鐘曉雨：水泥行業(yè)應用SNCR脫硝工藝五點建議

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

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

　　建議一：排放濃度，脫硝效率及氨逃逸的平衡

　　鐘曉雨在報告中指出，現(xiàn)在對SNCR系統(tǒng)脫硝，人們一般是三種觀點：1. SNCR系統(tǒng)脫硝效率可高達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；

　　但是實際的現(xiàn)狀是，就脫硝率而言：40%效率是針對火電廠SNCR，火電領域是最先運用SNCR技術，在2006、2007年，闞山電廠2×600MW、利崗電廠2×600MW均使用了這項技術，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)的實際使用效果，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，迄今為止，中國水泥行業(yè)有10-20個脫硝項目投運，大多采用SNCR技術，脫硝效率40～80%，排放濃度100～450mg/Nm³。

　　基于企業(yè)對氨逃逸方面的擔心，鐘曉雨表示氨逃逸先經(jīng)過生料磨吸收，達到空預器的逃逸氨濃度更低。低于10ppm對水泥設備影響極小，可以忽略不計。

　　綜上，SNCR技術在水泥行業(yè)的實際設計運用當中應該做大以下三點：

　　1. 設計排放濃度為200～300mg/Nm³。國家的排放標準在400～500mg/Nm³ ，重點地區(qū)可能執(zhí)行更嚴格的地方標準。脫硝系統(tǒng)設計需考慮國家標準和地方標準。采用全自動控制，設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降低運行成本。

　　2. 脫硝率60～80%。脫硝率并不能實時監(jiān)控，設計時NOx初始值的選取必須具有代表性；目前國內(nèi)泥項目氮氧化物初始濃度為600-1200mg/Nm³，達到排放標準（預測新標準300-500mg/Nm³）所需的脫硝率約為40-75%。

　　3. 氨逃逸10ppm 。太低（如3ppm）技術實現(xiàn)困難；太高對附屬設備影響大，運行成本高。

　　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。各方對這兩種還原劑的態(tài)度觀點也不一致。有觀點認為氨水是炸彈，易造成安全事故，運輸也不方便；而尿素絕對安全，化學穩(wěn)定性好，運輸也方便。但是，尿素在水泥行業(yè)脫硝效率并不好，只能達到40%；脫硝系統(tǒng)的運行成本比氨水系統(tǒng)高很多，并且操作不方便。

　　從技術方面來說，由于尿素是固態(tài)的，分解過程包括兩個工序：表面水溶液蒸發(fā)和顆粒分解斷裂產(chǎn)生氨基；而氨水溶液在離開噴嘴時已經(jīng)被高度霧化，可以直接產(chǎn)生氨基，參與反應。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60～80%，遠超過尿素的40%；其次，氨水的利用率高，最高可達50～70%，尿素最高僅有30%；再次，運行成本低，氨水比尿素低30～50%。

　　2. 無需設置尿素/氨水可切換系統(tǒng)。尿素系統(tǒng)相對比較復雜，需設置溶解系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、伴熱系統(tǒng)等；增加切換系統(tǒng)還會提高初期的造價，后期的系統(tǒng)運行維護也會變得復雜；最主要的是尿素、氨水系統(tǒng)設備幾乎不能共用，白白增加投資成本。

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

　　建議三：投資成本和運行成本的平衡

　　近期，水泥脫硝市場出現(xiàn)了以下現(xiàn)象：

　　1.合同額，從800萬到200萬均有；

　　2.運行成本，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)150萬噸孰料。以7元/噸孰料，SNCR系統(tǒng)一年的運行成本為1050萬人民幣。

　　3.為了占領市場，獲得水泥行業(yè)脫硝業(yè)績，許多項目投標過程中已開始出現(xiàn)了類似于火電行業(yè)中期脫硫低價競標的趨勢。2005年3月，時任國電龍源環(huán)?？偨?jīng)理的徐鳳剛撰文指出：當時真正投入運行的脫硫裝置不足項目總額的8%，能夠正常運行兩年的更是屈指可數(shù)。在投運的裝置中，有的從投運第一天起就沒有間斷過改進和維修，更有公司飽嘗一年施工、兩年維修的慘痛教訓。

　　結(jié)合以上三點，我們的結(jié)論是：

　　1. 經(jīng)計算，一條5000噸/天SNCR系統(tǒng)運行費用（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，一年的運行費用約500萬左右。其中，氨水的消耗費用占95%以上。

　　2.水泥企業(yè)應該更關注運行成本，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，不要重蹈大多數(shù)脫硫工程無法正常運行的老路。

　　平衡點四：進口技術和自主研發(fā)的平衡

水泥企業(yè)選擇脫硝技術的標準

　　關于水泥行業(yè)脫硝技術，是使用國外的先進技術，還是支持國內(nèi)自主研發(fā)，個水泥企業(yè)觀點不一：

　　1.有的企業(yè)認為，國外有超過25年的SNCR技術應用經(jīng)驗；技術非常成熟；而且國外的脫硝技術都是基于水泥工藝發(fā)展起來，比較切合水泥廠的需求，同時國外技術漫長的發(fā)展史也創(chuàng)造了很多不俗的業(yè)績；

　　2.當然，也有國內(nèi)企業(yè)認為，國內(nèi)自主研發(fā)的脫硝技術，既然可以在火電、熱電領域成熟應用，也一定可以進一步拓展到水泥領域；目前，國產(chǎn)的設備已經(jīng)很可靠，質(zhì)量不會有問題，同時，由于是國產(chǎn)，設備的貨期短、采購容易、投資更低、縮短了工期，重要的是，后期運行維護很方便。無論引進技術還是自主研發(fā)，做好工程是唯一目的。

　　正是基于這兩個不同的觀點，我們認為應該以正確的態(tài)度對待進口技術和自主研發(fā)。國外技術確實某些方面領先于國內(nèi)，但是在引進的過程中需要考慮本地化實施的問題：是不是可靠的、符合資質(zhì)的合作單位和安裝單位；是不是可靠的項目執(zhí)行團隊和售后服務團隊；能不能處理好國外/國內(nèi)差異點，包括水泥窯工藝、監(jiān)管要求差異、還原劑品質(zhì)差異。而國內(nèi)自主研發(fā)也有扎實的基本功，不斷積累掌握脫硝技術，不能一蹴而就，這是個需要下苦功夫長期積累的過程。無論采取那一種，都應該在技術協(xié)議中標明消耗量/運行成本等，并可制定配套的懲罰條款。

　　在工期上，我們經(jīng)過嚴格的計算，認為工期為4個月比較合適，即設計、采購周期3個月，安裝和調(diào)試1個月，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個月甚至更短，這是很不合理的。

　　最后，無論是使用國內(nèi)自主技術還是引進國外的先進技術，可靠的、能連續(xù)運行的儀器儀表都是關鍵，我們建議脫硝和SNCR裝置中的關鍵設備采用進口，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三種技術各項數(shù)據(jù)比較

　　目前國內(nèi)比較主流的脫硝技術包括LNB、SNCR、LNB-SNCR聯(lián)合技術、無SCR業(yè)績。

　　常見的LNB系統(tǒng)主要包括：三次風管調(diào)整和改造、C4筒下料調(diào)整、煤粉儲存、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)合實際經(jīng)驗，我們想水泥企業(yè)提出以下幾點建議：

　　1. 盡量避免使用SCR技術。因為這項技術目前并不成熟，而且無國內(nèi)沒有應用經(jīng)驗，在使用的過程中還容易造成催化劑易堵塞、中毒，給系統(tǒng)帶來很大的壓損。

　　2. 針對部分項目，可選擇性采用LNB技術。LNB技術的脫硝效率能達到10~30%，不過效率太高可能有負面影響，水泥企業(yè)在使用的過程中需要針對性設計，使用不當也可能使得部分項目無明顯脫硝效果。

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

　　總結(jié)

　　綜合以上各點分析、建議，我們可以看出，SNCR技術是目前水泥行業(yè)的脫硝的首選（也可以針對性的選擇結(jié)合LNB技術），該技術的脫硝效率可以達到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，但是要注意設置完善的安全措施。企業(yè)在考慮脫硝成本的時候，也不要只考慮投資成本，更要考慮運行成本，運行成本作為持續(xù)性投入，比投資成本更重要，應該優(yōu)化設計，節(jié)約運行成本。

　　無論水泥企業(yè)最終采訪的是進口技術還是國產(chǎn)技術，都應該把設備配置水平（采用進口在線儀表）、相