水泥行業(yè)脫銷技術(shù)探究

任永峰

【摘 要】進(jìn)入“十二五”后，環(huán)保形勢(shì)的變化對(duì)水泥工業(yè)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(duì)現(xiàn)階段水泥行業(yè)的脫銷技術(shù)及效率影響因素進(jìn)行 分析、歸納，建議水泥企業(yè)的NOx減排工作首先選用SNCR和分級(jí)燃燒相結(jié)合的脫氮技術(shù)。在水泥行業(yè)NOx減排方面，提出相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】NOx 低氮燃燒器 分級(jí)燃燒 SNCR

“十二五”期間，國(guó)家將加大對(duì)氮氧化物的排放控制?！笆濉逼陂g我國(guó)氮氧化物排放總量要達(dá)到減排10%的目標(biāo)。這就需要加大對(duì)電力、水泥、冶金等行業(yè)產(chǎn)生的氮氧化物進(jìn)行控制。水水泥行業(yè)氮氧化物的排放量占全國(guó)工業(yè)排放總量的15%左右，已是居火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。工信部582號(hào)文件關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見，提出了具體的量化目標(biāo)：到“十二五”末，氮氧化物在2009年的基礎(chǔ)上降低25%。同時(shí)指出，新建或改擴(kuò)建水泥（孰料）生產(chǎn)線項(xiàng)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(yè)最佳可行的脫硝技術(shù)顯得尤為迫切[1]。

1 NOx控制技術(shù)及應(yīng)用分析

對(duì)水泥窯NOx的治理方法，可根據(jù)其產(chǎn)生途徑和生成的煙氣特點(diǎn)來(lái)制定，目前可采用的技術(shù)主要有分級(jí)燃燒技術(shù)、選擇性催化還原（SNCR）技術(shù)和選擇性催化還原（SCR）技術(shù)[2]。

1.1 分級(jí)燃燒技術(shù)

分級(jí)燃燒是將燃煤的燃燒過(guò)程分成兩個(gè)階段進(jìn)行，在第一階段減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量，使煤粉在缺氧的條件下燃燒形成富燃區(qū)，燃燒生成CO、氮化合物（如CH、HCN等）和NO進(jìn)行還原反應(yīng)，抑制燃燒型NOx的生成量，同時(shí)也中和了部分回轉(zhuǎn)窯生成的熱力型NOx。第二階段煤粉在富氧條件下燃燒，此時(shí)燃燒溫度相對(duì)已較低，雖然有部分氮化合物會(huì)氧化成NO，但總的NOx的生成量是減少的。分級(jí)燃燒技術(shù)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(shù)

選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡(jiǎn)寫為SNCR）技術(shù)屬于煙氣脫硝技術(shù)，是將氨水或尿素等氨基物質(zhì)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(wú)毒的氮?dú)夂退甗3]。

當(dāng)向燃燒煙氣中噴氮而不采用催化劑的條件下，對(duì)于噴入點(diǎn)的煙氣溫度非常敏感，反應(yīng)只能在850-1100℃進(jìn)行。SNCR反應(yīng)的關(guān)鍵因素有：反應(yīng)溫度、氨氮摩爾比、NOx初始濃度、燃?xì)庵醒鯘舛取⑼r(shí)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(nèi)。

在脫銷還原劑的選擇上，氨水屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，受到相關(guān)部門的監(jiān)管，從運(yùn)輸。儲(chǔ)存到使用較多嚴(yán)格的限制，使用中需采用相應(yīng)的安全防護(hù)措施。尿素與氨水相比，占用場(chǎng)地大，投資較高，工藝流程較復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生N2O，其溫室效應(yīng)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(shù)

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(lái)"有選擇性"地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無(wú)毒無(wú)污染的N2和H2O，反應(yīng)在300-400℃進(jìn)行?？稍陬A(yù)熱器出口的廢氣管道上安裝SCR反應(yīng)器，在反應(yīng)器前加入還原劑進(jìn)行脫氮。據(jù)國(guó)外應(yīng)用數(shù)據(jù)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(nèi)。

2 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上分析，建議水泥企業(yè)的NOx減排工作首先選用SNCR和分級(jí)燃燒相結(jié)合的脫氮技術(shù)。在煅燒工況穩(wěn)定的情況下，充分發(fā)揮燃燒脫氮技術(shù)，降低生產(chǎn)成本；在工況異常時(shí)，提高SNCR脫硝效率，保證NOx減排治理中已普遍實(shí)施了SNCR和分級(jí)燃燒相結(jié)合的脫氮技術(shù)，各水泥窯的綜合脫硝率均達(dá)到60%以上。大氣污染治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的工作，在減少企業(yè)對(duì)環(huán)境影響的同時(shí)，又能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，才會(huì)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和企業(yè)發(fā)展的雙贏。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)務(wù)院《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》.2011.

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

[3] 曾令可，方海鑫 等.NOx的生成機(jī)理及治理.中國(guó)百科網(wǎng)，2012.