水泥行業脫銷技術探究

任永峰

【摘 要】進入“十二五”后，環保形勢的變化對水泥工業的大氣污染防治、特別是NOx總量減排提出了更高要求。本文對現階段水泥行業的脫銷技術及效率影響因素進行 分析、歸納，建議水泥企業的NOx減排工作首先選用SNCR和分級燃燒相結合的脫氮技術。在水泥行業NOx減排方面，提出相關建議。

【關鍵詞】NOx 低氮燃燒器 分級燃燒 SNCR

“十二五”期間，國家將加大對氮氧化物的排放控制?！笆濉逼陂g我國氮氧化物排放總量要達到減排10%的目標。這就需要加大對電力、水泥、冶金等行業產生的氮氧化物進行控制。水水泥行業氮氧化物的排放量占全國工業排放總量的15%左右，已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。工信部582號文件關于水泥工業節能減排的指導意見，提出了具體的量化目標：到“十二五”末，氮氧化物在2009年的基礎上降低25%。同時指出，新建或改擴建水泥（孰料）生產線項目必須配置脫硝裝置。且脫硝效率不低于60%。因此，探討水泥行業最佳可行的脫硝技術顯得尤為迫切[1]。

1 NOx控制技術及應用分析

對水泥窯NOx的治理方法，可根據其產生途徑和生成的煙氣特點來制定，目前可采用的技術主要有分級燃燒技術、選擇性催化還原（SNCR）技術和選擇性催化還原（SCR）技術[2]。

1.1 分級燃燒技術

分級燃燒是將燃煤的燃燒過程分成兩個階段進行，在第一階段減少煤粉燃燒區域的空氣量，使煤粉在缺氧的條件下燃燒形成富燃區，燃燒生成CO、氮化合物（如CH、HCN等）和NO進行還原反應，抑制燃燒型NOx的生成量，同時也中和了部分回轉窯生成的熱力型NOx。第二階段煤粉在富氧條件下燃燒，此時燃燒溫度相對已較低，雖然有部分氮化合物會氧化成NO，但總的NOx的生成量是減少的。分級燃燒技術的脫氮效率在20～30%。氮氧化物的排放可控制在600mg/m3左右。

1.2 選擇性催化還原（SNCR）技術

選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡寫為SNCR）技術屬于煙氣脫硝技術，是將氨水或尿素等氨基物質在一定的條件下與煙氣混合，在不使用催化劑的情況下將氮氧化物還原成為無毒的氮氣和水[3]。

當向燃燒煙氣中噴氮而不采用催化劑的條件下，對于噴入點的煙氣溫度非常敏感，反應只能在850-1100℃進行。SNCR反應的關鍵因素有：反應溫度、氨氮摩爾比、NOx初始濃度、燃氣中氧濃度、停滯時間等因素。SNCR的脫銷效率在40～70%，氮氧化物的排放可控制在300mg/m3以內。

在脫銷還原劑的選擇上，氨水屬于危險化學品，受到相關部門的監管，從運輸。儲存到使用較多嚴格的限制，使用中需采用相應的安全防護措施。尿素與氨水相比，占用場地大，投資較高，工藝流程較復雜，反應時會產生N2O，其溫室效應是二氧化碳的250倍。因此，目前普遍選用氨水作為SNCR還原劑。

1.3 選擇性催化還原（SCR）技術

選擇性催化還原法（Selective Catalytic Reduction，SCR）是指在催化劑的作用下，利用還原劑（如NH3、液氨、尿素）來"有選擇性"地與煙氣中的NOx反應并生成無毒無污染的N2和H2O，反應在300-400℃進行?？稍陬A熱器出口的廢氣管道上安裝SCR反應器，在反應器前加入還原劑進行脫氮。據國外應用數據顯示，SCR的脫銷效率在80～90%，氮氧化物的排放可控制在200mg/m3以內。

2 結語

結合以上分析，建議水泥企業的NOx減排工作首先選用SNCR和分級燃燒相結合的脫氮技術。在煅燒工況穩定的情況下，充分發揮燃燒脫氮技術，降低生產成本；在工況異常時，提高SNCR脫硝效率，保證NOx減排治理中已普遍實施了SNCR和分級燃燒相結合的脫氮技術，各水泥窯的綜合脫硝率均達到60%以上。大氣污染治理是一項長期性的工作，在減少企業對環境影響的同時，又能降低企業的生產成本，才會實現環境保護和企業發展的雙贏。

參考文獻：

[1] 國務院《“十二五”節能減排綜合性工作方案》.2011.

[2] 中國水泥網.《記2012第二屆中國水泥脫硝研討會》.2012（3）.

[3] 曾令可，方海鑫 等.NOx的生成機理及治理.中國百科網，2012.