鐘曉雨：水泥行業(yè)應(yīng)用SNCR脫硝工藝五點(diǎn)建議

丹麥弗洛微升有限公司北京代表處脫硝工程商務(wù)發(fā)展經(jīng)理鐘曉雨

　　日前，“第五屆中國(guó)水泥環(huán)保大會(huì)暨水泥除塵、脫硝研討會(huì)”在南京召開(kāi)，丹麥弗洛微升有限公司北京代表處脫硝工程商務(wù)發(fā)展經(jīng)理鐘曉雨出席會(huì)議并作題為《SNCR脫硝工藝在中國(guó)水泥行業(yè)運(yùn)用的五點(diǎn)建議》報(bào)告，以下是報(bào)告全文：

　　建議一：排放濃度，脫硝效率及氨逃逸的平衡

　　鐘曉雨在報(bào)告中指出，現(xiàn)在對(duì)SNCR系統(tǒng)脫硝，人們一般是三種觀點(diǎn)：1. SNCR系統(tǒng)脫硝效率可高達(dá)90%，出口氮氧化物濃度可以低于100mg/Nm³；2. SNCR系統(tǒng)脫硝效率只能達(dá)到40～50%；3. 氨逃逸要求：SCR和SNCR/SCR氨逃逸控制在2.5mg/Nm³以下；SNCR氨逃逸控制在8mg/Nm³以下；

　　但是實(shí)際的現(xiàn)狀是，就脫硝率而言：40%效率是針對(duì)火電廠SNCR，火電領(lǐng)域是最先運(yùn)用SNCR技術(shù)，在2006、2007年，闞山電廠2×600MW、利崗電廠2×600MW均使用了這項(xiàng)技術(shù)，脫硝率是35%；而萊蕪電廠2×300MW,灞橋電廠2×300MW等脫效率卻在40%或45%；從2009年至今，工業(yè)鍋爐和垃圾焚燒SNCR脫硝效率一般是在60～70%。

　　至于SNCR在水泥行業(yè)的實(shí)際使用效果，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，迄今為止，中國(guó)水泥行業(yè)有10-20個(gè)脫硝項(xiàng)目投運(yùn)，大多采用SNCR技術(shù)，脫硝效率40～80%，排放濃度100～450mg/Nm³。

　　基于企業(yè)對(duì)氨逃逸方面的擔(dān)心，鐘曉雨表示氨逃逸先經(jīng)過(guò)生料磨吸收，達(dá)到空預(yù)器的逃逸氨濃度更低。低于10ppm對(duì)水泥設(shè)備影響極小，可以忽略不計(jì)。

　　綜上，SNCR技術(shù)在水泥行業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)用當(dāng)中應(yīng)該做大以下三點(diǎn)：

　　1. 設(shè)計(jì)排放濃度為200～300mg/Nm³。國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)在400～500mg/Nm³ ，重點(diǎn)地區(qū)可能執(zhí)行更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。采用全自動(dòng)控制，設(shè)定出口氮氧化合物濃度調(diào)節(jié)氨水噴射量?？杀Ｕ铣隹跐舛扰欧磐瑫r(shí)降低運(yùn)行成本。

　　2. 脫硝率60～80%。脫硝率并不能實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)計(jì)時(shí)NOx初始值的選取必須具有代表性；目前國(guó)內(nèi)泥項(xiàng)目氮氧化物初始濃度為600-1200mg/Nm³，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（預(yù)測(cè)新標(biāo)準(zhǔn)300-500mg/Nm³）所需的脫硝率約為40-75%。

　　3. 氨逃逸10ppm 。太低（如3ppm）技術(shù)實(shí)現(xiàn)困難；太高對(duì)附屬設(shè)備影響大，運(yùn)行成本高。

　　建議二：安全生產(chǎn)和脫硝效果的平衡

尿素與氨水的性能比較

　　還原劑氨水或尿素。各方對(duì)這兩種還原劑的態(tài)度觀點(diǎn)也不一致。有觀點(diǎn)認(rèn)為氨水是炸彈，易造成安全事故，運(yùn)輸也不方便；而尿素絕對(duì)安全，化學(xué)穩(wěn)定性好，運(yùn)輸也方便。但是，尿素在水泥行業(yè)脫硝效率并不好，只能達(dá)到40%；脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行成本比氨水系統(tǒng)高很多，并且操作不方便。

　　從技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，由于尿素是固態(tài)的，分解過(guò)程包括兩個(gè)工序：表面水溶液蒸發(fā)和顆粒分解斷裂產(chǎn)生氨基；而氨水溶液在離開(kāi)噴嘴時(shí)已經(jīng)被高度霧化，可以直接產(chǎn)生氨基，參與反應(yīng)。所以，我們建議：

　　1.采用氨水作為還原劑。首先，氨水的脫硝效率高達(dá)60～80%，遠(yuǎn)超過(guò)尿素的40%；其次，氨水的利用率高，最高可達(dá)50～70%，尿素最高僅有30%；再次，運(yùn)行成本低，氨水比尿素低30～50%。

　　2. 無(wú)需設(shè)置尿素/氨水可切換系統(tǒng)。尿素系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜，需設(shè)置溶解系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、伴熱系統(tǒng)等；增加切換系統(tǒng)還會(huì)提高初期的造價(jià)，后期的系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)也會(huì)變得復(fù)雜；最主要的是尿素、氨水系統(tǒng)設(shè)備幾乎不能共用，白白增加投資成本。

　　3. 氨水系統(tǒng)需考慮完善的安全設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)，出廠前完成組裝、調(diào)試；易泄露的位置設(shè)置氨氣報(bào)警儀，如儲(chǔ)罐區(qū)域、計(jì)量控制模塊；選用可靠的儀器、儀表設(shè)備；有條件的企業(yè)采用雙層不銹鋼的設(shè)計(jì)，采用單層設(shè)計(jì)的必須要設(shè)置圍堰。

　　建議三：投資成本和運(yùn)行成本的平衡

　　近期，水泥脫硝市場(chǎng)出現(xiàn)了以下現(xiàn)象：

　　1.合同額，從800萬(wàn)到200萬(wàn)均有；

　　2.運(yùn)行成本，10～20元/噸孰料，7元/噸孰料，3元/噸孰料；一條5000t/d的生產(chǎn)線，年產(chǎn)150萬(wàn)噸孰料。以7元/噸孰料，SNCR系統(tǒng)一年的運(yùn)行成本為1050萬(wàn)人民幣。

　　3.為了占領(lǐng)市場(chǎng)，獲得水泥行業(yè)脫硝業(yè)績(jī)，許多項(xiàng)目投標(biāo)過(guò)程中已開(kāi)始出現(xiàn)了類似于火電行業(yè)中期脫硫低價(jià)競(jìng)標(biāo)的趨勢(shì)。2005年3月，時(shí)任國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保總經(jīng)理的徐鳳剛撰文指出：當(dāng)時(shí)真正投入運(yùn)行的脫硫裝置不足項(xiàng)目總額的8%，能夠正常運(yùn)行兩年的更是屈指可數(shù)。在投運(yùn)的裝置中，有的從投運(yùn)第一天起就沒(méi)有間斷過(guò)改進(jìn)和維修，更有公司飽嘗一年施工、兩年維修的慘痛教訓(xùn)。

　　結(jié)合以上三點(diǎn)，我們的結(jié)論是：

　　1. 經(jīng)計(jì)算，一條5000噸/天SNCR系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用（按NOx初始濃度700mg/Nm³，脫硝效率60%，出口濃度300mg/Nm³）約為3元/噸水泥孰料，一年的運(yùn)行費(fèi)用約500萬(wàn)左右。其中，氨水的消耗費(fèi)用占95%以上。

　　2.水泥企業(yè)應(yīng)該更關(guān)注運(yùn)行成本，而非初次投資成本

　　3.水泥企業(yè)要選擇可靠的工程公司、成熟的脫硝技術(shù)，不要重蹈大多數(shù)脫硫工程無(wú)法正常運(yùn)行的老路。

　　平衡點(diǎn)四：進(jìn)口技術(shù)和自主研發(fā)的平衡

水泥企業(yè)選擇脫硝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)

　　關(guān)于水泥行業(yè)脫硝技術(shù)，是使用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，還是支持國(guó)內(nèi)自主研發(fā)，個(gè)水泥企業(yè)觀點(diǎn)不一：

　　1.有的企業(yè)認(rèn)為，國(guó)外有超過(guò)25年的SNCR技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；技術(shù)非常成熟；而且國(guó)外的脫硝技術(shù)都是基于水泥工藝發(fā)展起來(lái)，比較切合水泥廠的需求，同時(shí)國(guó)外技術(shù)漫長(zhǎng)的發(fā)展史也創(chuàng)造了很多不俗的業(yè)績(jī)；

　　2.當(dāng)然，也有國(guó)內(nèi)企業(yè)認(rèn)為，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的脫硝技術(shù)，既然可以在火電、熱電領(lǐng)域成熟應(yīng)用，也一定可以進(jìn)一步拓展到水泥領(lǐng)域；目前，國(guó)產(chǎn)的設(shè)備已經(jīng)很可靠，質(zhì)量不會(huì)有問(wèn)題，同時(shí)，由于是國(guó)產(chǎn)，設(shè)備的貨期短、采購(gòu)容易、投資更低、縮短了工期，重要的是，后期運(yùn)行維護(hù)很方便。無(wú)論引進(jìn)技術(shù)還是自主研發(fā)，做好工程是唯一目的。

　　正是基于這兩個(gè)不同的觀點(diǎn)，我們認(rèn)為應(yīng)該以正確的態(tài)度對(duì)待進(jìn)口技術(shù)和自主研發(fā)。國(guó)外技術(shù)確實(shí)某些方面領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)，但是在引進(jìn)的過(guò)程中需要考慮本地化實(shí)施的問(wèn)題：是不是可靠的、符合資質(zhì)的合作單位和安裝單位；是不是可靠的項(xiàng)目執(zhí)行團(tuán)隊(duì)和售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)；能不能處理好國(guó)外/國(guó)內(nèi)差異點(diǎn)，包括水泥窯工藝、監(jiān)管要求差異、還原劑品質(zhì)差異。而國(guó)內(nèi)自主研發(fā)也有扎實(shí)的基本功，不斷積累掌握脫硝技術(shù)，不能一蹴而就，這是個(gè)需要下苦功夫長(zhǎng)期積累的過(guò)程。無(wú)論采取那一種，都應(yīng)該在技術(shù)協(xié)議中標(biāo)明消耗量/運(yùn)行成本等，并可制定配套的懲罰條款。

　　在工期上，我們經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，認(rèn)為工期為4個(gè)月比較合適，即設(shè)計(jì)、采購(gòu)周期3個(gè)月，安裝和調(diào)試1個(gè)月，最好不要隨意的縮短工期，有些水泥企業(yè)甚至將工期縮短到2個(gè)月甚至更短，這是很不合理的。

　　最后，無(wú)論是使用國(guó)內(nèi)自主技術(shù)還是引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，可靠的、能連續(xù)運(yùn)行的儀器儀表都是關(guān)鍵，我們建議脫硝和SNCR裝置中的關(guān)鍵設(shè)備采用進(jìn)口，例如脫硝裝置的噴嘴、催化劑、各類泵、變送器，SNCR中的在線儀表。

　　建議五：LNB， SNCR，SCR？

LNB， SNCR，SCR三種技術(shù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較

　　目前國(guó)內(nèi)比較主流的脫硝技術(shù)包括LNB、SNCR、LNB-SNCR聯(lián)合技術(shù)、無(wú)SCR業(yè)績(jī)。

　　常見(jiàn)的LNB系統(tǒng)主要包括：三次風(fēng)管調(diào)整和改造、C4筒下料調(diào)整、煤粉儲(chǔ)存、輸送系統(tǒng)改造、分解爐用煤粉燃燒器改造。SNCR系統(tǒng)包括：尿素SNCR系統(tǒng)、氨水SNCR系統(tǒng)。

　　結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我們想水泥企業(yè)提出以下幾點(diǎn)建議：

　　1. 盡量避免使用SCR技術(shù)。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)目前并不成熟，而且無(wú)國(guó)內(nèi)沒(méi)有應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在使用的過(guò)程中還容易造成催化劑易堵塞、中毒，給系統(tǒng)帶來(lái)很大的壓損。

　　2. 針對(duì)部分項(xiàng)目，可選擇性采用LNB技術(shù)。LNB技術(shù)的脫硝效率能達(dá)到10~30%，不過(guò)效率太高可能有負(fù)面影響，水泥企業(yè)在使用的過(guò)程中需要針對(duì)性設(shè)計(jì)，使用不當(dāng)也可能使得部分項(xiàng)目無(wú)明顯脫硝效果。

　　3. 面臨環(huán)保壓力，可初期建設(shè)SNCR工程。SNCR工程可以很好的滿足環(huán)保排放的要求，待LNB技術(shù)成熟、積累經(jīng)驗(yàn)后，再可加設(shè)LNB技術(shù)。

　　總結(jié)

　　綜合以上各點(diǎn)分析、建議，我們可以看出，SNCR技術(shù)是目前水泥行業(yè)的脫硝的首選（也可以針對(duì)性的選擇結(jié)合LNB技術(shù)），該技術(shù)的脫硝效率可以達(dá)到60～80%，并將氨逃逸控制在10ppm以內(nèi)，很好的滿足環(huán)保排放的要求。

　　水泥行業(yè)如果采用SNCR脫硝系統(tǒng)最好使用氨水作為還原劑，但是要注意設(shè)置完善的安全措施。企業(yè)在考慮脫硝成本的時(shí)候，也不要只考慮投資成本，更要考慮運(yùn)行成本，運(yùn)行成本作為持續(xù)性投入，比投資成本更重要，應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)約運(yùn)行成本。

　　無(wú)論水泥企業(yè)最終采訪的是進(jìn)口技術(shù)還是國(guó)產(chǎn)技術(shù)，都應(yīng)該把設(shè)備配置水平（采用進(jìn)口在線儀表）、相