【摘要】本文介紹了康寧特環(huán)保專有水泥行業(yè)SCR脫硝技術-SCR寬溫高效催化技術，簡稱“KGC”技術。

該技術路線是康寧特公司經過十五年在電力行業(yè)的技術儲備和項目工程經驗積淀并聯(lián)合浙江大學開發(fā)出的一項科技創(chuàng)新工藝，解決了目前市場上水泥熟料生產線低氮燃燒和SNCR工藝技術無法實現(xiàn)的氮氧化物超低排放問題。

【關鍵詞】SCR脫硝、KGC、水泥窯、超低排放

一、前言

1.1.含塵濃度高

早在2000年，歐洲水泥廠安裝的第一套SCR在德國的Solnhofen水泥廠投入使用，至2005年停用。除此以外，歐洲相繼安裝了數(shù)套水泥SCR脫硝系統(tǒng)，取得了應有的效果。2016年8月，康寧特公司正式開始推廣實施水泥行業(yè)煙氣脫硝技術（預除塵+SCR寬溫高效催化技術）。2018年起，各省市相繼出臺水泥窯煙氣氮氧化物超低排放政策，環(huán)保要求進一步收緊，國內水泥窯SCR脫硝工程陸續(xù)開始建設。2018年10月，由康寧特公司推出的首套窯尾煙氣SCR脫硝超低排放改造，在登封市嵩基水泥4500t/d熟料生產線投運。到目前為止，整個脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定，現(xiàn)已完成實施的項目9條。

2、水泥窯SCR寬溫高效催化技術系統(tǒng)組成

SCR寬溫高效催化技術采用高塵布置方式，整個工藝流程大致為：將預熱器C1出口煙氣引至SCR反應器，煙氣中的NOx在催化劑的作用下與噴入系統(tǒng)的氨水發(fā)生化學反應生成氮氣和水，脫硝后的煙氣送回余熱鍋爐進口煙道。整個系統(tǒng)主要包括：氨水輸送系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、SCR反應器系統(tǒng)、聲波吹灰系統(tǒng)、耙式吹灰系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、煙道系統(tǒng)等。

圖1 SCR脫硝工藝流程

3、水泥窯SCR寬溫高效催化技術優(yōu)勢

3.1、先進的催化劑工藝

康寧特公司針對水泥窯煙氣特性，通過優(yōu)化催化劑工藝設計、結構布置，最終研發(fā)出水泥窯專用寬溫高效催化劑，具備更高的整體活性、抗磨損能力、抗重金屬中毒能力等，能適應200℃~450℃的工況條件，在無預除塵裝置下不堵塞，并長期穩(wěn)定運行。

圖2 水泥行業(yè)專用催化劑結構

3.2、合理的吹灰系統(tǒng)

目前，常用吹灰系統(tǒng)為聲波+耙式吹灰器的組合方式。但是，同樣的組合吹灰系統(tǒng)在不同的SCR脫硝系統(tǒng)中效果相差很大?？祵幪毓舅薪ǖ乃兴喔GSCR系統(tǒng)中，基本上沒有出現(xiàn)過催化劑堵塞的情況，每層催化劑阻力均小于100Pa，這主要得益于康寧特公司自主設計的吹灰系統(tǒng)。

耙式吹灰器的關鍵技術在于耙管的布置，包括噴嘴數(shù)量、噴嘴直徑、噴嘴間距以及耙管到催化劑表面的距離等?？祵幪毓就ㄟ^廠區(qū)自有實驗平臺，對上述數(shù)據反復調整，確定最佳布置方案。并針對每個實際項目進行調整，做到一窯一策。

常規(guī)的聲波吹灰器聲波頻率為75-100HZ，該頻率下聲波吹灰器覆蓋面積廣，傳播距離遠，但直接用在水泥窯SCR脫硝系統(tǒng)中效果并不理想，主要是因為水泥窯煙氣粉塵粘性大，附著力強?？祵幪毓就ㄟ^與各聲波吹灰器廠家技術交流，并結合項目實踐經驗，最終確定采用特定的高頻率聲波吹灰器。該頻率聲波對粉塵作用力大，雖然傳播距離較短，但可通過在反應器兩側布置聲波吹灰器來彌補。

圖3 吹灰系統(tǒng)

圖4 大型窯尾煙氣試驗平臺（模擬C1出口煙氣條件

圖5 水泥行業(yè)專用催化劑清灰、防堵塞、磨損試驗裝置

3.3、合理的系統(tǒng)設計

針對系統(tǒng)總布置圖做流場模擬，并進行調整。

4、水泥窯SCR案例分享

登封嵩基水泥4500t /d生產線“預除塵（不投運）+SCR寬溫高效催化（KGC）”項目煙氣氮氧化物超低排放升級改造工程于2018年7月中旬開工建設，建設工期近3個月，最終于2018年10月18日一次性投料成功，并順利投產，于10月底完成環(huán)保驗收。

2019年9月底完成環(huán)保節(jié)能升級改造，升級改造后，實現(xiàn)在中溫電除塵器不投入使用情況下，窯生產系統(tǒng)、SCR系統(tǒng)、超低排放環(huán)保指標更穩(wěn)定、可靠、節(jié)能。

圖6 嵩基水泥SCR示范項目

2018年10月與中國長城鋁業(yè)有限公司水泥廠簽訂2000t/d熟料窯煙氣脫硝超低排放系統(tǒng)（高效電聚耦合除塵器+中溫SCR脫硝一體化）項目EPC總承包合同，2019年7月底項目通過環(huán)保驗收（NOx＜30mg/Nm³，氨逃逸＜1mg/Nm³）。

圖7 長城鋁業(yè)水泥“高效電聚耦合除塵+SCR寬溫高效（KGC）催化技術”

2019年12月與焦作千業(yè)水泥有限公司水泥廠簽訂2×5000t/d熟料窯煙氣脫硝深度治理系統(tǒng)，采用預除塵（無預除塵）+SCR寬溫高效催化技術，設計選型按照高溫電除塵器不投運的情況下SCR脫硝系統(tǒng)仍可達標運行。2020年7月底施工完畢，已投入使用，NOx＜35mg/Nm³，氨逃逸＜2mg/Nm³。

圖8 焦作千業(yè)水泥有限責任公司2×5000t/d熟料窯煙氣脫硝系統(tǒng)

2020年5月與河南孟電集團水泥有限公司簽訂2×5500t/d+1×4500t/d生產線窯尾煙氣氮氧化物深度治理SCR脫硝工程，采用高溫高塵SCR寬溫高效催化（KGC）技術。1#、2#線、3線目前已投入使用，NOx＜35mg/Nm³，氨逃逸＜2mg/Nm³。

圖9 河南孟電集團水泥公司2×5500t/d+1×4500t/d生產線煙氣脫硝系統(tǒng)

2020年8月與河南省大地水泥有限公司簽訂2#線4500/d生產線煙氣脫硝系統(tǒng)，采用高溫高塵SCR寬溫高效催化（KGC）技術。

圖10河南大地水泥有限公司2#4500t/d線煙氣脫硝系統(tǒng)

2021年與鶴壁豫鶴同力水泥有限公司4500/d生產線煙氣脫硝系統(tǒng)，采用高溫高塵SCR寬溫高效催化（KGC）技術。

5、結語

康寧特專有“SCR寬溫高效催化（KGC）技術”五更優(yōu)勢：

①運行達標更可靠：嵩基、中鋁、千業(yè)、孟電、大地等項目均在穩(wěn)定運行，系統(tǒng)阻力、NOx排放、氨逃逸等指標均達到性能保證值一下。

②運行費用更少：更小的系統(tǒng)阻力及更少的噴氨量，大大減少噸熟料運行費用。

③占地面積更小：相比預除塵+SCR脫硝系統(tǒng)，占地面積減少60%以上。

④施工周期更短：康寧特公司SCR蜂窩催化劑年生產能力3萬m³, 鋼結構加工能力2萬t/年，供貨與施工無縫銜接，更好保證工程質量及工期。

⑤投資費用更低：無需高溫電除塵器，減少投資。