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綠色低碳發展優秀實踐案例：水泥窯煙氣中低溫中塵SCR脫硝技術改造
發布時間：2025-02-15 來源：中國建材機械工業協會
2024年建材機械行業綠色低碳發展優秀實踐案例共選出9項，詳見《關于公布2024年建材機械行業綠色低碳發展優秀實踐案例名單的通知（中建機協［2024］16號）。為充分發揮案例示范效應，加快推進建材機械行業綠色低碳轉型，本公眾號將陸續展示優秀案例內容，歡迎持續關注。本期優秀案例精選：水泥窯煙氣中低溫中塵SCR脫硝技術改造——中材國際智能科技有限公司。
企業概況
中材國際智能科技有限公司（簡稱：中材智科），成立于2001年，是中國建材集團的控股子公司。公司提供包括科研開發、工程設計、咨詢、總承包、裝備成套、智能工廠建設、數字化轉型咨詢、技術改造和生產運維在內的綜合服務。中材智科擁有質量、環境和職業健康安全管理體系認證，是國家高新技術企業。
公司具備日產2500噸至12000噸新型干法水泥生產技術的自主知識產權，以及多項前沿技術。中材智科以創新和先進的工程設計與建設理念，為國內外建材集團如拉法基、海德堡等提供高水平生產線建設服務，項目遍布東南亞、中東、東歐及中國28個省、市、自治區。
主要措施
《水泥工業大氣污染物排放標準》規定，自2022年7月1日起，現有企業需執行氮氧化物排放限值100mg/Nm3，2024年1月1日起降至50mg/Nm3，氨逃逸限值8mg/Nm3。目前，多數水泥企業采用SNCR脫硝技術，但效率低，氨水消耗大，無法滿足新標準。
中材智科技術團隊經過調研某水泥廠，決定采用中低溫中塵SCR脫硝技術方案解決該廠氮氧化物超低排放技改問題。中材智科自主研發了SCR技術包括反應器、清灰系統等，核心是反應器。
技術要點：
SCR反應器入口溫度190~195℃，煙氣成分復雜，SO2含量高，粉塵濃度高。催化劑和吹灰器選型及反應器流場關鍵。采用“一廠一配方”模式，進行催化劑性能試驗，選用高活性催化劑。
脫硝反應器布置在窯尾余熱鍋爐后，煙氣中粉塵減少50%，耙式和聲波吹灰器協同工作，保證清灰效果，系統運行壓差平穩。
通過DCS自動化控制，實現吹灰器自定義操作，實時監控催化劑層間壓差，自動增強吹灰頻率，減少中控操作工作量。
SCR脫硝系統運行前，壓縮空氣加熱至催化劑使用溫度，保證反應效率，運行中節約能耗。
設置反應器旁路風管，滿足在線檢修要求，異常工況下，管道增濕噴霧系統確保袋收塵系統正常使用溫度。
新建SCR噴氨系統，精準SNCR耦合SCR智能化噴氨專家系統，降低氨水耗量，實時采集煙氣成分，參與流程控制。
為應對現場布局緊湊，拆除增濕塔，利用框架新建反應器，節約建設場地。
為應對催化劑進口溫度偏低，新接風管至反應器進口，調節閥開度與反應器本體溫度聯鎖，自動控制，確保高效反應溫度區間。
為達到超低排放要求，檢查窯尾余熱鍋爐，封堵泄漏點，調整運行參數，提高SCR催化劑溫度要求，確保SCR系統高催化效率。
為應對煙氣中二氧化硫影響，預熱器旋風筒新增噴氨點，減少氨水損耗，節省脫硝氨水用量。
主要創新點：
流場均布技術，通過仿真軟件優化反應器內流場，提高脫硝效率，獲得實用新型專利。
采用智能化耙式和聲波吹灰技術，實現自動控制，提高操作靈活性和吹灰效果，獲得實用新型專利。
采用預熱器C1高溫旁路風管技術方案，提高SCR系統運行可靠性。
采用中低溫SCR耦合SNCR脫硝技術，通過專家系統自動調節噴氨量，節省氨水用量，獲得實用新型專利。
采用SCR反應器兼顧管道增濕設計，結構緊湊。
技術特點：
反應器截面接近正方形，避免狹長型，解決“中風不足，邊風過剩”問題。
采用柵格型導流板，多層交錯組合，提高脫硝效率和流場均勻性。
催化劑設計考慮粉塵特性，防堵灰措施，確保不堵灰，催化劑量滿足性能要求。
催化劑模塊化設計，安裝便捷，配有密封組件，防止積灰，密封裝置壽命長。
采用高效吹灰系統，解決催化劑堵塞問題。
采用高效換熱系統，降低系統能耗。
自動化程度高，通過DCS邏輯控制，實現自定義操作，提高設備運行可靠性。
新技術應用場景：
自主研發的水泥窯煙氣中低溫中塵SCR脫硝技術，適應性強，適合國內主流水泥生產線，無需另辟場地，適合場地狹窄生產線技術改造。
實施效果
（一）實際應用效果
低溫中塵SCR脫硝技術在江蘇省某水泥廠5000t/d熟料生產線成功應用，系統穩定運行，氮氧化物排放≤35mg/Nm3，氨逃逸≤5mg/Nm3，滿足環保標準。
項目投運后，水泥廠實現氮氧化物超低排放，具備應對更嚴格環保要求的能力，提高生產效率，節約脫硝氨水消耗，減少氨逃逸，帶來客觀的經濟和環境效益。
經濟效益和環境效益：
改造后氮氧化物濃度穩定在35mg/Nm3以下，氨耗降低51%，某生產線年節約氨水費用361萬元，滿足環保要求，帶來良好環境效益。
社會效益：
某水泥廠窯尾煙氣氮氧化物排放低于國家標準，成為市內超低排放企業，獲得嘉獎，提升公眾環保認知，改善生態環境，為其他企業提供了技術應用參考。
中低溫中塵SCR脫硝技術顯著降低氮氧化物排放，滿足《重污染天氣重點行業應急減排措施制定技術指南》要求，推動水泥產業升級，促進可持續發展。
本技術的推廣情況：
中材智科專注于煙氣脫硝技術及裝備研發，擁有9項專利，自2023年起在多個規模熟料水泥生產線應用案例。
中材智科在中低溫中塵SCR脫硝技術領域擁有多項自主研發技術，結合數字化、智能化，提高裝備性能，節能減排，降低企業成本，獲得用戶好評。
