中晶技术｜禧德活动床：水泥行业烟气多污染物协同治理解决方案

01我国水泥行业烟气超低排放治理现状及发展趋势

全球水泥产量在2020年达到42亿吨，其中我国占53.84%。2020年我国水泥产量约为23.8亿吨，熟料产量约16亿吨。目前我国生产一吨水泥熟料将产生约0.86吨CO₂。

1.1我国水泥行业烟气超低排放治理现状

水泥行业作为高污染高碳排的代表，又是继电力、钢铁之后的NOx第三大排放源，年排放量在200万吨左右，约占全国NOx排放总量的10%。碳排放量约为13.75亿吨，约占全国CO₂总排放量的14%，水泥行业碳排放量已超越钢铁成为非电领域第一大户。

2020年，生态环境部下发《关于在疫情防控常态化前提下积极服务落实“六保”任务 坚决打赢打好污染防治攻坚战的意见》《重污染天气重点行业应急减排技术指南》等政策法规，都强化了对NOx的减排要求；多地也相继出台了超低排放指导意见，明确了NOx≤100mg/Nm³（A级企业NOx≤50mg/Nm³，NH3≤5mg）、NH₃≤8mg，喷氨量小于4Kg/吨熟料的超低排放要求。2021年7月随着全国碳排放权交易在上海正式启动，它将碳排放内化为企业经营成本的一部分，交易形成的碳排放价格会引导企业选择成本最优的减污降碳技术。这会倒逼更多水泥企业的减污降碳工作从“被动”走向“主动”。

1.2我国水泥行业超低排放的治理路线及趋势

水泥行业实现超低排放的难点是氮氧化物和氨逃逸的双减双降与协同治理。当前，业内常用的脱硝技术有SNCR和SCR两种。

水泥企业普遍采用的是SNCR脱硝技术，它具有投资少、技术成熟的优点。但因其脱硝效率低、对烟温要求高、氨逃逸等问题无法满足对中低温条件下深度脱硝的相关要求。SCR作为一种在世界范围内成熟、高效的烟气脱硝技术，已被广泛应用在电力与非电领域中，但在水泥行业的应用还属于新的领域。SCR存在投运成本高、氨逃逸等问题，并且因水泥行业烟气粉尘含量大易导致催化剂堵塞，造成运行阻力增加、催化剂失活等，同时烟气经过催化剂塔时还会产生温降造成热损耗和能耗增加。其中，因系统运行阻力增加而造成的电耗及温降带来的热损耗都会间接造成CO₂排放增加。

与此同时，为达到超低排放标准，上述两种技术都存在要大量喷氨的问题。氨是危险化学品，易引起设备腐蚀、人体健康方面的问题、过量氨气形成的超细颗粒物还会形成雾霾。

在水泥行业2023年实现碳达峰与氮氧化物治理标准趋严的大背景下，标志着具有“减污降碳、无氨脱硝、多污染物协同治理”特点的技术将会成为水泥行业超低排放治理技术的发展趋势。

02禧德Ⓡ工艺：一种水泥行业的新型脱硝除氨治理工艺

禧德^Ⓡ工艺是中晶环境独立开发具有多项自主知识产权的工艺技术。该技术是利用中晶研制的M^®系列脱除剂对烟气进行脱硫脱硝，并对VOCs、二噁英、汞、氟等多种污染物可实现协同治理的综合烟气治理技术。

2.1技术原理

禧德^Ⓡ工艺的核心技术包括禧德^Ⓡ活动床技术和M^Ⓡ系列脱除剂两大部分。禧德^Ⓡ活动床技术的原理是将烟气通入活动床内，使烟气分别低速均匀的通过脱硝物料床层和除氨物料床层，烟气中的氮氧化物、氨及其他污染物与M^Ⓡ系列脱除剂充分接触并吸收反应，净化后的烟气直接排放。M^Ⓡ系列脱除剂随着反应逐渐饱和，从活动床底部缓慢排出饱和物料，同时向活动床顶部补充新鲜物料，保证出口排放稳定达标。

M^Ⓡ系列材料包含M^Ⓡ1脱硫剂、M^Ⓡ2脱硝剂、M^Ⓡ3脱硫脱硝剂和M^Ⓡ4脱氨剂。M^Ⓡ系列脱除剂是由专利配方的多孔吸附+催化剂材料复合制备而成，使其能够匹配多种工况条件，可应用于回转窑、加热炉、热风炉、煤气炉、锅炉、高炉等常规设备的烟气脱硫脱硝脱氨。相较于传统的脱硫脱硝剂，其在实现近零排放的同时，吸附容量更大、强度更高、耐久性与持久性更好，且在安全性、稳定性、可资源化利用等方面都具有更明显的优势。

2.2工艺流程

禧德^Ⓡ活动床烟气治理技术（FGD）可在低温环境下实现高效的无氨脱硝治理。活动床装置通常布置在窑尾除尘装置后端，分为对流工艺/错流工艺两种形式，可根据回转窑烟气量的大小进行灵活适配。来自布袋除尘器的废烟气进入反应器后，水平/垂直穿过吸收剂料层（单侧两层反应区，单层料厚900cm)，吸收剂与烟气中的氮氧化物、氨气发生物理吸附及化学反应，从而达到脱硝、除氨的目的，最后通过引风机进入原烟囱排放。

饱和的吸收剂由吸收塔底部排出，此时顶部备用仓的新鲜吸收剂补充至反应器内，使吸收剂始终充满反应器，保证吸收剂能够与烟气实现不间断的充分反应。另外，反应器中的吸收剂从上往下移动，即保持反应器上部的吸收剂为最新的，经使用一段时间后去往吸收塔下部。

2.3禧德^Ⓡ工艺与现有其它技术路线对比

2.4禧德^Ⓡ活动床技术的优势

（1）禧德^Ⓡ活动床技术结合M^®系列脱除剂在实现氮氧化物超低排放的同时，可实现多污染物协同治理，脱除效率可达95%以上，氮氧化物入口数值为300mg/Nm³状态下，出口数值可低于30mg/Nm³；

（2）禧德^Ⓡ活动床技术系统能耗低、采用的M^Ⓡ系列材料生产原料以无机的工业固废为主（60~70%），制备过程及治理过程中均无碳排产生；

（3）占地面积小、设备布置灵活、运行稳定、相较SNCR和SNCR+SCR技术而言，无需改变、介入现有水泥生产工艺流程；

（4）工程投资较SCR低30%，运营成本更低（3元/吨熟料），一次投资少；

（5）无氨脱硝：杜绝氨逃逸，更环保，更安全。

03结束语

中晶环境禧德^Ⓡ活动床脱硝技术在烟气治理过程中可获得较高的脱除效率（95%以上），在超低排放治理过程中真正实现了“无氨脱硝”、多污染物协同治理。在水泥行业2023年实现碳达峰与“减污降碳”的大背景下，可实现低碳治污、协同治污、精准治污、无氨脱硝、副产物资源化利用的治理技术将会成为水泥、钢铁等非电行业未来烟气治理技术的发展方向。