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理論計(jì)算水泥企業(yè)的氨逃逸

水泥窯爐與污染物減排學(xué)習(xí)日記 · 2019-01-11 14:19

  氨逃逸特指因SNCR使用而引起的NH3排放。理論計(jì)算氨逃逸的依據(jù)是,脫一定NOx需要的氨水用量是多少,而實(shí)際噴入的氨水量是多少,那么多余的這部分氨水折合成NH3濃度會(huì)有多少。

 ?。?)不考慮氨水噴入分解爐后自身的氧化

  計(jì)算條件:產(chǎn)量5500t/d

  煙囪位置煙氣量:45.8萬 Nm3/h

  初始NOx濃度: 800 mg/Nm3 (@10% O2濃度,以NO2計(jì),假設(shè)NOx全部為NO)

  SNCR使用后NOx濃度:200 mg/Nm3 (同上)

  氨水濃度:20%(以質(zhì)量計(jì))

  氨水密度:920 kg/m3

  基于這些條件,在假定噴入的氨全部與NOx反應(yīng),且反應(yīng)完全的基礎(chǔ)上,可以計(jì)算出理論的氨水用量為508 kg/h,即552 L/h。

  假如某企業(yè)氨水用量分別為 600 L/h,800 L/h, 1000 L/h。那么對應(yīng)的理論氨逃逸濃度分別是多少呢?計(jì)算過程及結(jié)果如下圖所示。

  由上圖可以看出,當(dāng)實(shí)際氨水用量為600 L/h時(shí),逃逸NH3將達(dá)到19 mg/Nm3,而噴入的氨水如果達(dá)到1000 L/h時(shí),逃逸的NH3將達(dá)到180 mg/Nm3,與NOx的排放相當(dāng)。

 ?。?)考慮氨水噴入分解爐后自身的氧化

  由于SNCR是選擇性脫硝,大部分氨水在與NOx發(fā)生反應(yīng)的同時(shí),也會(huì)有部分氨水在噴入分解爐后甚至氧化為NO,而被氧化后的NO還需要額外的氨水來還原。

  在此分別假設(shè)氨水噴入后的氧化率為5%、10%和15%,即分別有5%、10%和15%的氨水噴入后被氧化,那么此時(shí)的氨逃逸會(huì)降低到多少?

  首先計(jì)算實(shí)際噴氨量為600 L/h的情況。如下圖所示。

  紅色括號的數(shù)字表示符號,也就是說此時(shí)噴入的氨水不夠還原這么多NOx,換句話說就是不可能達(dá)到200 mg/Nm3以下的NOx排放濃度。那么假如沒有氨逃逸,在氧化率為5%、10%和15%的情況下,噴入氨水依舊為600 L/h的時(shí)候,NOx最低能降低到多少呢?

  計(jì)算表明,如果氧化率為5%,那么煙囪排放的NOx最低213 mg/Nm3;氧化率10%,NOx最低為279 mg/Nm3;氧化率為15%,NOx最低為344 mg/Nm3。

  那么如果實(shí)際噴氨量為800 L/h時(shí),NH3逃逸會(huì)有多少呢?如下圖所示。即使氧化率達(dá)到10%,NH3逃逸依然有35 mg/Nm3,;如果氧化率只有5%,那么NH3逃逸理論可達(dá)67 mg/Nm3。

  那么如果實(shí)際噴氨量為1000 L/h時(shí),NH3逃逸會(huì)有多少呢?如下圖所示。即使有15%的氨水發(fā)生氧化,氨逃逸依然可以達(dá)到59 mg/Nm3;如果氧化率只有5%,氨逃逸可高達(dá)140 mg/Nm3。

 ?。?)討論

  從以上結(jié)果可以看出,水泥企業(yè)氨逃逸不容小覷,甚至有些企業(yè)氨逃逸比NOx排放濃度還高,造成的污染可能比不脫硝還厲害。

  當(dāng)然,生料磨本身具有吸附NH3的效果,但是如果吸附的NH3不從水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中移除,最終仍然會(huì)從煙囪處排放的,因此從長期來看影響并不大。

編輯:余婷

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