水泥脱硝之水泥窑几种典型脱硝技术的比较与分析

北极星环保网讯:我国氮氧化物排放量逐年增长，水泥行业氮氧化物排放量也呈现快速增长趋势，继火电和机动车之后排第3 位。氮氧化物排放量的迅速增加导致了一系列的城市和区域环境问题。继火电行业脱硝工作大规模推广后，我国将推进以水泥行业为主的其它行业氮氧化物排放控制。

目前我国水泥生产NOx 排放控制的政策与污染物排放标准

 GB4915-2004 水泥工业大气污染物排放标准，水泥窑NOx 排放量应小于800mg/Nm3 (标况气体，折算为NO2，以10%氧含量为基准，下同) ;

GB50259-2008水泥厂设计规范规定，水泥厂焚烧废弃物NOx 排放量应小于500mg/Nm3;

 氮氧化物排放量已被国家列入“十二五”规划的控制性目标，要求 2015 年氮氧化物排放总量比2010 年下降10%;

工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》(工原[2010]第127 号文件)“对水泥行业大气污染物实行总量控制，新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx 效率不低于60%的烟气脱氮装置”。

目前我国水泥企业NOx 排放现状及将来的政策

1 现状

目前新型干法水泥企业NOx 实际排放浓度为500~1100mg/Nm3之间, 有个别企业在某个时段有超1300mg/Nm3。有的企业已经上了低氮喷煤管或者分级燃烧技术的,其排放浓度已经低于目前的国家标准800mg/Nm3。

2 将来的政策：

2.1 《水泥工业大气污染物排放标准》( GB4915-2012)征求意见稿提出：

a. 2013 年7 月1 日起， 新建企业执行320mg/Nm3

b. 2015 年1 月1 日起， 现有企业执行450mg/Nm3

c. 重点地区企业执行大气污染物特别排放限值的时间和地域范围由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定

由于工信部下文”新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%的烟气脱氮装置”中的60%并没有特别注明本底值是目前生产线实际排放值还是环保部规定的800mg/Nm3,这样就导致了目前各地环保部门出台的指标不一致,有要求脱硝效率达到60%或70%;有要求排放浓度300~350mg/Nm3,杭州要求最严格为150mg/Nm3。

水泥窑产生氮氧化物的主要原理及主要影响因素

水泥窑产生的废气中，NO约占95%，NO2占5%。氮氧化物主要有三种来源：燃料型、热力型和快速型。

1 燃料型氮氧化物

燃料中的氮在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物，煤中氮含量一般在0.5%~2.5%左右，主要以有机氮的形式存在，有机氮热裂解产生N、CN、HCN 和NHi 等中间产物基团，然后氧化而生成的NOx。其主要影响因素有：燃料特征、燃烧温度和过剩空气系数等。

主要的控制方法有：改变燃烧条件，减少燃料型NOx生成量 ;对燃烧后产生的含NOx 烟气进行脱硝处理。

2 热力型氮氧化物

高温条件下N2 和O2反应生成的氮氧化物：

N2+O2→2NO

NO+1/2O2→NO2

其主要影响因素：温度、氧气浓度和停留时间。回转窑中烧成带温度低于1350℃时几乎不产生热力型NOx，高于1500℃时大量产生。

主要的控制方法有：①降低燃烧温度;②降低氮浓度;③降低氧浓度;④缩短在窑的停留时间。

水泥窑几种典型脱硝技术的比较

1 低氮燃烧器

1.1 原理

由于热力型氮氧化物的生成主要与火焰温度和过剩空气系数有关，当火焰温度高于1500℃以上时,氮氧化物的生成与火焰温度成指数关系增加。低氮燃烧器的主要特点是推力大，煤和空气混合好，燃烧速率快。它与传统的燃烧器相比，需要的过剩空气系数小，火焰温度也较低，因此生成的氮氧化物少。

延伸阅读：

 水泥熟料生产线低氮燃烧脱硝技术优缺点分析

水泥窑炉烟气SNCR 脱硝工艺参数的优化研究

【水泥脱硝】浅谈水泥企业脱硝减排SNCR工艺