摘 要

水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。目前，我国新型干法水泥主要技术经济指标已接近或达到世界先进水平，在全球水泥行业中占有重要地位。作为世界水泥生产第一大国，我国水泥产量多年世界第一。但水泥行业是资源能源消耗型行业，在消耗大量能源资源的的同时，会排放大量的二氧化碳和氮氧化物、二氧化硫、粉尘等空气污染物。水泥生产中，空气中氮气分子在高温下燃烧氧化与燃料中N元素、O元素反应形成的NO_x，随废气排放将造成严重的环境污染。作为火力发电和汽车尾气排放之后的第三大NO_x排放来源，水泥行业脱硝技术的研究是“十二五”氮氧化物减排的重要领域。

在水泥行业脱硝技术中，选择性非催化还原技术（SNCR）由于其成本较低，脱硝效率较高等优势在国际上得到了深入和广泛的研究，并大量运用于水泥生产。按照欧盟综合污染预防与控制（Integrated Pollution Prevention and Control，IPPC） 指令，SNCR 工艺被认为是目前可用于水泥工业回转窑上的最好技术。

SNCR脱硝技术是不使用没有催化剂的条件下，在850~1050℃的温度窗口向窑炉特定区域中喷入氨水，尿素等还原剂，喷入的还原剂与NO_x发生还原反应，生成无污染的N₂和H₂O。

本设计为带选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术5000t/d熟料预分解窑生产线总体与窑尾设计。通过SNCR技术将NO_x控制在排放标准内，实现水泥产业的减排。为计划安装SNCR系统的水泥厂提供借鉴和依据。

关键词：水泥行业；氮氧化物；脱硝；选择性非催化还原

Abstract

Cement materials is one of three fundamental building industry materials, it is so widely used in the construction industry that it is called “the Grain in the construction industry”. Now, the technical and economic index of new dry process cement in China that play an important role in cement industry around the world have been closed to or reached the advanced world levels. However, cement industry is a resource and energy consumption industry, which will emit amounts of air pollutants like carbon dioxide, nitrogen oxide(NO_x), sulfur dioxide, dust and so on. In the production of cement, nitrogen in the air oxidized in high temperature react with nitrogen and oxygen in the fuel, forming NO_x that heavily pollut environment_. The research of denitrification technologies in cement indusry is an important field of 12th Five-Year Plan.

Beacause of the lower costs and higher denitrification efficiency among the denitrification technologies in cement indusry, Selective non catalyst reduction(SNCR) have been studied intensively and widely in the world, and widely used in cement indusry. Following the instruction of Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC), SNCR is regard as Best Available Control Technology (BACT) in present.

The process of SNCR can be state that ammonia (NH3) or urea is injected at a point in the process characterized by a suitable temperature window between 850 and 1050 °C without catalysts, the addition oxygen from combustion air and reducer selectively react with NO_x forming N₂ and H₂O.

The aricle is about nissan 5000 tons of cement clinker decompose kiln preheater process and kilnoutlet design with SNCR. It is able to meet stringent regulations with the design. And it offers references and experiences for plants that plan to install SNCR system.

Key words: cement industry; nitrogen oxide; denitrification; Selective non catalyst reduction

目 录

1 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2水泥工业脱硝技术 2

1.3水泥工艺设计的目的与意义及内容 4

2 设计基础 5

2.1 设计题目 5

2.2 基本参数 5

2.2.1 原、燃料化学成分 5

2.2.2 原、燃料水分 5

2.2.3煤的工业分析 5

2.2.3 煤的元素分析 6

2.3 建厂条件 6

2.3.1 建厂地理气象条件 6

2.3.2 主要建厂条件 6

3 全厂平衡计算 7

3.1 全厂生产规模 7

3.1.1 生产规模 7

3.1.2 产品品种 7

3.2 配料计算 7

3.2.1 配料计算 7

3.3 全厂物料平衡计算 9

3.3.1 物料平衡计算在设计中的作用 9

3.3.2 物料平衡计算 9

3.4 全厂主机平衡计算 15

3.4.1 主机设备的确定 15

3.5 全厂储存库、堆场计算 20

3.5.1 物料的储存期 21

3.5.2 储存设施的选择 21

4 烧成系统窑尾工艺设计 30

4.1 物料平衡和热量平衡计算资料 30

4.2主要参数 31

4.2.1 原始数据 31

4.2.2相关参数 31

4.2.3 计算依据 32

4.3 物料平衡和热量平衡计算 32

4.3.1物料平衡计算收入项目 32

4.3.2 物料平衡计算支出项目 35

4.3.3 热量平衡计算收入项目 37

4.3.4 热量平衡计算支出项目 39

4.4 系统各部位烟气量平衡计算^[15~17] 41

4.4.1 选定相关参数 41

4.4.2 单位烟气量计算 42

4.4.3 系统各部烟气量的计算 43

4.5 主要设备选型计算 47

4.5.1 分解炉 47

4.5.2 悬浮预热器 47

4.5.3 附属设备的选型 51

4.6 排气烟囱选型 52

6 熟料冷却 53

7 SNCR系统设计 54

7.1 SNCR脱硝工艺流程简述 54

7.2 SNCR脱硝系统组成 54

7.2.1 还原剂储存与供应模块 54

7.2.2 软化水模块 54

7.2.3 混合模块 54

7.2.4 喷射系统 55

7.2.5 电气控制系统 55

7.2.5.1 脱硝装置控制方式与自动化水平 55

7.2.5.2 控制系统的控制范围 55

7.3 主要设计参数 56

结 论 57

致 谢 58

参考文献 59