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掺烧污泥下水泥窑炉NOx超低排放与氨逃逸优化研究

掺烧污泥下水泥窑炉NOx超低排放与氨逃逸优化研究

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作者：沈康华南理工大学

学位级别：硕士

水泥窑炉NO排放量大及氨逃逸严重一直是困扰企业的重大环保问题,在水泥分解炉安装SNCR脱硝系统并掺烧市政污泥是一条解决此问题的新途径。同时,湿法脱硫系统对窑尾烟气中逃逸氨具有很强的脱除能力,能够有效降低烟囱出口处NH排放浓度,本... 详细信息

水泥窑炉NO排放量大及氨逃逸严重一直是困扰企业的重大环保问题,在水泥分解炉安装SNCR脱硝系统并掺烧市政污泥是一条解决此问题的新途径。同时,湿法脱硫系统对窑尾烟气中逃逸氨具有很强的脱除能力,能够有效降低烟囱出口处NH排放浓度,本文的研究成果为水泥工业烟气氨逃逸治理提供了一条有效的途径。目前各省市通过政策引导水泥工业大气污染物排放标准向超低排放标准发展,为了使NO排放浓度达到排放标准,水泥厂在实际运行中通常采用喷入大量的氨水即提高氨氮摩尔比(NSR)来提高效率,氨逃逸量逐渐增大。针对水泥工业NO超低排放及其在超低排放标准下的氨逃逸问题,本文做了以下研究:(1)本课题以广东省某大型水泥生产线烟气处理系统为研究对象,开展了基于掺烧市政污泥的NO超低排放下氨逃逸优化试验研究,通过调整氨氮摩尔比、反应温度窗口和污泥掺烧比寻找水泥窑炉NO排放及氨逃逸的变化规律。(2)提出了利用湿法脱硫系统脱除窑尾烟气中的逃逸氨从而实现水泥工业烟气氨排放达标的方法。通过建立脱硫塔内氨吸收的物料平衡关系式可知,氨脱除效率主要受液气比、脱硫浆液p H值及浆液中氨氮浓度影响。在水泥窑尾湿法脱硫系统进行试验,研究湿法脱硫系统液气比、脱硫浆液p H值及浆液中氨氮浓度影响对气态NH脱除效率的影响规律。(3)提出了利用篦冷机熟料余热将水泥炉窑脱硫废水蒸发以实现其零排放的方法,并研究了脱硫废水在篦冷机雾化蒸发对烟气温度、NO浓度、氨逃逸率和烟气粉尘浓度的影响。得出以下主要结论:(1)在对脱硝系统喷氨方式进行优化并掺烧市政污泥后,窑尾烟气NO排放浓度和逃逸氨浓度均得到明显下降;对比优化前后NO排放浓度在100 mg/m时的氨水消耗量可知,优化后NSR由2.7降至1.6,理论上减少了逃逸出脱硝系统的NH质量浓度;在污泥掺烧比为0.024、NSR为1.6工况下,NO排放浓度由优化前的120mg/m降低至89 mg/m,逃逸氨质量浓度由38 mg/m降低至21 mg/m。(2)在脱硝效率为50%-70%阶段,在降低氨逃逸量方面,增大污泥掺烧比的运行方式优于增大NSR的运行方式;(3)湿法脱硫系统浆液的洗涤作用能有效脱除水泥窑炉脱硝系统的逃逸氨,增大液气比、降低浆液p H值和降低浆液氨氮浓度有利于提高氨脱除效率;(4)脱硫废水在篦冷机处蒸发可实现脱硫废水零排放并降低窑尾烟气NO排放浓度;脱硫废水在篦冷机蒸发有利于减少SNCR系统的喷氨量,从而减少了氨逃逸率;随着脱硫废水喷入量的增加NO排放浓度逐步减小,当废水喷入量在5.5 m/h工况下NO浓度达到最低值。(5)脱硫废水在篦冷机高温段蒸发有利于解决烟囱中的氨逃逸问题,在篦冷机高温段处喷入脱硫废水可以降低脱硫塔浆液池内氨氮的浓度,从而使烟囱氨逃逸浓度由3.86 mg/m降低至1.25 mg/m。本文的研究成果可为掺烧市政污泥下水泥窑炉NO超低排放及解决氨逃逸问题提供技术参考。

关键词：氨逃逸掺烧市政污泥 NOx 脱硫废水水泥分解炉

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