水泥行業(yè)超低排放氮氧化物（<50mg/Nm3）無氨脫硝技術(shù)！

一、引言  

水泥行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)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(shí)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詠恚恢敝铝τ诮鉀Q脫硝問題，開創(chuàng)新一代脫硝工藝：LCR脫硝凈化技術(shù)，LCR具備傳統(tǒng)脫硝技術(shù)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(fù)面影響。  

二、傳統(tǒng)水泥脫硝技術(shù)比較  

（一）傳統(tǒng)水泥脫硝技術(shù)概況  

1.低氮分級燃燒技術(shù)  

作為水泥煙氣脫硝技術(shù)的一種，低氮分級燃燒技術(shù)主要遵循燃燒學(xué)原理，通過改變運(yùn)行工況，將燃燒工藝中生成的氮氧化物進(jìn)行還原或抑制。在具體應(yīng)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(shí)，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(zhuǎn)化為無危害、無污染的氮?dú)?。與此同時(shí)，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(shù)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(shù)，可以更好地改造燃燒室，同時(shí)所需經(jīng)費(fèi)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(shù)的要求。  

2.選擇性非催化還原技術(shù)  

選擇性非催化還原技術(shù)是水泥脫硝技術(shù)的重要類型，也叫SNCR技術(shù)。其主要原理是：當(dāng)燃燒溫度在850～1000℃時(shí)，在有氧的條件下，在排出的氣流體中注入氨或氨的先驅(qū)物，使一氧化氮按照相應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行還原?，F(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(shù)工作的反應(yīng)溫度窗口。該技術(shù)對氮氧化物的脫除率較高，一般在50%～80%，同時(shí)其操作系統(tǒng)簡單，為實(shí)際脫硝操作提供便利。但是，該技術(shù)對反應(yīng)溫度的要求較高，需要使用大量還原劑，導(dǎo)致運(yùn)行成本顯著增加。此外，該技術(shù)易受到反應(yīng)溫度、化學(xué)反應(yīng)時(shí)間以及噴槍位置等因素的影響。  

3.選擇性催化還原技術(shù)  

選擇性催化還原法又被稱為SCR脫硝技術(shù)，也是一種水泥脫硝技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用要有一定的催化反應(yīng)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(shù)對溫度的要求較高，要求反應(yīng)溫度控制在300～450℃。在沒有預(yù)熱器參與的條件下，水泥爐窯中的煙氣道溫度遠(yuǎn)低于該溫度，因此必須做好煙氣的加熱工作。同時(shí)，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(jié)構(gòu)。SCR脫硝技術(shù)的脫硝效果非常明顯，通常氮氧化物的脫除率能夠達(dá)到60%～90%。但是，其對于設(shè)備有著嚴(yán)格的要求，要求其具有較高的耐腐蝕性，同時(shí)投資運(yùn)行所需費(fèi)用較大，易對環(huán)境造成二次污染。  

三種傳統(tǒng)脫銷技術(shù)的比較如表1所示：  

（二）傳統(tǒng)脫硝技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析  

傳統(tǒng)脫硝技術(shù)的弊端和風(fēng)險(xiǎn)總結(jié)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(fēng)險(xiǎn)。舉較為重要的兩點(diǎn)：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(yīng)中，部分氣體沒有充分和氮氧化物反應(yīng)而流入空氣中。這些逃逸氨氣導(dǎo)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(yù)熱器等設(shè)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(yán)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(yùn)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(zhì)與其他還原劑不同，具有較強(qiáng)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(yùn)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(yán)重威脅。  

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

綜上所述，傳統(tǒng)的三種脫硝技術(shù)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(jià)，并且伴隨著投資運(yùn)營成本高啟，過程通常也更繁復(fù)。沒有不良影響的技術(shù)效率低下，顯然也只是一個(gè)中庸選擇。需要更好的技術(shù)來解決脫硝問題，LCR脫硝工藝應(yīng)運(yùn)而生。  

三、新一代脫硝工藝LCR脫硝技術(shù)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(shí)驗(yàn)室1000平方米，是集環(huán)保設(shè)備的規(guī)劃，設(shè)計(jì)、制造、安裝、售后于一體的綜合性環(huán)境治理企業(yè)，公司設(shè)有企業(yè)技術(shù)中心、廢氣凈化工程技術(shù)研究中心、博士后管理辦公室、江蘇省博士后實(shí)踐基地，與西安交大、上海理工大學(xué)進(jìn)行了廣泛的合作，已擁有多項(xiàng)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(zāi)難，另一條岔路為我們提供了保護(hù)地球的機(jī)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(guān)系進(jìn)行思考，不斷鉆研空氣凈化手段，致力于構(gòu)建美妙的人與自然。經(jīng)過技術(shù)研究人員長期探索，成功推出新一代脫硝工藝——LCR脫硝技術(shù)。  

（二）LCR脫硝技術(shù)特點(diǎn)介紹  

LCR脫硝技術(shù)：針對煙氣排放所含氮氧化物，使用高效脫硝塔進(jìn)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(yīng)來達(dá)到處理氮氧化物，LCR脫硝融合了吸收、催化反應(yīng)等技術(shù)，將氮氧化物變成H₂O和N₂，無二次污染，該技術(shù)具有中低溫高效特點(diǎn)，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(shí)可以脫硫脫硝除塵一體化，達(dá)到塵、硫、硝的超低排放，其投資成本、運(yùn)行成本較低。  

（三）LCR脫硝技術(shù)應(yīng)用案例  

參見南方某水泥公司、中聯(lián)某水泥公司。  

圖1設(shè)備效果圖  

四、結(jié)束語  

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)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(yīng)用水泥脫硝技術(shù)的過程中，需要結(jié)合自身實(shí)際，慎重選擇治理技術(shù)，只有這樣，才能達(dá)到事半功倍的效果。新一代脫硝工藝LCR技術(shù)采用理想的方式，兼顧效率與環(huán)境保護(hù)，降低投資運(yùn)營成本。蘇州仕凈希望通過不斷創(chuàng)新，不斷發(fā)展，響應(yīng)我國環(huán)境保護(hù)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。