【摘要】本文介紹了康寧特環保專有水泥行業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的技術儲備和項目工程經驗積淀并聯合浙江大學開發出的一項科技創新工藝，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，歐洲相繼安裝了數套水泥SCR脫硝系統，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，環保要求進一步收緊，國內水泥窯SCR脫硝工程陸續開始建設。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，整個脫硝系統運行穩定，現已完成實施的項目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的氨水發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。整個系統主要包括：氨水輸送系統、噴射系統、SCR反應器系統、聲波吹灰系統、耙式吹灰系統、壓縮空氣系統、煙道系統等。

圖1 SCR脫硝工藝流程

3、水泥窯SCR寬溫高效催化技術優勢

3.1、先進的催化劑工藝

康寧特公司針對水泥窯煙氣特性，通過優化催化劑工藝設計、結構布置，最終研發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，并長期穩定運行。

圖2 水泥行業專用催化劑結構

3.2、合理的吹灰系統

目前，常用吹灰系統為聲波+耙式吹灰器的組合方式。但是，同樣的組合吹灰系統在不同的SCR脫硝系統中效果相差很大。康寧特公司所承建的所有水泥窯SCR系統中，基本上沒有出現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。

耙式吹灰器的關鍵技術在于耙管的布置，包括噴嘴數量、噴嘴直徑、噴嘴間距以及耙管到催化劑表面的距離等。康寧特公司通過廠區自有實驗平臺，對上述數據反復調整，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。康寧特公司通過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

圖4 大型窯尾煙氣試驗平臺（模擬C1出口煙氣條件

圖5 水泥行業專用催化劑清灰、防堵塞、磨損試驗裝置

3.3、合理的系統設計

針對系統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月底完成環保驗收。

2019年9月底完成環保節能升級改造，升級改造后，實現在中溫電除塵器不投入使用情況下，窯生產系統、SCR系統、超低排放環保指標更穩定、可靠、節能。

圖6 嵩基水泥SCR示范項目

2018年10月與中國長城鋁業有限公司水泥廠簽訂2000t/d熟料窯煙氣脫硝超低排放系統（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月底項目通過環保驗收（NOx＜30mg/Nm³，氨逃逸＜1mg/Nm³）。

圖7 長城鋁業水泥“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，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 焦作千業水泥有限責任公司2×5000t/d熟料窯煙氣脫硝系統

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

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，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

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，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”五更優勢：

①運行達標更可靠：嵩基、中鋁、千業、孟電、大地等項目均在穩定運行，系統阻力、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，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。