水泥脫硝技術(shù)及其對環(huán)境的影響與分析
添加時間：2021/7/26 16:34:47 瀏覽次數(shù)：221
當(dāng)前，我國水泥生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅猛，其氮氧化物的排放量正在逐年遞增。作為一種活性較高且氧化性較強的污染物，氮氧化物也是酸沉降、土壤污染以及水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題出現(xiàn)的重要因素。這些問題嚴重威脅人的身體健康，因此對于氮氧化物的控制就變得至關(guān)重要。可以采用脫硝技術(shù)，從水泥生產(chǎn)源頭來有效降低氮氧化物的排放量。但是，其間會出現(xiàn)一系列新的環(huán)境問題，只有做好相應(yīng)防范工作，才能有效地降低該技術(shù)對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響。
水泥脫硝技術(shù)分析
1、低氮分級燃燒技術(shù)
作為水泥煙氣脫硝技術(shù)的一種，低氮分級燃燒技術(shù)主要遵循燃燒學(xué)原理，通過改變運行工況，將燃燒工藝中生成的氮氧化物進行還原或抑制。在具體應(yīng)用的過程中，要在煙室與分解爐之間建立還原燃燒區(qū)。同時，利用煤將原分解爐的一部分分入該區(qū)域，使其通過缺氧燃燒形成一系列還原劑，如一氧化碳、甲烷以及氰化氫等，從而將煅燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物轉(zhuǎn)化為無危害、的氮氣。與此同時，煤在缺氧燃燒的狀態(tài)下對于氮氧化物的產(chǎn)生也起到了一定的抑制作用。現(xiàn)階段，低氮燃燒技術(shù)主要包括空氣分級燃燒、燃料分級燃燒以及濃淡燃燒等。采用該技術(shù)，可以更好地改造燃燒室，同時所需經(jīng)費較少，但是其脫硝效率僅在30%左右，脫硝效果不是十分明顯，很難滿足氮氧化物控制技術(shù)的要求。
2、選擇性非催化還原技術(shù)
選擇性非催化還原技術(shù)是水泥脫硝技術(shù)的重要類型，也叫SNCR技術(shù)。其主要原理是：當(dāng)燃燒溫度在850-1000℃時，在有氧的條件下，在排出的氣流體中注入氨或氨的先驅(qū)物，使一氧化氮按照相應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律進行還原。現(xiàn)如今，水泥行業(yè)的還原劑都具有氨氣基，其主要由氨水和尿素水組成，可以將煅燒過程的氮氧化物還原為氨氣和水，在水泥熟料生產(chǎn)線的分解爐內(nèi)，存在符合 SNCR 技術(shù)工作的反應(yīng)溫度窗口。該技術(shù)對氮氧化物的脫除率較高，一般在50%-80%，同時其操作系統(tǒng)簡單，為實際脫硝操作提供便利。但是，該技術(shù)對反應(yīng)溫度的要求較高，需要使用大量還原劑，導(dǎo)致運行成本顯著增加。此外，該技術(shù)易受到反應(yīng)溫度、化學(xué)反應(yīng)時間以及噴槍位置等因素的影響。
3、選擇性催化還原技術(shù)
選擇性催化還原法又被稱為SCR脫硝技術(shù)，也是一種水泥脫硝技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用要有一定的催化反應(yīng)條件，通過具有氨氣基的還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為水和氨氣，從而降低氮氧化物的排放量。SCR脫硝技術(shù)對溫度的要求較高，要求反應(yīng)溫度控制在300-450℃。在沒有預(yù)熱器參與的條件下，水泥爐窯中的煙氣道溫度遠低于該溫度，因此需做好煙氣的加熱工作。同時，要采用合適的SCR催化劑，如二氧化鈦或V205-M003，而催化劑的外形通常采用板式、波紋板式以及蜂窩式等結(jié)構(gòu)。SCR脫硝技術(shù)的脫硝效果非常明顯，通常氮氧化物的脫除率能夠達到60%-90%。但是，其對于設(shè)備有著嚴格的要求，要求其具有較高的耐腐蝕性，同時投資運行所需費用較大，易對環(huán)境造成二次污染。
4、組合脫硝技術(shù)
組合脫硝技術(shù)就是指綜合運用各種脫硝技術(shù)，通常將兩種或三種脫硝工藝技術(shù)進行組合。通常，采用低氮分級燃燒技術(shù)與選擇性非催化還原技術(shù)或選擇性催化還原技術(shù)相結(jié)合的脫硝技術(shù)，同時也可以采用選擇性非催化還原技術(shù)與選擇性催化還原技術(shù)相組合的脫硝技術(shù)，其應(yīng)用十分廣泛。目前，日本、德國等發(fā)達國家通常先采用低氮分級燃燒技術(shù)來降低氮氧化物含量，再運用煙氣脫硝工藝脫硝。這些組合脫硝技術(shù)能夠提高傳統(tǒng)脫硝效率，同時降低投資運行成本。
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