水泥行業(yè)超低排放氮氧化物（<50mg/Nm3）無氨脫硝技術！

一、引言  

水泥行業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎產(chǎn)業(yè)，然而伴隨著水泥生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，氮氧化物的排放量正在逐年遞增。氮氧化物氣體是危害最大，最難處理的大氣污染物之一，早在國家“一二五環(huán)保規(guī)劃”中，氮氧化物就成為繼二氧化硫之后的實行總量控制的污染物。在此背景下如何有效脫硝，無疑是值得環(huán)保行業(yè)孜孜探索的問題，蘇州仕凈環(huán)?？萍脊煞萦邢薰咀猿闪⒁詠?，一直致力于解決脫硝問題，開創(chuàng)新一代脫硝工藝：LCR脫硝凈化技術，LCR具備傳統(tǒng)脫硝技術不具有的優(yōu)勢，能有效降低氮氧化物對生態(tài)環(huán)境造成的負面影響。  

二、傳統(tǒng)水泥脫硝技術比較  

（一）傳統(tǒng)水泥脫硝技術概況  

1.低氮分級燃燒技術  

作為水泥煙氣脫硝技術的一種，低氮分級燃燒技術主要遵循燃燒學原理，通過改變運行工況，將燃燒工藝中生成的氮氧化物進行還原或抑制。在具體應用的過程中，人們要在煙室與分解爐之間建立還原燃燒區(qū)。同時，利用煤將原分解爐的一部分分入該區(qū)域，使其通過缺氧燃燒形成一系列還原劑，如一氧化碳、甲烷以及氰化氫等，從而將煅燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物轉化為無危害、無污染的氮氣。與此同時，煤在缺氧燃燒的狀態(tài)下對于氮氧化物的產(chǎn)生也起到了一定的抑制作用?，F(xiàn)階段，低氮燃燒技術主要包括空氣分級燃燒、燃料分級燃燒以及濃淡燃燒等。采用該技術，可以更好地改造燃燒室，同時所需經(jīng)費較少，但是其脫硝效率僅在30%左右，脫硝效果不是十分明顯，很難滿足氮氧化物控制技術的要求。  

2.選擇性非催化還原技術  

選擇性非催化還原技術是水泥脫硝技術的重要類型，也叫SNCR技術。其主要原理是：當燃燒溫度在850～1000℃時，在有氧的條件下，在排出的氣流體中注入氨或氨的先驅物，使一氧化氮按照相應的反應規(guī)律進行還原。現(xiàn)如今，水泥行業(yè)的還原劑都具有氨氣基，其主要由氨水和尿素水組成，可以將煅燒過程的氮氧化物還原為氨氣和水，在水泥熟料生產(chǎn)線的分解爐內(nèi)，存在符合SNCR技術工作的反應溫度窗口。該技術對氮氧化物的脫除率較高，一般在50%～80%，同時其操作系統(tǒng)簡單，為實際脫硝操作提供便利。但是，該技術對反應溫度的要求較高，需要使用大量還原劑，導致運行成本顯著增加。此外，該技術易受到反應溫度、化學反應時間以及噴槍位置等因素的影響。  

3.選擇性催化還原技術  

選擇性催化還原法又被稱為SCR脫硝技術，也是一種水泥脫硝技術。該技術應用要有一定的催化反應條件，通過具有氨氣基的還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為水和氨氣，從而降低氮氧化物的排放量。SCR脫硝技術對溫度的要求較高，要求反應溫度控制在300～450℃。在沒有預熱器參與的條件下，水泥爐窯中的煙氣道溫度遠低于該溫度，因此必須做好煙氣的加熱工作。同時，要采用合適的SCR催化劑，如二氧化鈦或V205-M003，而催化劑的外形通常采用板式、波紋板式以及蜂窩式等結構。SCR脫硝技術的脫硝效果非常明顯，通常氮氧化物的脫除率能夠達到60%～90%。但是，其對于設備有著嚴格的要求，要求其具有較高的耐腐蝕性，同時投資運行所需費用較大，易對環(huán)境造成二次污染。  

三種傳統(tǒng)脫銷技術的比較如表1所示：  

（二）傳統(tǒng)脫硝技術風險分析  

傳統(tǒng)脫硝技術的弊端和風險總結如表2所示：  

可以看到，SNCR和SCR雖然效率較高，但會帶來一定的環(huán)境風險。舉較為重要的兩點：其一，使污染物中新增了一種氨氣污染物，這種污染物也被稱為逃逸氨氣。逃逸氨氣是指在還原反應中，部分氣體沒有充分和氮氧化物反應而流入空氣中。這些逃逸氨氣導致其間出現(xiàn)硫酸銨或其他銨鹽，而這些銨鹽會堵塞、腐蝕空氣預熱器等設備。若這些逃逸氨氣與飛灰相互吸附，也會影響飛灰處理工作，其散發(fā)的氨氣臭味也嚴重影響水泥廠附近居民的正常生活。其二，若采用氨水作為還原劑，那么其運輸和存儲很容易對生態(tài)環(huán)境造成威脅。其主要原因是氨水的性質與其他還原劑不同，具有較強的刺激性臭味，易溶于水，具有一定毒性，也會腐蝕人體皮膚，甚至使人窒息。氨水極易分解為氨氣，分解速度與空氣溫度成正比，一旦遇到明火，極易發(fā)生爆炸。一旦氨氣在存儲或運輸中出現(xiàn)泄漏，容易引發(fā)爆炸事故，對周圍環(huán)境造成嚴重威脅。  

而相對SNCR和SCR而言，低氮分級燃燒技術雖然不會對環(huán)境造成負面影響，但是作為最早期的傳統(tǒng)脫硝技術，效率底下，難以達到控制要求，通常與其他技術配合使用才可以達到效果。  

綜上所述，傳統(tǒng)的三種脫硝技術難以在提高脫硝效率下兼顧環(huán)境因素，效率高意味要以環(huán)境為代價，并且伴隨著投資運營成本高啟，過程通常也更繁復。沒有不良影響的技術效率低下，顯然也只是一個中庸選擇。需要更好的技術來解決脫硝問題，LCR脫硝工藝應運而生。  

三、新一代脫硝工藝LCR脫硝技術介紹  

（一）公司簡介  

蘇州仕凈環(huán)?？萍脊煞萦邢薰境闪⒂?005年，注冊資金10000萬元，現(xiàn)有員工超400人，目前擁有研發(fā)基地20畝，制造基地50畝，環(huán)境檢測實驗室1000平方米，是集環(huán)保設備的規(guī)劃，設計、制造、安裝、售后于一體的綜合性環(huán)境治理企業(yè)，公司設有企業(yè)技術中心、廢氣凈化工程技術研究中心、博士后管理辦公室、江蘇省博士后實踐基地，與西安交大、上海理工大學進行了廣泛的合作，已擁有多項專利。  

“人類用自己的才華修筑了一條平坦的高速公路，而這條路的盡頭卻是災難，另一條岔路為我們提供了保護地球的機會”，蘇州仕凈自成立以來一直探索著走上這另一條道路，持續(xù)對自然與人類的關系進行思考，不斷鉆研空氣凈化手段，致力于構建美妙的人與自然。經(jīng)過技術研究人員長期探索，成功推出新一代脫硝工藝——LCR脫硝技術。  

（二）LCR脫硝技術特點介紹  

LCR脫硝技術：針對煙氣排放所含氮氧化物，使用高效脫硝塔進行整體治理，在0-400℃的溫度范圍內(nèi)，高效脫硝塔利用液態(tài)脫硝劑的催化反應來達到處理氮氧化物，LCR脫硝融合了吸收、催化反應等技術，將氮氧化物變成H₂O和N₂，無二次污染，該技術具有中低溫高效特點，脫硝效率95%以上，氮氧化物排放最低可以降到5mg/Nm³以下，同時可以脫硫脫硝除塵一體化，達到塵、硫、硝的超低排放，其投資成本、運行成本較低。  

（三）LCR脫硝技術應用案例  

參見南方某水泥公司、中聯(lián)某水泥公司。  

圖1設備效果圖  

四、結束語  

近年來，我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，這也帶動了城市建筑業(yè)的發(fā)展，水泥的市場需求量不斷增大，在應用水泥脫硝技術的過程中，需要結合自身實際，慎重選擇治理技術，只有這樣，才能達到事半功倍的效果。新一代脫硝工藝LCR技術采用理想的方式，兼顧效率與環(huán)境保護，降低投資運營成本。蘇州仕凈希望通過不斷創(chuàng)新，不斷發(fā)展，響應我國環(huán)境保護政策。希望每一次在環(huán)保行業(yè)的創(chuàng)新都能為人和自然帶來更多思考。