邵明珠：水泥生產(chǎn)線超凈排放做法與思考

在當(dāng)前共建生態(tài)文明大環(huán)境下，水泥行業(yè)必須堅(jiān)持綠色發(fā)展戰(zhàn)略，堅(jiān)定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳之路，各企業(yè)要加快向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)轉(zhuǎn)變。近年來，中材株洲水泥有限責(zé)任公司通過持續(xù)的技術(shù)改造和創(chuàng)新升級，主要生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平，NOx和粉塵排放數(shù)據(jù)達(dá)到超低排放要求，有力的踐行了綠色發(fā)展道路。

中材株洲水泥有限責(zé)任公司成立于2005年10月，注冊資本2.3億元，總資產(chǎn)8.4億元，是中國建材集團(tuán)旗下新天山水泥所屬中南水泥的成員企業(yè)。公司占地面積300余畝，現(xiàn)有職工272人，年產(chǎn)熟料約180萬噸，水泥約200萬噸。

近日,中材株洲水泥有限公司副總經(jīng)理邵明珠在“中國水泥行業(yè)綠色發(fā)展高峰論壇暨超低排放技術(shù)交流大會”上重點(diǎn)介紹了中材株洲實(shí)現(xiàn)污染物超低排放的的做法，主要包括粉塵超低排放和NOx超低排放兩方面。

粉塵超低排放

在粉塵超低排放方面，中材株洲采取檢修維護(hù)、技術(shù)改造和日常巡檢三大措施。

檢修維護(hù)是指把收塵器檢查納入檢修計(jì)劃，每次檢修必對生產(chǎn)系統(tǒng)收塵器進(jìn)行全面排查。其中收塵器檢查涵蓋濾帶、風(fēng)道、風(fēng)室、噴吹管、閥門、氣管等部位；并且定期對大型收塵器進(jìn)行熒光試驗(yàn)，查缺補(bǔ)漏。

技術(shù)改造則主要包括窯頭收塵器電袋復(fù)合改造、窯尾收塵器改造、煤磨和水泥磨收塵器改造以及小收塵器超低排放改造四種。

第一、在窯頭收塵器電袋復(fù)合改造上，窯頭收塵器由4電場電收塵器改為電袋復(fù)合收塵器，僅保留1個(gè)電場；增加噴水降溫和冷風(fēng)閥，確保收塵器進(jìn)口溫度控制在150℃以內(nèi)，避免溫度高造成濾帶損壞；增加新型氣體分布板，均勻分布煙氣，提高收塵效率；收塵器系統(tǒng)改造后阻力上升約1000Pa，對頭排風(fēng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)改造。

第二、在窯尾收塵器改造上，收塵器袋室加高1500mm，濾帶加長，增加過濾面積，過濾風(fēng)速控制在0.8m/min以內(nèi)；噴吹方式優(yōu)化，提高清灰效果；氣體分布板進(jìn)行改造，均勻分布煙氣，提高收塵效率；風(fēng)室和風(fēng)道內(nèi)部防腐處理，避免噴氨造成腐蝕。

第三、在煤磨和水泥磨收塵器改造上，要求收塵器箱體整體加高1500mm，濾帶加長，增加過濾面積，過濾風(fēng)速控制在0.8m/min以內(nèi)；增加高效多功能智能清灰系統(tǒng)，使各倉室壓差均衡，降低收塵器運(yùn)行阻力；氣體分布板改造，均勻分布煙氣，提高收塵效率。

第四、在小收塵器超低排放改造上，是通過單機(jī)脈沖收塵器全部更換為氣箱脈沖收塵器，避免噴吹清灰產(chǎn)生粉塵的二次飛揚(yáng)，有效提高清灰效果；濾帶加長，增加過濾面積，過濾風(fēng)速控制在0.8m/min以內(nèi)；收塵風(fēng)機(jī)相應(yīng)改造，適當(dāng)增加過濾風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)的。

日常巡檢中，中材株洲應(yīng)用收塵器配備振打電機(jī)和料位檢測裝置，強(qiáng)化收塵器三級巡檢，全面提升收塵器巡檢質(zhì)量；把脈沖閥工作壓力、清灰周期、壓縮空氣質(zhì)量、漏風(fēng)和漏氣情況列入巡檢清單，確保收塵器正常穩(wěn)定運(yùn)行；收塵器灰斗全部配備料位計(jì)和振打電機(jī)，中控實(shí)時(shí)關(guān)注灰斗積料情況。

NOx超低排放

在NOx超低排放方面，一是精準(zhǔn)脫銷，二是工藝優(yōu)化，三是利用SCR技術(shù)。

精準(zhǔn)脫銷主要是利用流體動力學(xué)仿真軟件對預(yù)分解系統(tǒng)進(jìn)行建模，尋找NOx反應(yīng)的最佳溫度窗口；其次調(diào)整氨水噴槍位置，C5旋風(fēng)筒錐部布置8支噴槍、C5旋風(fēng)筒出口布置6支噴槍、分解爐鵝頸管兩側(cè)各布置1支噴槍；最后利用智能技術(shù)對噴氨量進(jìn)行精確計(jì)量，確保氨水精準(zhǔn)噴入，有效提高脫硝效率。

工藝優(yōu)化上，中材株洲采用奧通DJGX-5000T/D-T型低氮燃燒器替換史密斯燃燒器；采用億昇YG150磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)替換羅茨風(fēng)機(jī)，提高一次風(fēng)壓，降低一次風(fēng)量，減少熱力型NOx生成量。隨后通過分級燃燒，其流程包括煙室縮口上方新增4根窯尾燃燒器；三次風(fēng)管從窯尾平臺處開始抬高，三次風(fēng)管入爐位置由分解爐錐部改為分解爐直筒與錐體連接處，入爐位置提高1800mm，三次風(fēng)切向垂直進(jìn)入分解爐；分解爐2根窯尾燃燒器上移1800mm；分解爐錐體新增2根4級下料管，2根下料管對稱分布，位于煙室縮口燃燒器上方1500mm。

經(jīng)過分級燃燒改造后，脫硝氨水用量降低約50%。改造后，由于分煤和分料比例難以精準(zhǔn)掌握，且為了保證還原氣氛，系統(tǒng)用風(fēng)需適當(dāng)降低，導(dǎo)致系統(tǒng)波動敏感性提高，大大增加了操作難度；改造后雖然脫硝氨水用量大幅降低，但窯況穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致熟料質(zhì)量明顯下降，游離鈣合格率和熟料強(qiáng)度均有所下降。

同時(shí)，超低排放也離不開SCR技術(shù)，SCR技術(shù)經(jīng)過其它行業(yè)的驗(yàn)證是目前最穩(wěn)定和最可靠的脫硝技術(shù)，但水泥企業(yè)煙氣具有NOx含量高、粉塵濃度高且粒徑小、堿金屬氧化物含量高等特點(diǎn)，必須結(jié)合水泥生產(chǎn)工藝選擇合適的工藝方案。

目前應(yīng)用于水泥企業(yè)的方案主要有高溫高塵和高溫中塵，但高溫高塵和高溫中塵方案均難以從根本上解決高溫粉塵帶來的催化劑中毒、堵塞、磨損風(fēng)險(xiǎn)，因催化劑堵塞造成的被迫“旁路”時(shí)有發(fā)生。

為消除高溫高塵和高溫中塵方案催化劑中毒、堵塞、磨損帶來的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，中材株洲聯(lián)合河南中材環(huán)保首創(chuàng)塵硝一箱化SCR脫硝技術(shù)方案（高溫低塵）。該技術(shù)由高溫除塵系統(tǒng)、SCR脫硝系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)構(gòu)成。依托高溫金屬濾袋（耐高溫，耐腐蝕，強(qiáng)度高，耐磨性好）這一核心技術(shù)，其工藝流程為從C1出口出來的高溫含塵煙氣首先經(jīng)過高溫金屬濾袋進(jìn)行過濾，煙氣含塵濃度降至10mg/Nm3以下，經(jīng)過濾后的高溫潔凈煙氣進(jìn)入SCR脫硝區(qū)進(jìn)行脫硝，最后進(jìn)行余熱綜合利用。

經(jīng)專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測，SCR系統(tǒng)運(yùn)行1年多來未出現(xiàn)催化劑堵塞造成旁路的現(xiàn)象；NOx排放濃度＜50mg/Nm3；氨逃逸＜2.5mg/Nm3；系統(tǒng)壓損＜1050Pa；系統(tǒng)溫降＜5℃；NOx排放總量降低約540噸/a；脫硝氨水用量約0.2m 3/h，降低75%。

邵明珠總結(jié)到，收塵器實(shí)現(xiàn)粉塵超低排放的關(guān)鍵是降低過濾風(fēng)速，提高清灰效率；精準(zhǔn)脫硝技術(shù)通常將氨水噴槍布置在C5旋風(fēng)筒錐部，易造成噴槍結(jié)皮，存在堵塞下料管的風(fēng)險(xiǎn)；分級燃燒技術(shù)能有效降低NOx排放，但對窯況穩(wěn)定性有影響，易造成熟料質(zhì)量波動；SCR技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)NOx超低排放同時(shí)有效控制氨逃逸量的最佳技術(shù)方案；塵硝一箱化SCR脫硝技術(shù)（高溫低塵）可有效解決催化劑堵塞問題。

通過系列措施，中材株洲取得了巨大成效，其中粉塵和NOx全部實(shí)現(xiàn)超低排放；粉塵排放總量降低約23噸；NOx排放總量降低約540噸；企業(yè)入圍國家級綠色工廠；礦山入圍國家級綠色礦山和P.O 42.5水泥入圍國家級綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

此外，對于水泥生產(chǎn)線超低排放，紹明珠也提出了七點(diǎn)思考。

第一、收塵器實(shí)現(xiàn)粉塵超低排放的關(guān)鍵是降低過濾風(fēng)速，提高清灰效率；

第二、收塵器內(nèi)部防腐處理，可預(yù)防因風(fēng)室、風(fēng)道銹蝕造成的排放超標(biāo)問題；

第三、收塵器灰斗配備料位計(jì)和振打裝置可避免因灰斗積料造成的灰斗坍塌事故；

第四、精準(zhǔn)脫硝技術(shù)通常將氨水噴槍布置在C5旋風(fēng)筒錐部，易造成噴槍結(jié)皮，存在堵塞下料管的風(fēng)險(xiǎn)；

第五、分級燃燒技術(shù)能有效降低NOx排放，但對窯況穩(wěn)定性有影響，易造成熟料質(zhì)量波動；

第六、SCR技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)NOx超低排放同時(shí)有效控制氨逃逸量的最佳技術(shù)方案；

第七、塵硝一箱化SCR脫硝技術(shù)（高溫低塵）可有效解決催化劑堵塞問題。