水泥窑几种典型脱硝技术的比较-北极星大气网

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1我国大气污染现状

我国是以燃煤为主的发展中国家，燃煤造成的大气污染日趋严重，而氮氧化物（NOx）是其主要成分之一，包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等多种氮的氧化物，燃煤窑炉排放的NOx中绝大部分是NO。NO的毒性不是很大，但是在大气中NO可以氧化生成NO2。NO2比较稳定，其毒性是NO的4～5倍。空气中NO2的含量在3.5×10-6（体积分数）持续1h，就开始对人体有影响；含量为（20～50）×10-6时，对人眼有刺激作用。含量达到150×10-6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。此外，NOx还导致光化学烟雾和酸雨的形成。由于大气的氧化性，NOx在大气中可形成硝酸（HNO3）和硝酸盐细颗粒物，同硫酸（H2SO4）和硫酸盐颗粒物一起，易加速区域性酸雨的恶化。

氮氧化物活性高、氧化性强，是造成我国复合型大气污染的关键污染物。随着国民经济持续快速发展和能源消费总量大幅攀升，我国氮氧化物排放量迅速增长。“十一五”期间，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。雾霾天气已经成为中国各大城市的常见现象，严重威胁着人民群众的身体健康，成为当前迫切需要解决的环境问题。“十二五”期间我国将针对氮氧化物的污染特征，进入以空气质量改善为切入点、以主要行业为突破口的大规模削减阶段。现在火电，钢铁和以水泥为首的建材行业都在大规模推行脱硝工作。

2我国水泥生产NOx排放标准

GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定：现有企业2015年6月30日前仍执行GB4915-2004标准，氮氧化物排放浓度≤800mg/m³（以NO2计，10%O2），自2015年7月1日起执行氮氧化物排放浓度≤400mg/m³（以NO2计，10%O2）；自2014年3月1日起，新建企业执行氮氧化物排放浓度≤400mg/m³（以NO2计，10%O2）；重点地区企业执行氮氧化物排放浓度≤320mg/m³（以NO2计，10%O2）。

3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。

3.1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：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。

3.2热力型氮氧化物

高温条件下N2和O2反应生成的氮氧化物：

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：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。

4水泥窑几种典型脱硝技术的比较

4.1低氮燃烧器

（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。

（2）低氮燃烧器脱硝效率。

低氮燃烧器脱硝效率一般为10%～15%，但在不影响正常生产情况下脱硝效率一般为5%～10%。

原标题：水泥窑几种典型脱硝技术的比较

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