水泥窑烟气汞排放特征的研究

对4个生产规模分别为3 200、4 000t/d的水泥窑烟气中汞排放浓度进行测试,并计算水泥窑烟气汞排放系数。结果表明,水泥窑窑尾除尘后,烟气汞的排放质量浓度为13.70~66.85μg/m3,汞的脱除率为55.55%~80.65%,窑尾除尘后汞排放系数为79.91~206.57mg(以每吨熟料计)。水泥窑烟气汞排放系数与规模、原料有关。     

浙江省水泥行业脱硝现状调查及运行管理建议

简要介绍了浙江省水泥熟料生产线的区域性分布特征、NOX排放情况及影响NOX排放的主要因素。重点描述了浙江省水泥行业烟气脱硝(以下简称水泥脱硝)现状,其中包括浙江省对水泥行业的脱硝要求,NOX排放标准的选取,以及各地市水泥脱硝设施的建设、运行现状等。若浙江省所有水泥熟料生产线脱硝设施投入运行,预计浙江省水泥行业可形成NOX减排能力3.95万t/a。最后,总结了浙江省水泥脱硝工作在推进过程中存在的问题,并提出了合理建议。     

水泥窑烟气SNCR脱硝技术喷射系统的关键问题

喷射系统是水泥窑烟气SNCR脱硝技术的重要组成部分,对日产5 kt新型干法水泥烟气SNCR脱硝项目中的喷射系统进行了设计和实验研究.结果表明,系统压力设计、分配调节设计、喷枪布置和喷枪雾化能力是影响烟气脱硝效率的关键因素.在氨水质量分数为13.5％,喷入点温度904℃,n(NH3) /n(NH3)为1.2条件下,系统压力能够稳定运行在0.3～0.6 MPa之间、喷枪雾化颗粒度平均直径在50μm左右、喷枪在分解炉上的垂直安装角度为75°时烟气NOx浓度由原来的720 mg/Nm3降低到206 mg/Nm3,脱硝效率能达到70％,远低于水泥工业大气污染物排放标准的限定要求.对同类新型干法水泥熟料生产线SNCR脱硝技术有一定的参考意义.     

水泥窑协同处置危险废物的烟气污染物排放特性研究

水泥窑协同处置技术能够有效地缓解危险废物(以下简称危废)的处置压力,是一项很有发展前景的危废处置技术。通过监测两座典型的新型干法水泥窑在协同处置危废时窑尾烟气中烟尘、SO2和NOx等污染物的排放浓度,评价两条水泥生产线在协同处置危废时污染物排放浓度能否达标。监测结果表明,水泥窑协同处置危废时烟气污染物浓度均低于《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB 30485—2013)规定的排放限值。同时,两座水泥窑烟气中烟尘、SO2、NOx和HF等污染物的排放因子均低于我国新型干法水泥窑污染物排放的平均值,表明两条水泥生产线窑尾烟气净化系统运行良好。此外,还研究了水泥窑协同处置危废前后二噁英排放毒性当量浓度的变化情况。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对烟气污染物排放及熟料品质的影响

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料(RDF)可以实现垃圾资源化利用,但需确保不会造成烟气污染物排放超标或使水泥熟料品质受影响。研究了国内某水泥厂新型干法水泥窑协同处置RDF前后烟气污染物排放及水泥熟料品质变化的情况。结果表明,水泥窑协同处置RDF的烟气中SO_2、NO_x、NH_3、HCl和HF的排放均符合《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)。重金属与二噁英的含量相比于协同处置RDF前虽略有升高,但仍低于《水泥窑协同处置固体废物污染物控制标准》(GB 30485—2013)的排放限值。协同处置RDF基本不影响水泥熟料的矿物组成,抗折强度和抗压强度相比掺加RDF前有所提高,并且符合《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)的中普通硅酸盐水泥的52.5R强度等级要求,安定性合格率提高至100.0%。协同处置RDF的水泥熟料中Cu、Cd、Cr、Pb、As、Ni的浸出浓度远小于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760—2014)的标准限值。总之,水泥窑掺烧RDF对烟气污染物排放和熟料品质的影响较小,甚至可以提高水泥熟料的某些品质。     

水泥窑协同处置村镇生活垃圾

针对位于新型干法水泥厂附近且生活垃圾收运较为困难的村镇,提出了一种利用新型干法水泥窑协同处置垃圾的简易模式。实验将预处理后的村镇生活垃圾定量喂入水泥窑系统中,并对比了掺烧20、50和80 t村镇生活垃圾前后,水泥熟料品质、窑系统工况以及污染物排放的情况。结果表明:实验期间在80 t范围内,生活垃圾的掺烧使水泥熟料抗压强度最多降低3 MPa,但仍符合国家标准;对水泥窑衬结皮和窑工况稳定性基本没有影响;同时对水泥窑系统污染物排放量无负面影响,烟气中二恶英的含量为0.004 0 ng TEQ/m3,远远低于国家标准。     

中国大陆地区水泥工业PM_(2.5)排放特征研究

根据水泥工业生产技术、生产过程以及PM_(2.5)排放控制水平,采用排放因子法核算了2013年中国大陆不同省份水泥工业PM_(2.5)排放量。估算结果表明:2013年中国大陆地区水泥工业PM_(2.5)排放总量为476.6万t,其中京津冀及周边7省份(包括北京、天津、河北、山东、山西、内蒙古、河南)的PM_(2.5)排放量合计占排放总量的21.3%;熟料水泥生产企业PM_(2.5)排放量占排放总量的73.1%,水泥磨站的PM_(2.5)排放量占26.9%;有组织PM_(2.5)排放量为307.8万t,占排放总量的64.6%,无组织PM_(2.5)排放量为168.8万t,占排放总量的35.4%。     

中国钢铁行业NO_X减排情景预测

钢铁行业是NOX污染减排的重点领域。在预测钢铁行业未来发展趋势的基础上,基于情景分析法,设置3个NOX排放情景,估算出2020年不同情景下钢铁行业NOX排放量及不同控制措施的减排贡献。研究结果表明,未来钢铁行业产品产量的快速上涨加大了NOX减排压力。在不实施额外NOX控制措施的情况下,2020年钢铁行业NOX排放量约为108万t,相比2013年上涨9%。实施钢铁行业NOX排放控制措施可取得显著的减排效果,根据两种控制情景预计NOX的减排比例分别为5%和13%。淘汰落后产能和烧结烟气循环技术是NOX减排的最有效手段。     

基于情景分析的中国大陆SO_2、NO_X排放清单预测研究

采用部门分析法预测基准能源情景(BES)、政策能源情景(PES)和强化政策能源情景(SPES)下中国大陆地区2015、2020年的能源消费需求,结合分部门、分燃料的SO2、NOX排放因子,以及污染控制措施加强导致的排放因子变化,建立2015、2020年SO2、NOX排放清单。结果表明,2015、2020年BES、PES、SPES下SO2、NOX排放量依次减小;在加强污染控制措施的背景下,2020年相比于2015年各情景的SO2、NOX排放量均下降;SO2、NOX排放量在经济部门的分布极不平衡,其中供电、工业部门对SO2、NOX排放量的贡献最大,两部门对SO2排放量的贡献率在80%以上,对NOX排放量的贡献率接近60%,是污染控制的关键部门。     

水泥厂氨排放标准存在的问题及氨排放控制

为控制水泥脱硝工程产生的氨排放问题,中国发布《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)对水泥企业氨排放限值提出明确要求。但水泥脱硝设施同步配套的氨在线检测仪记录数据表明,多数水泥厂脱硝后的氨排放浓度远超过标准限值。为此,对照火电厂相关标准和技术规范,指出了水泥工业氨排放标准和技术规范文件中存在的问题。结合实际检测数据和国外相关文献,确认水泥工业存在"本底氨"排放,水泥原料、协同处理废弃物、生产工况变化是导致本底氨排放的主要原因。选择性非催化还原(SNCR)脱硝设施产生的氨逃逸将增加氨排放浓度,反应温度窗口、停留时间、氨/氮摩尔比(NSR)、喷射方案等均会影响氨逃逸浓度。优化水泥生产工艺、SNCR脱硝工艺或配套选择性催化还原(SCR)脱硝系统等方式可有效控制水泥厂本底氨及氨逃逸。     

水泥窑炉烟气催化还原脱硝技术研究进展

水泥工业是NOx的高排放行业,现有的燃烧控制技术难以满足日益提高的环保要求,因此烟气脱硝技术在水泥工业的应用将势在必行.选择性催化还原(SCR)脱硝技术是脱硝率最高的烟气脱硝技术,在燃煤电厂已有较大规模的应用,但是在水泥工业中的研究和应用相对滞后.简要介绍了SCR脱硝技术工作原理及其在水泥窑炉的应用现状,总结了催化材料研究和应用进展,探讨了水泥窑炉NOx减排用SCR脱硝技术和催化材料的研究方向.     

Ce掺杂TiO2-V2O5-WO3催化剂在水泥窑脱硝中的应用

以经Ce掺杂后的TiO_2-V_2O_5-WO_3催化剂为材料,在新型干法水泥生产线窑尾布袋除尘器后进行了低温选择性催化还原(SCR)脱硝中试试验。结果表明,掺杂Ce降低了TiO_2-V_2O_5-WO_3催化剂的起活温度。当烟气流量为10 000m~3/h(空速约5 000h~(-1))、氨水流量为5L/h、烟气温度超过150℃时,脱硝效率可达50%以上。SCR脱硝系统中,5 000h~(-1)空速设计是可行的。Ce适宜作为TiO_2-V_2O_5-WO_3催化剂低温改性助剂。     

活性炭法烟气脱硫脱硝试验研究

将活性炭法烟气脱硫脱硝工艺和循环流化床技术相结合,在自行设计的试验台上进行烟气同时脱硫脱硝试验。结果表明,活性炭给料量及烟气流量对脱硫脱硝效果的影响较小;在烟气排放温度范围(100～200℃)内,升高温度对脱硝有促进作用,对脱硫有抑制作用;水蒸气对脱硫效果的影响大于脱硝,其最佳工作区域为10%～12%(质量分数);SO2浓度的增加会降低脱硫脱硝效果,而NO浓度的增加对脱硫有促进作用,对脱硝影响不大;当NH3∶NO摩尔比达到1∶1时,可得到最佳脱硝效果,此时工艺的脱硫率>70%,脱硝率>40%。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

SCR脱硝在燃煤电厂超低排放中的适用性分析

通过流场模拟、化学动力学计算、并结合物理实验,全过程研究SCR反应器内烟气组分的动量/能量/质量传递及脱硝还原反应,计算在不同入口NO_x浓度下SCR出口NO_x和氨逃逸的排放量及空间分布,确定SCR在NO_x超低排放要求下的适用范围。研究结果表明,为实现NO_x50 mg·Nm~(-3)并同时满足NH_32.28 mg·Nm~(-3)的要求,2层SCR催化剂可处理的入口烟气NO浓度上限为240 mg·Nm~(-3),而3层SCR催化剂则可对NO浓度380 mg·Nm~(-3)的烟气实施超低排放治理,为合理选择SCR超低排放设计方案提供了数据支撑。     

氧化镁基催化剂及脱硝性能研究

为控制燃烧烟气中NOx的污染,对共混合方法制备的氧化镁基催化剂进行烟气直接催化分解法脱硝实验研究,分析模拟烟气脱硝塔内温度及床层高度及氧气浓度、NO浓度和空速对脱硝效率的影响.研究表明:氧化镁基催化剂可以采用直接催化分解法对烟气脱硝,脱硝率85%～95%,氧化镁基催化吸附剂组成为氧化镁、固化剂、添加剂;脱硝的床层高度4～5 cm,脱硝反应温度130～170℃,烟气空速2 500～3 000 h-1;研究推测出氧化镁基催化剂存在活性缺陷,并对脱硝机理进行了初步分析.     

水泥分解炉掺烧干污泥对NO_x排放的影响

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加而减少。在保持干污泥掺烧量、CO浓度在一定范围内相对不变的情况下,NOx排放浓度随着含氧量的增加而增加,表明在富氧环境下,NOx比较容易生成。在保持干污泥掺烧量、含氧量不变的情况下,NOx排放浓度随着CO浓度的增加而减少,说明在高温环境下,干污泥暴露在烟气中的碳不断与氧反应,加快了干污泥活性炭化的进程,并促使NOx不断被吸附。同时,NOx生成所需的氧被碳原子掠夺,从而使CO浓度增加,并抑制了NOx的生成。     

水泥窑协同处置危险废物的研究现状及其发展

水泥窑协同处置危险废物作为一种新兴的危险废物焚烧处置技术,具有焚烧温度高、停留时间长、处理效果好、改造成本低等多项优势,应用前景广泛。简述了中国危险废物的产生及处理处置现状,介绍了水泥窑协同处置技术,综合国内外最新的水泥窑协同处置危险废物的文献,从熟料性质、水泥质量以及烟气排放等角度综述了垃圾焚烧飞灰、污染土壤、农药废物以及污泥类危险废物这4种典型危险废物在水泥窑中的协同处置情况,分析了每种危险废物在水泥窑中协同处置的可行性,提出了实际应用过程中应该注意的问题,最后提出了未来水泥窑协同处置危险废物的研究思路。     

超低排放背景下燃煤电厂烟气控制技术费效评估

在煤电机组超低排放趋势背景下,煤电企业需积极开展燃煤电厂大气污染物排放控制关键技术研究,快速推进环保升级改造,以期实现低成本下燃煤机组大气污染物的超低排放。基于环境审计中成本效益估算原则,收集实际工程案例投资和运行参数,建立了烟气脱硫、脱硝技术费效数据库,评估了燃煤电厂典型大气污染物控制技术的费用效益。烟气脱硫技术中,循环流化床半干法单位装机容量的系统初投资、年运行费用分别为25.78万、5.68万元/MW,均高于石灰石/石膏湿法。烟气脱硝技术中,选择性催化还原(SCR)技术的效费比仅为1.15,显著低于选择性非催化还原(SNCR)技术(1.63)和SNCR/SCR联用技术(1.36),但SCR技术脱硝效率高达80%,而SNCR技术的脱硝效率仅为30%,因此脱硝技术选型时不宜将效费比作为唯一参考指标。     

铬污染土壤对水泥熟料强度和铬浸出浓度的影响

为探索水泥窑协同处置铬污染土壤(CCS)的可行性,用CCS部分替代硅质原料配制生料,于1 400℃煅烧成熟料,通过化学分析、强度测试、浸提实验及XRD/SEM分析,研究了CCS对生料易烧性、熟料强度及六价铬/总铬(Cr(VI)/∑Cr)浸出浓度的影响。结果表明,CCS能改善熟料烧成,掺量从0到15%,熟料中f-CaO含量略有下降,硬化试体的3 d、28d、90 d强度略有提高。Cr(VI)/∑Cr浸出浓度随CCS掺量增加而增大,但随养护龄期延长而减小;当CCS掺量小于8%时,熟料3 d至90 d水化物的浸出液中,Cr(VI)浓度均低于0.05 mg/L,符合II类地表水环境质量标准限值。铬离子浸出毒性减小是由于铬在熟料矿物和水化产物中的固溶以及水化产物对它的包裹封固作用。研究表明,水泥窑协同处置CCS是一种可行的无害化处理和资源化利用途径。