[發明專利]利用處置污泥來降低氮氧化物的方法

無效

• 申請號: 201210384643.1
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102923923A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 蔡金山;熊運貴;曾文飛;王義春;劉海民;張科
• 申請（專利權）人: 北京水泥廠有限責任公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;F23G7/00
• 代理公司: 北京同匯友專利事務所(普通合伙) 11136
• 代理人: 高云瑞

技術領域

本發明涉及一種處置污泥的方法，具體涉及一種利用處置污泥來降低水泥窯尾氣中的氮氧化物的方法。

背景技術

氮氧化物在大氣中主要是以一氧化氮和二氧化氮平衡共存。氮氧化物會引起多種呼吸道疾病，是形成光化學煙霧的主要污染物，也是形成酸雨的主要酸性物質之一。二氧化硫和氮氧化物還能形成無機鹽的細顆粒物，加重空氣中的細顆粒物污染。而水泥企業已經成為繼火力發電，汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。目前，我國擁有水泥企業近5000家，產量已連續多年位居世界首位。2010年全國累計水泥總產量18.7億噸，排放氮氧化物207萬噸，占全國工業排放總量的17％，控制和治理氮氧化物污染已迫在眉睫。

根據GB4915-2004的相關規定，水泥企業氮氧化物(以NO₂計)，排放濃度上限為800mg/m²(標)。目前國內運行的新型干法水泥窯氮氧化物排放濃度尚缺乏系統的統計數據，根據一些不完全的監測數據顯示，大約在800mg/Nm³～1600mg/Nm³左右。

在我國新型干法水泥回轉窯上常用的氮氧化物控制技術：一是優化窯和分解爐的燃燒制度；二是改變配料方案，摻用礦化劑以求降低熟料燒成溫度和時間，改進熟料易燒性；三是采用低氮燃燒器；四是在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術。從目前我國水泥工業氮氧化物控制技術的使用情況來看，除一些水泥窯采用了低氮燃燒器設計，以及部分新型干法窯通過控制分解爐產生還原性氣氛削減氮氧化物排放外，基本未采取任何控制措施。

隨著國家將氮氧化物的削減正式提上日程，環境保護部相關負責人曾在此之前表示，要對水泥行業實行氮氧化物總量控制。未來，環境保護部將把氮氧化物作為批準新建項目的前置條件，新建項目必須安裝高效脫硝裝置；大規模地推行干法水泥脫硝改造。為鼓勵企業脫硝，本著保本微利的原則，環境保護部將會同有關部門出臺脫硝優惠電價政策，實行節能減排發電調度。

國內外應用和正在研究開發的一些煙氣氮氧化物脫除技術，其中包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、等離子體活化法、生物法以及微波法等，低NOx燃燒技術主要包括：優化窯和分解爐的燃燒制度，維持窯系統運行的穩定；改變配料方案，摻用礦化劑降低熟料燒成溫度和時間，改進生料易燒性；采用低NOx燃燒器、低NOx分解爐等先進設備；在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術等技術。目前應用較多的是選擇性催化還原法(SCR)，選擇性非催化還原法(SNCR)，低NOx燃燒器，分解爐分級燃燒技術。電子束或電暈放電法成本較高，生物法、微波法等正處于試驗階段，但前景較廣闊。

選擇性催化還原(SCR)是最早實現工業化應用的氮氧化物脫除技術，其過程要求嚴格控制NH₃/NO比率。SCR脫氮原理是利用NH₃和催化劑(鐵、釩、鉻、鈷或鉬等堿金屬)在溫度為200～450℃時將NOx還原為N₂。NH₃具有選擇性，只與NOx發生反應，基本上不與O₂反應，所以稱為選擇性催化還原脫氮。SCR技術的脫氮率能達到90％以上。目前該技術已在日本、德國、北歐等國家的燃煤電廠廣泛應用目前已達500余家(包括發電廠和其他工業部門)。德國于20世紀80年代引進SCR技術，并規定發電量50MW以上的電廠必須配備SCR系統，其火力發電廠的煙氣脫氮裝置中SCR大約占95％。

與SCR法相比，選擇性非催化還原法(SNCR)除不用催化劑外，基本原理和化學反應基本相同。SNCR法通過在煙道氣中產生的氨自由基與NOx反應，以去除NOx。因沒有催化劑作用，反應所需溫度較高(900～1200℃)，溫度控制是關鍵，以免氨被氧化成氮氧化物。該法的優點是不需催化劑，投資較SCR法小(投資費用15美元/Kw)。但氨液消耗量大，NOx的脫除率也不高。日本部分電廠采用了SNCR法。但目前大部分鍋爐都不采用此法，主要原因是：效率不高、反應劑和運載介質的消耗量大、氨的泄漏量大及生成的(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄會腐蝕和堵塞設備。