专家浅议水泥生产的脱硝问题

5，治理的功能说与阶段说

水泥窑烟气中NOX的控制相对是一个非常复杂的问题，需要强调的是，降低NOX的排放必须是在保证水泥窑正常生产的前提下进行。

水泥窑烟气中NOX的产生主要来源于燃烧，根据其燃烧过程的特点和燃料的生命周期，目前所掌握的NOX控制方式按功能主要有以下几类：

（1）针对NOX主要来自燃料本身，对燃烧进行脱氮处理或者选择含N低的燃料、使用低N的替代燃料，以降低燃料型NOX的生成，不可避免地成为一种选项。在燃料来源具备条件的区域，部分水泥厂采用此种方式也不失为一个办法。

（2）低氮燃烧技术是通过改变燃烧条件来控制燃烧关键参数，以抑制NOX生成或破坏已生成的NOX为目的，从而减少NOX排放的技术。其主要方式有：采用低NOX燃烧器、空气/燃料分级燃烧技术、改变燃料物化性能技术、改变生料易烧性等方面。

（3）针对烟气的脱硝技术，主要是根据NOX具有的还原、氧化和吸附等特性开发出的一项技术。主要有比较成熟的SNCR和SCR法，以及湿法脱硝、生物脱硝等。

虽然目前国内外水泥窑可采取的脱硝措施有多种，但如果按照在水泥窑工艺上切入的节点，我们也可将已经使用的脱硝措施，大致按阶段分为源头治理、中间治理、末端治理三个阶段。

水泥窑脱硝措施在工艺上的切入节点，如图。

泥窑脱硝措施在工艺上的切入节点

(1)从源头治理，利用低氮燃烧和分段燃烧等技术减少NOx生成，虽然脱硝能力有限，但投资较少，而且对熟料生产也有利；

(2)从末端治理，采用SCR脱硝技术减少烟气中NOx排放量，虽然脱硝效果较好，但占用空间大、投资大，改造的难度很大，在国外用的也很少；

(3)从中间治理，采用SNCR脱硝技术减少烟气中NOx排放量，脱硝能力、改造投资和难度比较适中，也是国外采用的主要技术。

情非得已的SNCR

选择性非催化还原（SelectiveNon-CatalyticReduction，SNCR）技术，是目前水泥行业主推的脱硝手段。是在合适的温度窗口喷入脱硝剂氨水或尿素，以此还原烟气中的NOX。单从脱硝能力和投资上来讲，似乎SNCR脱硝是一种比较适中的选择，遗憾的是SNCR脱硝不仅能力有限而且副作用较大，对作为水泥窑脱硝来讲，仍然是一种不成熟的过度方案而已。

事实上，即使在国外，直接在水泥厂上脱硝装置的情况也并不多见。据了解，国际水泥巨头拉法基的脱硝，第一步也并非安装脱硝装置，而是优化工艺，挖掘自身潜力，利用技术改造达到降耗减排的目的。

1，难以控制的两个技术难点

SNCR脱硝不用催化剂，而是直接使用压缩空气、经多个喷嘴将脱硝剂吹入烟气中，使NOX在温度窗口内与NH3充分接触一段时间后被还原为N2，其工艺流程如图所示。

这里有两个技术难点，一是如何保证喷嘴始终处于温度窗口内，二是如何保证所有NOX与NH3有一定时间的充分接触。

NOX的还原反应需发生在一个特定的温度区间内，这个温度区间被称为“温度窗口”。理论上氨水的最佳反应温度为856℃，尿素的最佳反应温度为890℃，而根据工业经验，这个温度窗口一般在900～1100℃之间。低于这个温度会增加NH3的逃逸率，导致脱硝效率下降，甚至造成NH3和CO污染；高于这个温度，又会导致NH3分解，使本来的脱硝剂反被氧化为NOX，可就真的成了好心办坏事。

实际上，温度窗口在分解炉上的几何分布是不确定的，而且会随着原燃材料和热工状况的波动而无规则地波动，喷嘴又不可能做到及时跟踪，所以在实际使用中跳出温度窗口外的喷氨现象是很难避免的。

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