70%遥根据目前大部分水泥企业的窑况袁通过全过程低氮燃烧技术要要要SNCR+分级燃烧+低氮燃烧技术以达到NOx排放低于100mg/m3袁是目前主流改造技术遥目前预分解窑采用SNCR技术袁如果不投入新有起催化作用的活性成分V2O5和WO3袁反应温度是多孔Ti2O5渊载体冤做成蜂窝状模块化袁载体表面敷的脱硝系统袁要想进一步减少氨水用量袁降低运营成本袁达到两位数超低排放限值袁是难以实现的袁尤业现有脱硝装备将无法满足如此低的排放标准袁推其要达到NOx排放量特殊超低值50mg/m3袁水泥行在280益耀400益为佳遥而在新型干法水泥生产线142020年第4期河南建材蒸压加气混凝土砌块生产线配料设计与计量娄广辉李峰赵豆豆李莹孙健（450002）河南建筑材料研究设计院有限责任公司（C/S）摘要:良好的气孔与结构形式是加气混凝土性能的重要保证，合适的钙硅比、水料比及铝粉添加量可以保证料浆的正常发气膨胀过程，形成良好的气孔与结构形式。文章从钙硅比、水料比，水泥与石灰用量确定、石膏、铝并详细分析了各种物料的计量方法及添加方式。粉用量等方面介绍了蒸压加气混凝土生产配料设计；配合比；计量关键词:蒸压加气混凝土砌块；1蒸压加气混凝土生产配料设计1.1钙硅比渊C/S冤的确定加气混凝土的钙硅比是各组成材料的氧化钙与二氧化硅含量的摩尔比袁是保证加气混凝土经蒸压养护后具有较高强度的先决条件袁并与原材料的质量和化学成分有关遥从我国目前主要的三种加气混凝土品种渊水泥-石灰-粉煤灰尧水泥-石灰-砂与水泥-矿渣-砂系列冤生产情况来看袁通常水泥-石灰-粉煤灰渊砂冤加气混凝土的C/S在0.8左右较为适宜遥1.2水料比加气混凝土生产中的用水量必须保证料浆的各组成材料能搅拌均匀袁保证料浆能顺利地浇筑入模袁并能正常发气和初凝遥加气混凝土生产中的用水量对料浆的发气和凝结过程袁并最终对材料气孔结构的性质有着重要的影响遥它既是发气反应和水热合成反应的参与组分袁又是使各物料进行各种化学反应的介质遥在生产过程中袁由于用水量过多或过少会造成不良的后果袁需要在生产配方中精确地确定用水动联合脱硝技术应用将大势所趋遥未来技术方向一般还要加装烟气尾部脱硝装渊SCR冤袁组成低氮分级燃烧+SNCR/SCR联合脱硝工艺遥但要走SCR技术脱氮这条路袁首先要解决SCR当前遇到的问题袁研究低温催化剂和隔离催化剂技术遥SCR联合脱硝技术袁并成功应用于国内的几家水泥国内已有某环保公司研发出低温高SNCR+量遥加气混凝土生产过程中的用水量应能保证料浆具有一定的稠度袁并能使料浆有正常的发气反应过程遥料浆稠度适宜袁可以使加气混凝土获得良好的气孔结构袁并对加气混凝土的性能产生有利的影响遥水料比=总用水量/基本组成材料干重量遥一般来说袁密度550kg/m3的水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土的最佳水料比为0.55耀0.70遥1.3生石灰与水泥用量的确定水泥和石灰都可以单独作为钙质材料来生产加气混凝土袁但单一钙质材料均存在一些缺陷遥水泥作单一钙质材料时袁其最适宜的用量为40%袁不仅水泥用量大尧产品成本高袁而且制品强度较低遥而采用石灰作单一钙质材料时袁粉煤灰虽然可以用到特点不能得到有效的调节和补充袁往往造成坯体在初期硬化速度较快(快于发气速度冤袁而后期硬化速度又较慢袁坯体强度低袁静停时间长袁难以适应机械切割曰又由于石灰质量波动较大袁作为单一钙质材料时袁增加了工艺控制的难度遥因此袁目前国内加气混凝土厂都趋向于使用水泥-石灰渊以石灰为主冤混求变以求浴火重生的涅槃之举遥水泥窑的尾气排放尾气排放遥要完成野十三五冶期间国家的NOx减排指标袁需要严格控制水泥窑的NOx排放袁突破NOx控制的技术难点袁研发出高效经济的脱硝方法遥随着SNCR和SCR联合脱硝将会成为主流技术遥SNCR技术具有投资少尧环境效益高的特点袁SCR技术具有更高的NOx排放净化效率袁是满足更严格环保标新型干法水泥技术的发展和环保标准的提高袁对大气NOx污染的贡献仅次于电力行业和机动车75%以上袁但由于石灰用量单一袁其消解特性和硬化生产技术4结论公司袁实现了NOx排放指标<50mg/Nm3遥节能环保尧绿色转型是水泥行业必由之路遥从传统行业变身为节能环保产业袁既是顺应时代潮流尧贯彻节约资源和保护环境基本国策的刚性约束袁也是水泥行业遵循国际产业的发展轨迹尧图存准的唯一的技术选择遥未来袁随着适应性广尧耐硫性强尧催化剂制备技术的不断成熟袁以及SCR工艺技术的不断优化升级袁联合脱硝终将实现NOx超低排放遥15