国外水泥高效SNCR技术及其NH3排放案例

国外水泥最严厉的NOx排放限制比我国很多地区都还要高，按照我国很多企业或技术公司的经验，这个NOx排放很容易就能实现，但是为什么国外NH₃排放限制这么宽松呢?为什么还有很多水泥企业上SCR脱硝呢(据不完全统计目前已经有9家企业使用了SCR，另外有10家企业正在实施或者做方案)?原因就是NH₃排放。NH₃排放，而不是NOx排放，使得国外很多水泥企业不得不使用SCR。

今天分享一个国外水泥行业高效SNCR(HE-SNCR)的案例(这个企业采用高效SNCR的原因也是为了避免上价格昂贵的SCR)，主要论述其氨排放问题。

高效SNCR，是通过①优化还原剂喷嘴位置及多级喷射，②在线对喷射区域的温度场和气流场进行CFD模拟(见下图 )，③复杂的多变量控制系统等举措，在 7 d的试验中，每半小时NOx平均浓度基本可控制在 150~250 mg/ Nm³ ,每天NOx平均浓度可控制在 190 mg/Nm³。

图片来源于文献：Goedecke B， Locher D， Matheis R， et al. High efficiency SNCR for non-calciner kilns - Potentials and limits [C]//Proceedings 7th international VDZ congress process technology of cement manufacturing， Verlag Bau+ Technik， Düsseldorf. 2013：64-68.

在使用高效SNCR之后，基本可以实现NOx控制在200 mg/Nm³以下的目标，NH₃排放日平均值基本也能够控制在30mg/Nm³以下，但是每半小时的平均值最高可以达到120 mg/Nm³，如下图所示。

图片来源于文献：Goedecke B， Locher D， Matheis R， et al. High efficiency SNCR for non-calciner kilns - Potentials and limits [C]//Proceedings 7th international VDZ congress process technology of cement manufacturing， Verlag Bau+ Technik， Düsseldorf. 2013：64-68.

这个数据还只是针对该企业的一条预热器窑，对于另外一条预分解窑NH₃排放的问题显然更加突出，因为预热器窑具有喷氨位置截面积小、混合均匀等好处，使得SNCR效率更高。

另外一条预分解窑采用高效SNCR后的数据如下图。红色框的第一行是NOx的控制目标，第二行是NH3排放值，第三行是氨氮摩尔比。

图片来源于文献：Goedecke B， Locher D， Matheis R， et al. High efficiency SNCR for non-calciner kilns - Potentials and limits [C]//Proceedings 7th international VDZ congress process technology of cement manufacturing， Verlag Bau+ Technik， Düsseldorf. 2013：64-68.

从上面图片可以看出，一控制350 mg/Nm³的NOx排放氨氮摩尔比就需要2.5，说明其高效SNCR并不高效;二氨氮摩尔比为2.5时，氨排放达到了73.6 mg/Nm³，即使最后一列氨氮摩尔比为1.6时，其氨排放也有52.6 mg/Nm³。

而我国家水泥行业氨排放限制是10 和 8 mg/Nm³。