任永峰

【摘 要】进入“十二五”后，环保形势的变化对水泥工业的大气污染防治、特别是NOx总量减排提出了更高要求。本文对现阶段水泥行业的脱销技术及效率影响因素进行 分析、归纳，建议水泥企业的NOx减排工作首先选用SNCR和分级燃烧相结合的脱氮技术。在水泥行业NOx减排方面，提出相关建议。

【关键词】NOx 低氮燃烧器 分级燃烧 SNCR

“十二五”期间，国家将加大对氮氧化物的排放控制。“十二五”期间我国氮氧化物排放总量要达到减排10%的目标。这就需要加大对电力、水泥、冶金等行业产生的氮氧化物进行控制。水水泥行业氮氧化物的排放量占全国工业排放总量的15%左右，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。工信部582号文件关于水泥工业节能减排的指导意见，提出了具体的量化目标：到“十二五”末，氮氧化物在2009年的基础上降低25%。同时指出，新建或改扩建水泥（孰料）生产线项目必须配置脱硝装置。且脱硝效率不低于60%。因此，探讨水泥行业最佳可行的脱硝技术显得尤为迫切[1]。

1 NOx控制技术及应用分析

对水泥窑NOx的治理方法，可根据其产生途径和生成的烟气特点来制定，目前可采用的技术主要有分级燃烧技术、选择性催化还原（SNCR）技术和选择性催化还原（SCR）技术[2]。

1.1 分级燃烧技术

分级燃烧是将燃煤的燃烧过程分成两个阶段进行，在第一阶段减少煤粉燃烧区域的空气量，使煤粉在缺氧的条件下燃烧形成富燃区，燃烧生成CO、氮化合物（如CH、HCN等）和NO进行还原反应，抑制燃烧型NOx的生成量，同时也中和了部分回转窑生成的热力型NOx。第二阶段煤粉在富氧条件下燃烧，此时燃烧温度相对已较低，虽然有部分氮化合物会氧化成NO，但总的NOx的生成量是减少的。分级燃烧技术的脱氮效率在20～30%。氮氧化物的排放可控制在600mg/m3左右。

1.2 选择性催化还原（SNCR）技术

选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术属于烟气脱硝技术，是将氨水或尿素等氨基物质在一定的条件下与烟气混合，在不使用催化剂的情况下将氮氧化物还原成为无毒的氮气和水[3]。

当向燃烧烟气中喷氮而不采用催化剂的条件下，对于喷入点的烟气温度非常敏感，反应只能在850-1100℃进行。SNCR反应的关键因素有：反应温度、氨氮摩尔比、NOx初始浓度、燃气中氧浓度、停滞时间等因素。SNCR的脱销效率在40～70%，氮氧化物的排放可控制在300mg/m3以内。

在脱销还原剂的选择上，氨水属于危险化学品，受到相关部门的监管，从运输。储存到使用较多严格的限制，使用中需采用相应的安全防护措施。尿素与氨水相比，占用场地大，投资较高，工艺流程较复杂，反应时会产生N2O，其温室效应是二氧化碳的250倍。因此，目前普遍选用氨水作为SNCR还原剂。

1.3 选择性催化还原（SCR）技术

选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3、液氨、尿素）来"有选择性"地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O，反应在300-400℃进行。可在预热器出口的废气管道上安装SCR反应器，在反应器前加入还原剂进行脱氮。据国外应用数据显示，SCR的脱销效率在80～90%，氮氧化物的排放可控制在200mg/m3以内。

2 结语

结合以上分析，建议水泥企业的NOx减排工作首先选用SNCR和分级燃烧相结合的脱氮技术。在煅烧工况稳定的情况下，充分发挥燃烧脱氮技术，降低生产成本；在工况异常时，提高SNCR脱硝效率，保证NOx减排治理中已普遍实施了SNCR和分级燃烧相结合的脱氮技术，各水泥窑的综合脱硝率均达到60%以上。大气污染治理是一项长期性的工作，在减少企业对环境影响的同时，又能降低企业的生产成本，才会实现环境保护和企业发展的双赢。

参考文献：

[1] 国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》.2011.

[2] 中国水泥网.《记2012第二届中国水泥脱硝研讨会》.2012（3）.

[3] 曾令可，方海鑫 等.NOx的生成机理及治理.中国百科网，2012.