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(lái)，中材株洲水泥有限責(zé)任公司通過(guò)持續(xù)的技術(shù)改造和創(chuàng)新升級(jí)，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(cè)資本2.3億元，總資產(chǎn)8.4億元，是中國(guó)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(wàn)噸，水泥約200萬(wàn)噸。

近日,中材株洲水泥有限公司副總經(jīng)理邵明珠在“中國(guó)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(huì)”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(duì)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(mén)、氣管等部位；并且定期對(duì)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(chǎng)電收塵器改為電袋復(fù)合收塵器，僅保留1個(gè)電場(chǎng)；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(duì)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(zhǎng)，增加過(guò)濾面積，過(guò)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(zhǎng)，增加過(guò)濾面積，過(guò)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(cāng)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(guò)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(zhǎng)，增加過(guò)濾面積，過(guò)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(guò)濾風(fēng)量來(lái)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(cè)裝置，強(qiáng)化收塵器三級(jí)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(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)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(duì)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(guò)分級(jí)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(tái)處開(kāi)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(jí)下料管，2根下料管對(duì)稱分布，位于煙室縮口燃燒器上方1500mm。

經(jīng)過(guò)分級(jí)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(dòng)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(kāi)SCR技術(shù)，SCR技術(shù)經(jīng)過(guò)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(lái)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(lái)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(lái)的高溫含塵煙氣首先經(jīng)過(guò)高溫金屬濾袋進(jìn)行過(guò)濾，煙氣含塵濃度降至10mg/Nm3以下，經(jīng)過(guò)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(cè)，SCR系統(tǒng)運(yùn)行1年多來(lái)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(guò)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(jí)燃燒技術(shù)能有效降低NOx排放，但對(duì)窯況穩(wěn)定性有影響，易造成熟料質(zhì)量波動(dòng)；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(wèn)題。

通過(guò)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(guó)家級(jí)綠色工廠；礦山入圍國(guó)家級(jí)綠色礦山和P.O 42.5水泥入圍國(guó)家級(jí)綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

此外，對(duì)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(guò)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(wèn)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(jí)燃燒技術(shù)能有效降低NOx排放，但對(duì)窯況穩(wěn)定性有影響，易造成熟料質(zhì)量波動(dòng)；

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(wèn)題。