水泥窑脱硝技改工程项目可行性研究报告.doc

鱼峰水泥股份有限公司
1#、2#、3#、4#生产线脱硝技改工程

可行性研究报告

目 录
第一章 总论 - 1 -
1.1 项目名称与建设单位 - 1 -
1.1.1 项目名称 - 1 -
1.1.2 项目建设单位 - 1 -
1.1.3 建设性质与地点 - 1 -
1.2 工程概况 - 1 -
1.3 总投资及资金筹措 - 2 -
1.4 项目实施进度 - 2 -
1.5 技术经济指标 - 2 -
1.6 可行性研究报告编制的依据、范围 - 3 -
1.6.1 编制依据 - 3 -
1.6.2 编制范围 - 4 -
1.7 研究结论 - 5 -
第二章 项目建设背景及必要性 - 6 -
2.1 项目建设背景 - 6 -
2.1.1 世界水泥行业发展现状 - 6 -
2.1.2 我国水泥行业发展现状 - 7 -
2.1.3 水泥行业氮氧化物排放 - 8 -
2.2 项目建设必要性 - 9 -
2.2.1 实现达标排放的要求 - 9 -
2.2.2 实现节能减排和区域总量控制的要求 - 9 -
第三章 建设位置与建设条件 - 11 -
3.1 选址原则 - 11 -
3.2 位置选择 - 11 -
3.3 项目区域概况 - 11 -
3.3.1 地理位置 - 11 -
3.3.2 自然条件 - 12 -
第四章 企业现有工程概况 - 15 -
4.1 企业简介 - 15 -
4.2 烟气排放情况 - 16 -
第五章 项目技术方案选择 - 18 -
5.1脱硝工艺的选择 - 18 -
5.1.1 水泥生产线的原理与特点 - 18 -
5.1.2 水泥生产线的NOx排放特点 - 19 -
5.1.3 氮氧化物控制技术 - 20 -
5.1.3.1低氮燃烧技术 - 21 -
5.1.3.2选择性催化还原(SCR)脱硝技术 - 22 -
5.1.3.3选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术 - 23 -
5.1.4 脱硝技术的比选 - 24 -
5.2 建设方案确定 - 28 -
5.3 废气净化规模确定 - 28 -
5.4 净化程度与净化效率的确定 - 29 -
5.5 SNCR脱硝还原剂的选择 - 30 -
第六章 项目建设方案 - 34 -
6.1 项目建设方案 - 34 -
6.3.1 SNCR工艺流程 - 34 -
6.3.2 SNCR系统组成 - 35 -
6.3.3 脱硝喷枪 - 41 -
6.3.4 在线监测（CEMS）系统（由业主改造窑尾烟气分析仪） - 42 -
6.3.5 SNCR脱硝工程设备 - 42 -
6.3.6 工艺参数与性能保证 - 53 -
6.3.6.1性能保证参数表 - 53 -
6.3.6.2主要性能参数说明 - 54 -
6.3.7 物料消耗 - 56 -
第七章 原辅材料及动力消耗 - 58 -
7.1原辅材料 - 58 -·
7.2动力消耗 - 58 -
第八章 总图运输及公用工程 - 60 -
8.1 总图布置及运输 - 60 -
8.1.1 总图布置原则 - 60 -
8.1.2 总平面布置 - 60 -
8.1.3 内外部运输 - 60 -
8.2土建工程 - 61 -
8.3 公用工程 - 61 -
8.3.1 给排水工程 - 61 -
8.3.2 电气工程 - 62 -
8.3.3 采暖工程 - 63 -
第九章 系统影响评估 - 64 -
9.1 热耗（产量）的影响 - 64 -
9.2 水泥质量 - 64 -
9.3 设备的影响 - 65 -
9.4 结论 - 66 -
第十章 环境保护 - 67 -
10.1 设计依据及采用标准 - 67 -
10.2 污染及防治措施 - 67 -
10.2.1 水环境 - 67 -
10.2.2 固体废弃物 - 68 -
10.2.3 声环境 - 68 -
10.2.4 大气环境 - 68 -
第十一章 节能 - 70 -
11.1 设计依据和原则 - 70 -
11.1.1 设计依据 - 70 -
11.1.2 设计原则 - 70 -
11.2 能源品种及综合能耗量 - 71 -
11.2.1 项目主要用能品种 - 71 -
11.2.2 能源折标系数 - 71 -
11.2.3 项目用能核算 - 71 -
11.3 节能措施 - 72 -
11.3.1 总体布置 - 72 -
11.3.2 设备选择 - 72 -
11.3.3 节能管理 - 72 -
第十二章 安全生产和卫生 - 73 -
12.1 设计依据 - 73 -
12.2 工程设计概述及危险有害因素分析 - 73 -
12.3 安全生产对策 - 74 -
12.3.1 氨罐区安全保证措施 - 74 -
12.3.2 电气安全措施 - 75 -
12.4 安全管理、安全教育培训及职责 - 75 -
12.5 安全卫生管理机构 - 76 -
12.6 预期效果及评价 - 76 -
第十三章 管理机构、劳动定员及实施计划 - 77 -
13.1 项目管理 - 77 -
13.2 管理机构 - 77 -
13.3 劳动定员 - 78 -
13.4 实施计划 - 78 -
第十四章 投资估算及资金筹措 - 79 -
14.1 投资估算编制说明 - 79 -
14.1.1 估算范围 - 79 -
14.1.2 估算编制依据 - 79 -
14.2 投资估算 - 80 -
14.3 资金筹措 - 81 -
第十五章 经济评价 - 82 -
15.1 编制说明 - 82 -
15.2 建设规模 - 82 -
15.3 运行成本分析 - 82 -
15.4 节省资金分析 - 86 -
15.5 经济评价结论 - 86 -
第十六章 结论与建议 - 87 -
16.1 研究结论 - 87 -
16.2 建议 - 87 -

IV

第一章 总论
1.1 项目名称与建设单位
1.1.1 项目名称
广西鱼峰水泥股份有限公司1#、2#、3#、4#生产线脱硝工程
1.1.2 项目建设单位
建设单位：广西鱼峰水泥股份有限公司
单位性质：国有企业
1.1.3 建设性质与地点
建设性质：技术改造
建设地点：柳州市柳太路62号广西鱼峰水泥股份有限公司厂内。
1.2 工程概况
广西鱼峰水泥股份有限公司位于广西省柳州市境内，公司拥有4条水泥熟料生产线，现对其中1#线、2#线、3#、4#线水泥窑进行脱硝技术改造。
生产线主要烟气参数如下表
主要工艺与生产参数
单位
1#线
2#线
3#线
4#线
设计熟料产量
t/d
2000
3200
2500
2500
实际熟料产量
t/d
2500
3800
2900
2800
烧成系统运行时间
d/y
300
300
300
300
分解炉内烟气温度
℃
870～880
870～880
870～880
870～880
分解炉内含氧量（O2）
Vol-%
3.5
3.5
3.5
3.5
出口NOX排放浓度（干基，标况，10%O2）
mg/Nm3
700
640
700
800
出口烟气流量（标态，10%O2，湿基）
Nm3/h
280000
400000
310000
320000
1.3 总投资及资金筹措
本技改项目总投资1250万元，其中工程费用1120万元，工程其他费用25.6万元，预备费104.4万元。
1.4 项目实施进度
表1.4-1 项目实施进度表
进度
项目
2012
2013
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
前期工作

施工图设计

主体施工

设备购置、安装

竣工运行

1.5 技术经济指标
表1.5-1 主要经济技术指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
水泥熟料生产线规模
t/d
10200
1#、2#、3#、4#线
2
废气处理规模
万Nm3/h
28
1#生产线
万Nm3/h
40
2#生产线
万Nm3/h
31
3#生产线
万Nm3/h
32
4#生产线
3
原料消耗量

3.1
氨水
t/a
12269
氨水浓度20%
3.2
水
t/a
4090

4
动力消耗

4.1
电
万kwh/a
28.8

4.2
压缩空气
万m3/a
132.48

5
运行时间
天/年
300
三班制生产
6
主要经济指标

6.1
总投资
万元
1250

6.1.1
工程费用
万元
1120

6.1.2
其他费用
万元
25.6

8.1.3
基本预备费
万元
104.4

1.6 可行性研究报告编制的依据、范围
1.6.1 编制依据
（1）政策法规
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国大气污染防治法》
《建设项目环境管理办法》（由国家环保总局颁发）
《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）
《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）
（2）行业标准及设计规范
《压力容器技术管理规定》YB9070—92；
《钢结构设计规范》GB50017－2003；
《低压配电设计规范》GB50054－95；
《钢制电缆桥架工程设计规范》CECS31：91；
《工业企业照明设计标准》GB50034－92；
《工业企业厂界噪声标准》GB12348－90；
《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002；
《固定污染源烟气排放连续监测统技术规范》HJ/T75-2007；
《设备及管道保温技术通则》GB4272-92；
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50013-2003；
《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221—95；
《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229—91；
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-98；
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998；
《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254~GB50259-96；
《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98；
《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》GBJ149-90；
《钢结构、管道涂装技术规程》HGJ209—83；
《机械设备安装工程施工及验收规范》TJ231—78；
《压力变送器检定规程》JJG882—94；
1.6.2 编制范围
本可研报告按规定的深度要求研究工程实施的必要性、工程背景条件、环境保护以及厂址的地形地貌、地震、地质和水文气象等主要工程建设条件，提出脱硝工艺系统的设想。
主要范围及内容：
（1）项目建设的背景及必要性；
（2）项目建设规模及基本要求；
（3）脱硝工艺比选；
（4）建设方案；
（5）公用工程及辅助设计方案；
（6）环境保护及节能；
（7）投资估算及资金筹措、财务评价等。

1.7 研究结论
为减轻NOx对大气环境的污染，实现至2015年全国氮氧化物排放比2010年下降10%的目标，促进柳州市及广西鱼峰水泥股份有限公司的可持续发展，对其三条新型干法水泥熟料生产线进行配套SNCR脱硝工程是十分必要的。
水泥脱硝项目属于“三废”综合利用及治理工程，依据《产业结构调整指导目录(2011年)》为“鼓励类”，符合国家产业政策。符合《国家环境保护“十二五”规划》、《水泥工业十二五发展规划》中关于“对新型干法水泥窑要进行脱硝技术改造”的要求。
依据广西鱼峰水泥股份有限公司熟料生产线的实际烟气排放情况，经过NOx控制技术的比较，结合水泥行业的实际情况，为1#、2#、3#、4#熟料生产线配套SNCR脱硝工程。本次确定的脱硝工程的规模和处理效率是合适的、可行的。
综合上述，广西鱼峰水泥股份有限公司新型干法熟料生产线脱硝工程的建设符合广西鱼峰水泥股份有限公司及柳州市的实际利益，实现了社会和环境效益的统一，项目可行。

- 67 -
第二章 项目建设背景及必要性
2.1 项目建设背景
2.1.1 世界水泥行业发展现状
近10年来发达国家由于各国经济发展速度减缓，生产成本增高和能源消耗、环保要求等各方面原因，水泥生产呈现饱和和缩减态势。而与此同时，一些经济迅速发展的发展中国家，水泥需求量不断增大，带动了水泥工业的迅猛发展，特别是亚洲地区，2000年后亚洲国家生 产的水泥几乎占到了世界水泥总产量的 60％以上。
在此期间，发达国家的跨国公司和集团，利用他们在水泥生产技术和装备制造方面的优势以及在国际资本运作方面的实力，采取在发展中国家投资或合资建厂以及购买股权的办法，在国外发展自己的水泥生产基地，返销本国，满足本国的水泥消费需求。欧洲一些大水泥公司半数以上产量是在国外生产的。这种世界水泥生产和消费长的改变趋势，将是今后一个时期的显著特点。
近20年代表当代水泥生产技术水平的新型干法生产技术和装备，由于追求高效率、低能耗、“零污染”的环保要求使水泥装备大型化、生产工艺节能化、操作管理自动化、环保措施生态化等方面都取得了显著的成就和进步。
1、水泥装备大型化
新型干法技术提供了提高水泥设备的单机能力和功能的可能性，而追求高效率、高性能、低成本，促进了水泥装备大型化的进程。设备大型化是实现先进工艺技术的手段和途径。从而大大提高了水泥生产效率，也为水泥进入国际市场创造条件。
2、生产工艺节能化
为了降低水泥生产工艺中所消耗的能源以降低成本，减少环境负荷，提高水泥产品的竞争能力，近20年来，在水泥工艺的主要工艺过程烧成和粉磨环节上做了大量的技改进，取得了巨大的进步。
3、操作管理自动化
由于近年来计算机控制技术、通信技术和图形显示技术的飞速发 展，DCS这种分散控制，集中管理的集散型控制系统已经在世界水泥工业中得到广泛的应用。采用这种系统可以实现电动机成组程序控制，过程量的采集、处理、显示和调节。由于网络技术的广泛应用，在水泥厂中也广泛推广应用管理信息系统（MIS）作为全厂的生产、财务、营销、物资、备品备件预检修订划制订和实施的管理。控制和生产管理的DCS系统作为一个生产子系统纳入全厂的MIS系统的建立，大大提高了劳动生产率，提高了工厂的管理水平。
2.1.2 我国水泥行业发展现状
水泥消费量引导水泥产量，从而引导水泥投资和行业发展方向，已成为市场经济时期水泥业内的共识。
中国的水泥消费量已经连续21年居世界第一，并以每年10%以上的速度增长。我国水泥消费量主要集中在省会城市，最大的城市消费群集中在长三角和珠三角地区，其次为京津唐地区。
中国是水泥产量大国，已经连续20多年保持世界第一，2005年产量占到了世界的45%左右。2012年全国水泥产量达21.84亿吨。国内水泥市场容量大、增长速度快，水泥产量98%的在本国消费，仅少量出口，主要运往美国、中东等国家。
我国现阶段的经济增长，主要是投资拉动型增长。因此，水泥产量的增长和固定资产投资有密切关系。
近几年来，我国相继出台了有关一系列区域发展规划，如北部湾经济区、关中—天水经济区规划，长三角、珠三角发展规划，海峡西岸经济区、建设中国面向西南开放的桥头堡等，还制订了一系列有关围绕投资、消费的财税、金融、价格等政策，如家电下乡、汽车下乡、建材下乡、住房保障以及节能产品等，使国民经济继续朝着宏观调控预期方向发展，实现了“十二五”时期经济发展良好开局。据初步测算，2011年全年国内生产总值471564亿元，按可比价格计算，比上年增长9.2%；全年全社会固定资产投资311022亿元，比上年增长23.6%，扣除价格因素，实际增长15.9%。2011年年底召开的中央经济工作会议，定调2012年经济社会发展的总基调是“稳中求进”。
“十二五”时期，中国经济处于一个转型期，工业化、城镇化以及大批量的基础设施建设都将为水泥行业带来宏大的需求。据有关测算资料，保障性住房建设力度的加大将有效对冲商品房投资下滑对水泥需求的抑制。另外，随着建筑施工质量要求逐步提高，水泥新标准的实施使相当一部分立窑水泥不能在高层建筑、桥梁、道路等重要设施结构中使用，市场对优质旋窑水泥的消费需求会越来越大。随着我国国民经济和社会发展十二五规划纲要的落实，基础设施陆续建设推动水泥需求的增长。
“十二五”期间，随着经济发展方式加快转变，国内市场对水泥总量需求将由高速增长逐步转为平稳增长，增速明显趋缓，但水泥基材料及制品发展加快。预测水泥年均增长3%～4%，2015年国内水泥需求量为22 亿t左右。

2.1.3 水泥行业氮氧化物排放
回转窑是新型干法水泥熟料烧成的关键技术装备，也是水泥行业氮氧化物排放的主要来源。煅烧水泥熟料时生成一氧化氮的途径主要有热力氮氧化物、瞬发氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物4种。在回转窑产生的废气中，二氧化氮一般仅占氮氧化物总量的5％以下，一氧化氮则占总量的95％以上。
作为空气污染物的氮氧化物（NOx）对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。目前，我国氮氧化物排放主要集中在火电、机动车和水泥行业。在水泥行业，水泥煅烧过程产生大量NOx污染物，排放浓度在300mg/Nm3～1600mg/N m3之间，每吨熟料约产生NOx 1.5kg～1.8kg。2010年全国水泥排放NOx约200万吨，占全国工业NOx排放总量的15%。水泥行业是仅次于火力发电、汽车尾气排放之后的第三氮氧化物排放大户。
2.2 项目建设必要性
2.2.1 实现达标排放的要求
广西鱼峰水泥股份有限公司位于柳州市柳太路62号。现有四条新型干法水泥熟料生产线，均未进行低氮燃烧改造和未配套脱硝设施。是区域内主要大气污染源，对区域环境空气质量产生一定影响。
为减少企业水泥熟料烧成过程中排放氮氧化物对区域环境空气质量的影响，确保能够实现稳定达标排放，改善区域内环境空气质量，广西鱼峰水泥股份有限公司决定建设新型干法熟料生产线脱硝工程。
本建设项目实施后，将大大减少水泥烧成窑NOx的排放浓度和排放量，实现稳定达标排放，并减少该区域NOx的排放总量，改善和缓解区域环境空气质量，对柳州市地区NOx总量控制指标的实现具有一定的推动和示范作用。
2.2.2 实现节能减排和区域总量控制的要求
实施污染物排放总量控制是我国环境保护工作的一项重要举措，根据《国家环境保护“十二五”规划》，国家首次将NOx纳入总量控制指标，要求NOx总量到2015年消减10%。《国家环境保护“十二五”规划》指出，要加大二氧化硫和氮氧化物减排力度，加快各行业脱硫脱硝步伐，加强水泥、石油石化、煤化工等行业二氧化硫和氮氧化物治理。石油石化、有色、建材等行业的工业窑炉要进行脱硫改造。新型干法水泥窑要进行低氮燃烧技术改造，新建水泥生产线要安装效率不低于60%的脱硝设施。
《水泥工业十二五发展规划》提出：推广高效减排技术与装备，重点推进氮氧化物治理，削减大气污染物排放总量。新建新型干法水泥生产线，要配套建设烟气脱硝装置。对已建成的日产4000 吨及以上熟料生产线，应尽快实施烟气脱硝改造。
NOx作为国家新纳入总量控制指标的污染物，必须加以重视，该项工作任重而道远。
柳州是一座有二千一百多年历史的古城，为历代郡、县、府所在地。解放后建立柳州市。1977年被国务院批准为旅游开放城市。柳州历来是广西农副土特产及工业品的集散地，工商业比较发达，是中南、西南地区的人流和商流的主要通道，环境优美怡人，保护环境更是重中之重。根据广西壮族自治区人民政府《关于“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》，“十二五”期间，要求“化工、有色金属、建材等行业实施脱硫改造。对新型干法水泥窑进行低氮燃烧技术改造，配套建设脱硝设施。”依据 柳州市环境保护 十二五 规划，柳州市2010年氮氧化物排放量59179吨，2015年控制排放目标55759吨，消减3420吨。
基于以上国家和地方发展规划及要求，广西鱼峰水泥股份有限公司决定建设新型干法熟料生产线脱硝工程，以减少企业氮氧化物污染物排放，改善广西鱼峰水泥股份有限公司乃至柳州市环境质量，同时为广西柳州市地区节能减排任务的做出贡献。

第三章 建设位置与建设条件
3.1 选址原则
本项目选址主要依据下述原则：
1、充分利用水泥窑窑尾空间；
2、充分利用现有基础设施和附属设施的条件，易于与现有生产系统衔接；
3、外部水、电供应方便；
4、便于物料输送
5、不影响分解炉和回转窑的正常生产；
6、满足新上脱硝设备的作业条件。
3.2 位置选择
本项目建设地点为广西鱼峰水泥股份有限公司厂内。
考虑上述选址原则，广西鱼峰水泥股份有限公司新型干法水泥生产线SNCR脱硝设备安装在水泥窑窑尾附近。
1#、2#、3#、4#生产线水泥窑窑尾附近的空间可满足安装脱硝设备系统的空间要求，可以满足SNCR设备的安装和运行要求。充分利用现有空间。
3.3 项目区域概况
3.3.1 地理位置
柳州是一座有二千一百多年历史的古城，为历代郡、县、府所在地。解放后建立柳州市。1950年3月起为广西直辖市。1977年被国务院批准为旅游开放城市。
柳州位于广西壮族自治区中部偏北方，柳江中游，地理位置为东径108°50′至109°44′，北纬23°54′至24°50′。市辖柳江、柳城两县。全市总面积1.87万 km2，总人口达372万人。
柳州历来是广西农副土特产及工业品的集散地，工商业比较发达，是中南、西南地区的人流和商流的主要通道。湘桂、湘黔、枝柳三条铁路干线在此交汇；水路可直达广州，航空有飞往广州、成都等地的航班，公路四通八达。近年来，随着改革开放的进一步深入，柳州市的工业、农业、文教、卫生、商业、贸易、交通等行业都得到了很大的发展，特别是在机械、冶金、纺织、化工、建材、食品等方面，不少产品已进入国际市场，成为广西的主要工业城市和交通枢纽城市。
2006年柳州全社会工业总产值首次突破千亿元大关，达到1083亿。2013年柳州实现生产总值2016.9亿元，增长10%；工业总产值4020.7亿元，增长12.8%；全社会固定资产投资1562.6亿元，增长19%；工业经济步入快速发展期。。
根据城市总体规划（1993～2015）及柳州市2015年远景目标纲要，未来柳州市将建成“以工业为主综合发展的区域经济中心和交通枢纽城市，又是山水景观独具特色的历史文化名城”
按2003年11月中国城市规划设计研究院最新修编的《柳州市城市总体规划》(2001-2020)纲要设想，力争到2020年把柳州市建设成为“广西自治区的副中心城市，交通枢纽和工业中心，山水风貌独特的历史文化名城”。
3.3.2 自然条件
3.3.2.1气 象
·气温
历年平均气温 20.5℃
极端最高气温 39.2℃(1953年8月13日)
极端最低气温 -3.8℃(1955年1月12日)
·降水量
多年平均降水量 1460.7mm
年最大降水量 2289.4mm
年最小降水量 918.1mm
实测日最大降水量 311.9mm
·蒸发量
年平均蒸发量 1583.6mm
·气压
历年平均气压 1002.0mbar
极端最高气压 1028.5mbar（1955年1月10日）
极端最低气压 981.0mbar（1954年6月5日）
·湿度
历年平均相对湿度 76%
·风速、风向
年平均风速 1.6m/s
最大风速 17m/s(1966年5月)
主导风向冬季为偏北风，夏季为偏南风。
3.3.2.2气候、水文特征
柳江是西江水系的主要支流，流经市区段长达74km。柳江柳州水文站所测的水文特征如下：
实测历史最高洪水位 92.96m（黄海高程系，下同）
多年平均洪水位 82.22m
百年一遇洪水位 92.21m
五十年一遇洪水位 90.32m
二十年一遇洪水位 88.32m
最低水位 69.19m（1979年11月5日）
百年一遇最大流量 31800m3/s
历年平均流量 1247.76 m3/s
最小流量 85.19 m3/s（1979年12月28日）
年最高水位大部分在84.00m以下，水位超过84.00m的年份约占28.1%，即平均每3.5年发生一次。洪水一般来势猛，暴涨暴落，二十四小时曾有12.1m涨幅，最大涨率每小时达1.28m，一般为0.3~0.5m。一次洪水最大水位变幅18m左右。洪水期为六月中～七月中，六月中属多，一般洪峰过程长者25天，短则3天。
3.3.3 建设条件
本工程水泥熟料生产系统在建设时已对所在地的地形地貌及地质条件作了充分的考虑，无不良地质现象，且给排水、供电等附属设施齐全，并可利用现有的一些管线和构筑物等基础设施。

第四章 企业现有工程概况
4.1 企业简介
广西鱼峰水泥股份有限公司（原广西柳州水泥厂）始建于1958年。公司位于广西柳州市西北方向，距市区约15km。厂区南部紧靠黔桂铁路线，距宜（州）柳（州）高速1km。地理位置优越，各种原材料等物资进厂及水泥成品出厂十分方便，交通便利。广西鱼峰水泥股份有限公司（原广西柳州水泥厂）始建于1958年，主机设备从原捷克斯洛伐克引进，工厂开始只有3条湿法水泥生产线，设计水泥生产能力60万吨/年。1986年，以补赔贸易的方式，引进丹麦史密斯公司日产熟料3200t/d新型干法生产线，单线设计水泥生产能力103万吨/年，至此，工厂共有4条生产线（3条湿法水泥生产线和1条干法生产线），公司水泥生产（设计）能力共163万吨/年。1993年公司为了扩大水泥出口能力，在广西防城港建设了30万吨散装水泥中转站，1997年对散装水泥中转站进行扩建，水泥散装能力达到60万吨/年，为公司水泥出口创汇创造了有利条件。东南亚金融危机及燃料价格的不断上涨使得公司水泥成本上升，产品市场竞争力不断下降，公司领导意识到再不下大力气努力降低公司产品成本，公司将面临市场占有率和赢利水平的下降。1998年公司领导决定对能耗高、熟料质量低的湿法水泥生产线进行节能技改，从公司实际出发，保留原有湿法生料制备系统和水泥粉磨系统，拆除3台热耗高、故障频繁、成本高、产品质量低的φ3.5×145m湿法回转窑，在原地建设1条 φ4×60m能耗低、技术先进的新型干法回转窑，在公司全体员工的努力下，技改工程2002年一月一次点火成功。至此，公司的水泥窑水泥生产线数量从4条降为2条，熟料烧成全部改为干法生产，水泥（设计）生产能力从163万吨提升到183万吨/年以上，技改工程完成后，公司水泥成本有了较大幅度的降低，产品市场竞争力有所增强。2005年利用闲置的土地，在公司西北侧的空地上建成一条日产熟料2500t/d水泥生产线（3#线），单线设计水泥生产能力100万吨/年。至2006年公司水泥（设计）生产能力进一步提高到283万吨/年，实际水泥生产能力可达350万吨/年。为了进一步提高公司的市场占有率，充分利用公司原料矿山、公路、铁路、辅助生产设施的富裕生产能力，提高工厂劳动生产率，降低劳动力在水泥中的成本，提升公司产品的竞争力，促进地方经济的发展，公司于2007年10月开工建设一条100万t/a熟料生产线（4#线），并于2008年10月15日一次点火成功，至此，公司的水泥生产能力达到450万吨/年以上。
4.2 烟气排放情况
广西鱼峰水泥股份有限公司三条水泥熟料生产线回转窑烟气排放情况依据环保验收数据和生产线的自动监测数据，见表4.3-1。

表4.3-1 水泥熟料生产线窑尾烟气排放情况表
主要工艺与生产参数
单位
1#线
2#线
3#线
4#线
设计熟料产量
t/d
2000
3200
2500
2500
实际熟料产量
t/d
2500
3800
2900
2800
烧成系统运行时间
d/y
300
300
300
300
分解炉内烟气温度
℃
870～880
870～880
870～880
870～880
分解炉内含氧量（O2）
Vol-%
3.5
3.5
3.5
3.5
出口NOX排放浓度（干基，标况，10%O2）
mg/Nm3
700
640
700
800
出口烟气流量（标态，10%O2，湿基）
Nm3/h
280000
400000
310000
320000

目前，广西鱼峰水泥股份有限公司尚未对其生产线的熟料烧成窑采取低氮燃烧和脱硝措施，熟料煅烧过程中NOx的产生量较大，直接排放至大气中，对区域大气环境质量造成一定的影响。
因此对该熟料生产线配套脱硝工程符合《国家环境保护“十二五”规划》、《关于“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》、《水泥工业十二五发展规划》的要求，对柳州市“十二五”节能减排目标的实现具有重要意义。
第五章 项目技术方案选择
5.1脱硝工艺的选择
5.1.1 水泥生产线的原理与特点
水泥生产线工艺流程大致分为：生料制备；熟料煅烧和水泥粉磨。
（1）生料制备
生料制备包括配料计算和原料加工制备。水泥原材料主要是石灰石、粘土和少量铁矿粉等或其他校正材料，按水泥品种和原材料的化学成分、计算出配合比例。经过破碎、干燥、粉碎、均化等工序，制备成质量均匀的粉状生料。
（2）煅烧
生料经煅烧，产生一系列的物理和化学变化，生成熟料。煅烧是影响水泥质量的重要环节。对煅烧过程简述如下：
①生料的烘干和脱水：生料以石灰石和粘土为主，粘土中的主要矿物是高岭石（Al2O3﹒2SiO2﹒2H2O）和蒙脱石（Al2O3﹒4SiO2﹒9H2O）。高岭石受热，在300℃以下失去机械结合水；在450-600℃失去结晶水，变为偏高岭石（Al2O3﹒2SiO2），进一步再分解为无定形的新生态SiO2和Al2O3。
Al2O3﹒2SiO2﹒2H2OAl2O3﹒2SiO2+2H2O↑
Al2O3﹒2SiO2Al2O3+2SiO2
②碳酸盐分解：温度升高到600℃以上，碳酸盐开始分解，MgCO3在750℃左右迅速分解，CaCO3在900℃以上迅速分解，到1000℃左右分解结束。该分解是重要的耗热过程。
MgCO3 MgO+ CO2↑
CaCO3 CaO+ CO2↑
③固相反应：由于粘土和碳酸盐的分解，产生了单独存在活性强的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等氧化物。随温度升高它们在固体微粒表面、靠离子振动，相互交换进行固相反应。其多级反应式如下：
800-900℃： CaO+Fe2O3CaO﹒Fe2O3
CaO+Al2O3CaO﹒Al2O3
900-1000℃： 3（CaO﹒Al2O3）+ 2CaO5CaO﹒Al2O3
2CaO+SiO2 2CaO﹒SiO2
CaO﹒Fe2O3+ CaO 2CaO﹒Fe2O3
1000-1200℃： 5CaO﹒3Al2O3+4CaO3（3CaO﹒Al2O3）
5CaO﹒3Al2O3+3（2CaO﹒Fe2O3）+CaO3（4CaO﹒Al2O3﹒Fe2O3）
④熟料烧成：温度进一步升高到1300℃左右时，C3A与C4AF熔融，物料中出现液相。CaO、2CaO﹒SiO2（C2S）溶于液相，进一步生成3CaO﹒SiO2（即C3S）：
2CaO﹒SiO2+CaO3CaO﹒SiO2
在实际生产中，温度控制在1350-1450℃范围内，促使反应尽可能完全。
⑤熟料冷却：熟料急速冷却，可防止水硬性好的β-C2S转变成几乎没有水硬性的γ-C2S；使熔融的MgO、游离CaO以玻璃态存在于水泥中，改善水泥的安定性，还可以防止熟料矿物结晶过大，使水泥易水化。
5.1.2 水泥生产线的NOx排放特点
回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NOx的主要来源。煅烧水泥熟料时生成一氧化氮NO的途径主要有四种，即第一种热力型NOx，它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOx；第二种瞬发型NOx，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NOx，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；第三种燃料型NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。第四种生料型NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5％以下，NO则占总量的95％以上。
在我国新型干法水泥回转窑上常用的NOx控制技术主要有以下几种：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低NOx的燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。然而，即使把上述四种措施全部采用起来，事实上水泥窑的NOx排放也很难达到500mg／Nm3以下。采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝法或选择性催化还原（SCR）脱硝法进一步降低NOx排放的措施是一个非常有效的降低NOx排放的途径。
随着我国环境保护法规的完善，环境保护力度的加大，水泥厂NOx排放控制将不可避免的成为环保控制的主要指标，因此降低水泥厂氮氧化物的排放，对新建水泥厂的实施和现有水泥厂家的持续发展具有深远的意义。
5.1.3 氮氧化物控制技术
对氮氧化物的污染控制，人们做了大量研究工作，并形成了许多应用技术。这些技术主要分为两种：低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。低NOx燃烧技术主要包括低过量空气燃烧、空气分级燃烧以及烟气再循环等。烟气脱硝技术主要包括：选择性催化还原烟气脱硝(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝等。
5.1.3.1低氮燃烧技术
在燃烧中控制NOx产生量的技术即为低 NOx燃烧技术，为了控制燃烧过程中NOx 的生成量，所采取的措施原则为：（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；（3）缩短烟气在高温区的停留时间等。
目前低 NOx燃烧技术主要有低 NOx燃烧器（Low NOx Burner, LNB）、空气分级燃烧（Overfire Air, Air Staging）、燃料分级燃烧（Fuel Staging）和烟气再循环。
1、低 NOx燃烧器（Low NOx Burner, LNB）
绝大部分的燃料型NOx是在煤粉着火的阶段生成的，改变燃烧器结构来改变燃烧方式降低NOx的生成是非常实用的脱硝方法。据统计数据显示，低NOx燃烧器技术一般可以降低35%的氮氧化物。相对于传统的燃烧方式，低NOx燃烧器是通过时间上延迟燃料、空气的混合，在空间上隔离燃料、空气的过早充分接触，以营造一个富燃料、缺氧的燃烧环境。这样推迟了氧气的供给，会延迟焦炭的燃尽，造成火炬拉长，峰值温度低，再加上这种长火焰对外辐射散热的面积大，整体的温度低，减少热力型NOx的生成。
2、空气分级燃烧
燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx 生成都有很大影响。当过量空气系数a<1，燃烧