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如何有效降低水泥工業(yè)氮氧化物排放，成為現(xiàn)階段水泥工業(yè)綠色發(fā)展面臨的重大課題。

隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán)，我國(guó)煙氣脫硫脫硝市場(chǎng)進(jìn)入一個(gè)較快的發(fā)展階段，國(guó)家對(duì)包括水泥在內(nèi)的各工業(yè)企業(yè)脫硝減排的要求越來(lái)越嚴(yán)格。這對(duì)包括水泥在內(nèi)的工業(yè)爐窯工藝裝備、污染治理技術(shù)和環(huán)境管理水平提出了更高的要求。

目前，我國(guó)工業(yè)大氣污染物的排放來(lái)源以煤電、鋼鐵和水泥等工業(yè)為主。僅以氮氧化物排放來(lái)說(shuō)，煤電工業(yè)已經(jīng)完成氮氧化物超低排放改造，鋼鐵工業(yè)正在逐步推進(jìn)超低排放技術(shù)改造，水泥工業(yè)已經(jīng)遠(yuǎn)超煤電和鋼鐵工業(yè)，成為我國(guó)工業(yè)氮化物排放第一工業(yè)來(lái)源。

2020 年以來(lái)，河北省、安徽省、河南省等地區(qū)相繼出臺(tái)地方水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物排放限值進(jìn)一步降低為100mg/m3，水泥工業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步收緊，將是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。水泥工業(yè)已經(jīng)被國(guó)家列為“十四五”期間氮氧化物減排重點(diǎn)行業(yè)之一。如何有效降低水泥工業(yè)氮氧化物排放，成為現(xiàn)階段水泥工業(yè)綠色發(fā)展面臨的重大課題。

水泥煙氣脫硝治理方式可以分為前端治理和末端治理兩種途徑。主要包括：低氮/分級(jí)燃燒、選擇性非催化還原SNCR、選擇性催化還原SCR等等。

低氮/分級(jí)燃燒是前端處理，利用工藝手段從源頭上降低NOx。該技術(shù)一般能降低30～50的氮氧化物排放量，但是難以滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)效率，且分級(jí)燃燒并不是對(duì)所有爐膛都適用，有可能引起爐內(nèi)腐蝕和結(jié)渣，降低燃燒效率。

SNCR 脫硝技術(shù)工藝與裝備簡(jiǎn)單，國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線都已經(jīng)運(yùn)用了該技術(shù)，但SNCR脫硝效率較低，一般為60左右，僅能滿足現(xiàn)行《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，不能滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，SNCR技術(shù)氨水用量較大，利用率僅為50～60，且存在氨逃逸現(xiàn)象，氨排放容易超標(biāo)。

另外，SNCR 脫硝技術(shù)可能產(chǎn)生副反應(yīng)。如對(duì)燃煤的品質(zhì)有一定要求，一般情況下燃用高硫煤種，NH3與燃煤產(chǎn)生的SO3反應(yīng)，生成硫酸氫銨（NH4HSO4），堵塞或腐蝕下游設(shè)備。再者，為了追求更高脫硝效率噴入的過(guò)量氨會(huì)逃逸或被氧化生成新的氮氧化物，且大量過(guò)量氨水的噴入也存在較大的安全隱患。

SCR脫硝技術(shù)，脫硝效率可達(dá)89～90，能夠滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)SCR脫硝反應(yīng)器安裝位置的不同，可以分為3種不同的工藝流程，即高溫高塵布置方式、高溫低塵布置方式、低溫低塵布置方式。目前，工業(yè)應(yīng)用的大多數(shù)技術(shù)成熟且性能可靠的煙氣脫硝催化劑的適宜溫度范圍為320℃～420℃，因此SCR脫硝反應(yīng)器大多選擇高溫高塵布置。

但是，在高溫高塵煙氣中，催化劑面臨著容易磨損、堵塞等問(wèn)題，甚至引起中毒和失活現(xiàn)象，運(yùn)行不穩(wěn)定。同時(shí)，其投資、運(yùn)行成本較高，廢棄的催化劑還為危險(xiǎn)廢物，處置難度大且處置成本高，水泥工業(yè)SCR脫硝技術(shù)仍需要進(jìn)一步改善。

綜上，水泥行業(yè)脫硝面臨的主要障礙有煙氣末端治理溫度較低，常見(jiàn)為100℃左右，此溫度條件下目前沒(méi)有可實(shí)現(xiàn)超低排放的脫硝技術(shù)；現(xiàn)有低氮燃燒、SNCR脫硝效率低，不能滿足超低排放要求；現(xiàn)SCR脫硝在高溫高塵煙氣中，催化劑易磨損、堵塞，甚至引起中毒和失活，運(yùn)行不穩(wěn)定等。而且，就算控制系統(tǒng)再先進(jìn)，氨逃逸和氮氧化物排放，始終存在蹺蹺板效應(yīng)，很難做到同時(shí)超凈排放。