李志强，等：水泥生产线SNCR精准脱硝喷氨点的研究与应用
中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389（2020）06-11-02[D0l]10.13697<jki.32-1449/tu.2020.06.004水泥生产线SNCR精准脱硝喷氨点
的研究与应用
李志强，轩红钟，张宗见，宗青松，王斌
（安徽海螺建材设计研究院有限责任公司，安徽芜湖241070）
0引言
在生态文明建设的大背景下，全国各地环保政策逐渐收紧，不断出台超低排放标准，环保管形势日益严峻。目前，水泥行业应用最广泛的脱硝技术为选择性非催化还原脱硝（SNCR脱硝），该技术具有系统流程简单，投资少等特点，在水泥行业得到了广泛应用。
SNCR脱硝技术是在没有催化剂的情况下，将氨基的还原剂喷入炉膛温度为850~1100七的区域，与NO%发生还原反应生成％和H2O[1]，脱硝反应效率及氨水利用效率受温度窗口、粉尘浓度、停留时间、氨水喷位置等因素的影响㈠。
本文借助CFD计算机流体仿真模拟技术，开展SNCR精准脱硝位置流场的模拟分析，通过SNCR喷的合理布置，从而达到延长氨水与废气中氮氧化物的混合反应时间的目的，同时减少了粉尘、co等对氨水与氮氧化物反应效率的影响，提高SNCR脱硝效率。
1SNCR精准喷氨位置研究
1.1喷布置位置
根据水泥生产工艺技术特点，温度窗口在850〜1100兀的SNCR脱硝喷氨位置主要在分解炉和C5旋风筒，目前大部分氨水喷设置在分解炉出口管道以及C5旋风筒出口管道，但存在氨水消耗量大，氨水利用率低等问题。
C5旋风筒本体经过收尘后粉尘浓度降低约90%，温度区间在850〜890兀,CO浓度较分解炉大大降低，可作为SNCR脱硝喷布置位置，提高SNCR 脱硝效率及氨水利用效率，分解炉、C5旋风筒本体及C5旋风筒出口作为SNCR脱硝喷氨点位置指标对比情况见表1。
C5旋风筒本体的温度窗口、氨水混合的停留时
间均能够满足SNCR的要求，并且CO浓度较分解炉相比低、粉尘浓度小，因此可以作为SNCR脱硝喷的位置。姜智英整容
1.2CFD模拟分析
初步制定SNCR脱硝喷位置方案，并借助CFD流体模拟手段（见图1），开展SNCR精准脱硝喷氨位置的流场分析研究。山东济南旅游景点
表1分解炉、C5旋风筒本体及C5旋风筒出口作为SNCR脱
硝喷氨点位置主要指标
一
序
号
一
名称分解炉
C5旋风筒
出口
C5旋风筒
本体1温度区间/%850-110840-860850-890 2粉尘浓度(标况)/(g-m-3)800-1000950-130080-100 3CO浓度高低低
4氨水混合停留时间/s A1.50.1左右>1.0数据按照5000t/d生产线进行核算；氨水混合停留时间指850-1100%温度区间停留时间
Time on ccc
ccc
(-2.00406
■0.60122
L l.60325
-4.40284
1.20244
1.00203
■0.80162
1.80365
-0.40081
0.20041
-0.00000
[s]
Time on ccc
o
ccc
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-
1.80365
1.60325
-4.40284
-1.20244
1.00203
0.80162
0.60122
-0.40081
0.20041
0.00000
[s]
图1C5旋风筒本体布置氨水喷流场情况
从C5旋风筒本体喷射氨水流场情况可以看出，氨水与废气混合，随废气进行运动，并在中心位置旋转上升进入下一级旋风筒，氨水与气体混合停留时间1.2s以上，能够保证足够的反应时间。
C5旋风筒入口温度一般在880弋左右，出口温度在850弋左右，该温度均在SNCR脱硝氨水与NO，反应温度窗口。
2020年第6期-11
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李志强，等：水泥生产线SNCR 精准脱硝喷氨点的研究与应用
分解炉主要承担煤粉的燃烧及生料的分解,C5 旋风筒是分解炉后续的热工设备，煤粉在分解炉内 充分燃烧后，废气及分解后生料进入C5旋风,C5旋 风筒CO 浓度较分解炉低，减少了 CO 对SNCR 反应
效率的影响。
张云宁借助原位漫反射红外光谱分析验证了 物料吸附NH3促使NH3发生氧化反应生成NO，抑制
脱硝反应。C5旋风筒本体区域经过收尘后，物料浓 度较低，一般（标况，以下同）在80-100 g/m 3，减少了 物料对脱硝反应的影响。
沙溢胡可个人资料2工程应用效果
硝喷氨位置技术已经在100多条生产线应用，氨水 用量较改造前节省20%以上。
"h （小时）少日平趋势画
#1721.lL/h  ；O.OL/h
.-#2 …
T'699'9L/h!747._5L7h _
NO% 实测值 239.4 mg/m 3
•豐 36.1 Hz
36.6 Hz  I 线#1还原剂泵
S. • I  .iMPa
0.0 kPa  1 线#2还原剂泵 1 1 Hz  697.5 L/h  31.4%：
1线#1述原站乘农上电扯警 •
#1氨水管逍压力过离停机抠警•
旳氯水建高液後报聲•
697.0 L/h 去彳壬審犁*分解炉
1线#1还原剂泵故障报警•1线#2还原剂泵故障报警• 1线#2还原剂泵未上电报警•# 1氨水罐液位上限报警•#1氨水罐液位下限扌艮警•
该技术方案在某公司生产线实施改造，改造过 程不影响生产线正常运行,SNCR 喷位置由分解 炉出口 4支喷、C5旋风筒出口各2支喷改造为
C5旋风筒本体各4支喷，投产后，在N0”排放浓度
基本相同的情况下，氨水用量显著下降，氨水利用
效率进一步提高O
0.6 kPa
向英烈致敬的寄语0.0 kPa
™
34.8 Hz
2线#1还原剂泵
O
2线#2还原剂泵
31.1弋
NOx  实测值 245.0 mg/m-1
）694.5 L/h 去往窖財2分解炉
701.1 L/h  A
1.0 MPa
]L/h （小时）3冃平均趋势画面*
#1 1 173.3L/h  O.OL/h  #2
1 393.7L/hl  458TL/h  ：平均趋势•
图3改造后SNCR 运行情况
S. 33.1 Hz  1线#1还原剂泵
o
46.9 kPa  1线#2还原剂泵NOx  实测值
254.7 mg/m 3
1 102.3L/h 去往窑宅分解炉
0.6 MPa
_Q  gqQ
'1线#1还原剂泵未上电报警•#1氨水管道压力过高停机报警•
#1氨水罐髙液位报警•
#1氨水逃逸报警•
1线#1还原剂泵故障报警•1线#2还原剂泵故障报警 •1线#2还原剂泵未上电报警•
鹿晗原名刘壮实
1氨水罐液位上限报警• #1氨水罐液位下限扌艮警•
0.1 kPa
54.8 kPa
2
34.5 Hz
2线#1还原剂泵
2线#2还原剂泵
4.8%：
NOx  实测值 266.5 mg/m 3
1 300.8L/h  去往窑尾#2分解炉
0.7 MPa
图2改造前SNCR 运行情况
该技术在某公司两条生产线同时实施改造，改
造前NO.排放浓度在250 mg/m 3左右,20%氨水用量 为1100-1 400L/h，改造后,NO ”排放浓度控制在240
mg/n?左右，氨水用量降低至700 L/h 左右，氨水用量 降低40%左右，氨水利用效率提高20%以上，技改
效果明显。
截至目前,C5旋风筒作为熟料线SNCR 精准脱
3结语
（1） 熟料生产线中C5旋风筒本体的温度在
850-890 °C ，氨水与气体的混合停留时间在1.0 s 以
上，粉尘浓度仅为分解炉及C5旋风筒出口粉尘浓度
的1/10左右，且CO 浓度较分解炉低,C5旋风筒本体 的温度窗口、氨水混合停留时间均满足SNCR 的要
求，且CO 浓度较分解炉低、粉尘浓度小，可有效促
进NH3与NO 的反应。
（2） 通过工程应用.SNCR 脱硝喷氨位置改造为
C5旋风筒本体后，在NO ”排放浓度控制在相同指标 的情况下，氨水用量进一步降低，较改造前降低
20%以上，氨水利用效率提高10%以上。
参考文献
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行效率的彩响及应对措施[J].水泥工程，2016（02）:19-23.
[4] 张云宁.水泥生料对SNCR 脱硝过程的影响研究[D].北京: 北京工业大学,2016.
（收稿日期：2020-07-05）
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2020年第6
世界著名童话故事期