水泥行業(yè)NOx污染防治及減排措施研究

周 均

（湖州市環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心 浙江湖州 313000）

引言

對(duì)于我國社會(huì)發(fā)展來講，控制NOx污染十分重要，其不但有助于水泥行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，還能減小對(duì)環(huán)境的影響。為此，水泥企業(yè)需給予NOx污染控制高度重視，促使其存在的效用與價(jià)值在水泥行業(yè)發(fā)展中充分的發(fā)揮出，為推動(dòng)現(xiàn)代化社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展提供有利條件。本文主要研究水泥行業(yè)NOx的污染防治及減排措施，具體如下。

1 水泥行業(yè)NOx污染防治現(xiàn)狀

產(chǎn)生NOx的影響因素有很多，相關(guān)人員對(duì)此采用了些許措施。其中行之有效的依舊在研究與試驗(yàn)，甚至有的當(dāng)前還有爭議。

1.1 降低煅燒溫度

水泥窯燃燒器的溫度能夠達(dá)到1700℃~1900℃，一些比較大型的水泥窯溫度甚至高于2000℃，氣流在1200℃之上停住的時(shí)間是3s，溫度太高對(duì)降低熱NO十分不利，可以通過加礦化劑或是調(diào)整配料的方式降低燃燒溫度，進(jìn)而減少熱NO形成。但從水泥與熟料性能等方面考慮此種方式并不適合廣泛使用[1]。

1.2 降低過剩空氣系數(shù)

較低的過剩空氣系數(shù)能夠減少NO生成量，但是只有降到1.1之下才會(huì)有效減少NO生成量，而降低過剩空氣系數(shù)還會(huì)出現(xiàn)還原性煅燒，對(duì)于熟料質(zhì)量十分不利，因此該方法不常用。

1.3 增加火焰長度

從理論層面看，增加火焰長度能夠減小高溫點(diǎn)溫度，能夠有效降低NO生成量。但具體生產(chǎn)中短火焰盡管溫度很高，產(chǎn)生的NO量依舊比最長的火焰少，主要原因?yàn)槎袒鹧嬷行奈恢们啡毖鯕猓瑹煔庠诟邷貐^(qū)域停滯的時(shí)間較短。

2 水泥窯煙氣脫硝渠道

對(duì)氮氧化物濃度進(jìn)行有效控制，是當(dāng)前降低環(huán)境污染的有效手段，具體如下。

2.1 控制氮氧化物的濃度

江蘇省已要求水泥行業(yè)2019年6月1日前氮氧化物排放不高于100毫克/立方米，其它地方目前執(zhí)行國標(biāo)控制在400毫克/立方米或特別排放限值320毫克/立方米，由此可見氮氧化物減排還有很大空間。

第一，利用新興工藝，應(yīng)用先進(jìn)的干法生產(chǎn)工藝，燃燒集中在兩個(gè)位置上窯頭與分解爐。對(duì)于預(yù)分解窯，其內(nèi)部分解爐燃燒的的熱能為總能耗的百分之六十，該部分熱能具體為生料煅燒，實(shí)現(xiàn)石灰石分解。分解爐的實(shí)際溫度在800℃~1000℃間，比回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度要低很多，大大降低了NOx的生成量[2]。

第二，優(yōu)化煤粉燃燒器，利用現(xiàn)代化的燃燒理論與技術(shù)，同煤粉特點(diǎn)相結(jié)合，研究出新型煤粉燃燒器。通過主通道的有效設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)噴煤管頭極大的負(fù)壓卷吸區(qū)，能夠高效吸收高溫二次風(fēng)，保證窯頭煤粉穩(wěn)定燃燒，另外冷卻風(fēng)道能夠有效規(guī)避燃燒器頭部受損，避免出現(xiàn)部分高溫?fù)p壞窯皮的狀況。既能保證各種燃料充分燃燒，還能減少NOx的生成量。

第三，控制燃燒范圍，讓助燃空氣分級(jí)燃燒，應(yīng)用低氮氧化物燃燒技術(shù)。助燃空氣分級(jí)燃燒技術(shù)的主要原理是：把燃燒所需的空氣分成兩級(jí)輸入，讓初級(jí)燃燒區(qū)中過量空氣系數(shù)低于1，燃料需要缺氧的條件下進(jìn)行燃燒，讓燃燒溫度與速度下降，進(jìn)而阻礙熱力氮氧化物產(chǎn)生。

2.2 末端治理方法

水泥窯脫硝的減排措施為非催化還原技術(shù)與催化還原技術(shù)。

第一，非催化還原技術(shù)。此種工藝指的是在適當(dāng)?shù)臏囟葏^(qū)域噴入尿素或是淡水，在不利用催化劑的狀況下把氮氧化物還原成無毒的水與氮?dú)猓M(jìn)而將水泥窯煙氣中的氮氧化物脫去。在水泥廠脫硝中，最常用的脫硝劑便是百分之二十濃度的氨水，其他能夠選擇的脫硝劑有尿素溶液與液氨等。針對(duì)國外預(yù)分解水泥窯脫銷的具體狀況，氨水應(yīng)用是最普遍的[3]。

第二，催化還原技術(shù)。此工藝是在催化劑存在的狀況下，通過噴入尿素或是氨水，有選擇性的出去煙氣中的氮氧化物。選擇性催化還原技術(shù)在燃燒電廠以及大型鍋爐利用最廣泛。

選擇性催化還原技術(shù)利用催化劑，催化作用能夠體現(xiàn)活化性能下降，反映能夠在較低的溫度條件下展開。以尿素或是氨水當(dāng)作還原劑，在煙氣凈化系統(tǒng)內(nèi)加設(shè)催化劑塔與加熱器，致使煙氣通過催化層，在催化劑表層NOx展開選擇性反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫氮氧化物的目的。

結(jié)語

綜上所述，若想保證社會(huì)公眾生活在健康舒適的環(huán)境中，加強(qiáng)對(duì)水泥行業(yè)NOx的污染防治及減排措施研究至關(guān)重要，其不但能夠緩解我國環(huán)境壓力，還能保障社會(huì)公眾身體健康。基于此，水泥行業(yè)需給做好NOx污染控制工作，保證NOx排放量達(dá)到最低，確保社會(huì)公眾的實(shí)際需求得到滿足，促進(jìn)我國社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。