某公司2号窑于2011年1月投产运行，配置五级双系列预热器和在线型分解炉。公司为满足环保要求，降低NOx排放浓度，相继进行了分解炉分级燃烧改造以及采用了SNCR脱硝系统，氨水喷枪布置在分解炉鹅颈管出口位置，氨水浓度为20％。

我们对分解炉进行分级燃烧改造后，窑尾烟囱的氮氧化物排放浓度下降比较明显，但仍然不能满足NOx排放浓度低于260mg／m3的河北省环保标准，仅仅依靠分级燃烧还不够，必须喷人氨水才能达标。SNCR脱硝系统刚投入运行时氨水用量较大，吨熟料氨水耗用量高达5kg。因此，研究怎样降低氨水用量对公司非常急迫。本文就公司2号窑降低脱硝成本的措施及心得进行介绍。

1、2号窑采用的NOx减排技术

目前分级燃烧、SNCR、SCR等NOx减排技术较为成熟的技术，公司采用了前两项。

SNCR是一种选择性非催化还原脱硝技术，不使用催化剂，在炉膛内适宜温度处喷人氨基还原剂，与废气中有害的NOx反应生成无害N?O和H?0，从而去除烟气中的氮氧化物。由于没有催化剂，脱硝还原反应的温度比较高，并有一定的反应温度区间，反应的窗口温度为850～1000℃。在该温度区间内，氨选择性地还原烟气中的NOx，主要反应为NH?+NOx→N?+H?O。当温度过高，超过反应温度窗口时，氨就会被氧化成NOx：NH?+O?→NOx+H?O

SNCR系统主要由还原剂储存和输送、计量、喷射及雾化等组成，见图1。

图1 SNCR系统

分级燃烧技术分为燃料分级燃烧和空气分级燃烧，公司采用了分解炉燃料分级燃烧技术，主要是利用分级燃烧的方法在水泥窑分解炉的锥部形成一种缺氧燃烧的环境，产生一个局部的一氧化碳还原区域，以利用其产生的CO、H?等还原剂和水泥窑烟气中的氮氧化物发生还原反应，把氮氧化物还原成无污染的氮气。

2、降低氨水用量的几点措施

为降低氨水用量，降低脱硝成本，我们采取了以下多项措施。

（1）降低窑头煤使用量，改善过烧情况，降低窑尾温度。在掺杂着黄块的情况下熟料仍能合格甚至过烧，可见熟料的过烧程度是相当严重的，窑头煤有很大的下降空间，因此决定将头煤由11 t／h降低至10.5 t／h。头煤用量降低后，窑台时未受到影响，窑电流由900A以上降低至700A左右，熟料外观得到好转，黄块减少。

（2）降低分解炉温度，降低分解率，减少预热器结皮，降低窑尾温度。分解炉出口温度由895℃降至875℃，入窑生料分解率由原来的95％以上降低到92％左右，仍能满足要求。

（3）降低高温风机转速。高温风机转速从800dmin降到780r／min，在保证煤粉充分燃烧的情况下降低窑尾氧气含量，增加分解炉锥体的还原气氛。

（4）对氨水喷枪雾化情况进行逐步排查：定期检查确定喷枪喷头有无堵塞；氨水喷枪运行一段时间后，喷枪所在管道周围就会出现结皮，除了及时清理结皮外，还要根据每根喷枪周围的结皮厚度对喷枪插入的深度做相应调整；对每根喷枪的压缩空气压力进行调整，确保雾化效果良好，目前压力维持在3～4bar。

（5）调整三次风阀开度：在满足窑内燃烧的情况下，尽量降低窑内通风，加大窑尾烟室及分解炉锥体的还原区域，经过多次开关尝试，最终确定挡板开度由原来的30％调至40％左右时氨水用量较少。

（6）降低熟料硅酸率，由2.65降低至2.50，液相量增加，对熟料的易烧性和操作有利，减少了飞砂现象，避免了强制煅烧，降低了NOx的产生。

经过以上多项措施的实施，氨水用量有大幅下降，经过调整后，吨熟料氨水用量降至3.2kg，对降低脱硝成本、降低排污量起到了积极作用。

3、结束语

（1）充分利用分级燃烧，充分发挥分级燃烧的作用，调整措施中三次风挡板起着至关重要的作用，这在第二次调整后大幅降低氨水用量就可以证明。合理的开度既能保证窑头煤粉的充分燃烧，又能保证窑内产生的NOx在接触氨水之前被部分还原，从而达到降低氨水消耗的目的。

（2）控制合理的分解炉温度，每条窑的分解炉温度测点及氨水喷枪的位置不一样，温度控制也不一样，中控操作手法影响很大。通过阅读有关书籍，知道脱硝效率与温度有关系，但不是直线关系，其最佳反应窗口温度是950℃。但在水泥窑实际应用中，分解炉温度一般不会控制到950℃的高温，如温度控制过高，接近950℃时氨水用量反而会增加，说明此温度下NOx的产生量大于被还原量。由此分析，实验中的反应效率温度不能直接搬到实际生产中，两者测得的温度使用的工具或受干扰程度不一样，实验数据可作为参考。故此，公司分解炉温度控制在875℃时，氨水用量较少。

公司在降低氨水用量上的实践证明，优先在前端采取预防和减少NOx的产生，是减少NOx还原剂用量的最有效的方法。笔者呼吁，加快水泥工业NOx前端控制技术的研发和推广，会对企业带来立竿见影的经济效果。

作者：魏红旗、冯浩、张海英

来源：《冀东水泥滦县有限责任公司》

来源：中国水泥网  水泥技术