水泥脱硝之水泥窑几种典型脱硝技术的比较与分析

3.4 燃料分级燃烧的投资

燃料分级燃烧的总投资为100 万人民币左右。

3.5 燃料分级燃烧的优、缺点

其优点是:一次性投资不大,运行时没有费用，脱硝率正常在20%~25%;缺点是：为使分解炉煤粉在还原气氛下燃烧，系统拉风需减小，同时提高三次风比例，操作员要有经验，要掌握好分煤的比例，否则窑尾及分解炉会出现结皮现象;另外，由于窑内通风相对减小，系统波动敏感性提高，对操作提出较高要求，操作适应阶段熟料质量合格率有所下降;为取得良好的脱硝效果，窑尾氧含量需严格控制，在减小系统拉风同时，要最大限度减小窑尾漏风，窑尾氧含量超过5%，脱硝效果将显著下降。设备运行稳定性较差，不适合高硫煤和石油焦等燃料。

4 选择性非催化还原技术(SNCR)

4.1 原理

SNCR 技术是一种成熟的NOx 控制处理技术。此方法是在分解炉的合适温度区域(约 850~1050℃)加入还原剂氨水(质量浓度17%～20%)或尿素(质量浓度30%~50%)，在有部分氧存在的条件下，氨与NOx 发生选择性非催化还原反应，将NOx 转化成无污染的N2。喷氨后窑炉内发生的化学反应有：

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

6NO+4NH3→5N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

2NO2+4NH3+O2→ 3N2+6H2O

当反应区温度过低时，反应效率会降低;当反应区温度过高时，氨会直接被氧化成N2 和NO。因此，为了提高脱硝效率并实现NH3 的逃逸最小化，需满足以下条件：在还原剂喷入的位置没有火焰;在反应区域维持合适的温度范围(850~1050℃);在反应区域有足够的停留时间(至少0.5秒，900℃)。SNCR 技术用还原剂主要有氨水和尿素两大类：

氨水的反应更直接，有着高效的去除率、较低氨逃逸和较高的化学反应效率;尿素要先加水融化才能使用，系统和设施复杂，同时尿素反应也相对复杂，会形成笑气、形成较高的氨逃逸和较高的CO。尿素作为还原剂时，反应温度要求在1000℃左右时，才能达到理想的脱硝效率，反应温度高，同时温度区间较窄。水泥窑系统分解炉中烟气温度一般在 900℃左右，最高不超过950℃，适合SNCR 反应的区域，所以选用氨水作为还原剂较适合。

4.2 SNCR 脱硝效率

SNCR 脱硝效率一般为50～75%。

4.3 SNCR 主要设备构成SNCR 主要设备构成有：卸氨系统、氨水储罐系统、氨水制备系统、氨水管路输送系统、分配调节控制系统、气力雾化系统、压缩空气供给系统和控制系统组成。

4.4 SNCR 的投资

目前国内做SNCR 的公司技术及配置参差不齐，总投资一般在200~350 万人民币左右。

4.5 SNCR 的优、缺点SNCR 烟气脱硝技术具有经济实用的特点，虽然受到反应温度、混合等因素的制约，但系统容易加工，无停工期，所占空间极小，与其它脱硝设备兼容升级性能好，运行管理方便等突出特点。SNCR系统具有建设快、投资经济、运行管理灵活、脱硝成本相对低廉等优势。

其缺点是：相对低氮燃烧技术，有氨系统安全性和投资较高，运行时会增加水泥企业的成本(成本约2.0~2.5 元/吨熟料);另外，如果控制不好，氨逃逸量过高时，会造成环境的二次污染!

5 选择性催化还原技术(SCR)

5.1 原理

SCR 技术大规模的应用于国内外的电力行业中。SCR 是利用NH3 与NO 反应的选择性，选择合适的催化剂，在350~400℃时，在催化剂表面将富氧烟气中的NO 还原成N2 和H2O。

5.2 SCR 脱硝效率

SCR 脱硝效率一般为70～90%。

5.3 SCR 主要设备构成SCR 主要设备构成有：卸氨系统、氨水储罐系统、氨水制备系统、氨水管路输送系统、分配调节控制系统、气力雾化系统、压缩空气供给系统、催化剂系统和控制系统组成。

5.4 SCR 的投资

目前国内水泥行业基本使用SNCR 技术，SCR很少使用，其技术基本靠引进，总投资一般在2000万人民币左右。

5.5 SCR 的优、缺点

SCR 烟气脱硝技术具有脱硝效率高的优点。其缺点是：有氨系统安全性和投资非常高，催化剂使用寿命和系统电耗高，运行时会大大增加水泥企业的成本(成本约20~25 元/吨熟料)。

 结束语

综合以上对比，低氮燃烧技术，SNCR 与SCR技术各有优缺点(见表1)，各水泥企业应该根据自身所处的地理位置环保要求和企业的技术条件来选择合理的脱硝技术，这样才能做到既达到环保要求，又不会大幅增加企业成本。

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