水泥窯脫硝工藝的探討

李 軍

(西山煤電集團公司水泥廠， 山西 太原 030053)

近些年以來，水泥行業正在著手淘汰原有的落后產能，對于清潔度較高的新型生產方式予以全面引進。這主要是因為，水泥行業整體上排放相對較多的污染成分，尤其是氮氧化物。因此可見，為了從源頭入手來優化現有的水泥生產流程，企業亟待著手引進全新工藝為其提供根本性的保障。對于脫硝工藝具體在運用時，應當密切關注排出氮氧化物的總量、燃燒溫度以及其他相關指標，依照因地制宜的基本思路來優化脫硝工藝的相關流程，在此前提下致力于水泥生產流程的節能與降耗。

1 脫硝工藝的特征及其優勢

對于水泥回轉窯的新型技術而言，應當結合特定時間段的水泥加工現狀來選擇技術方式。通常來講，水泥回轉窯涉及到的脫硝工藝可以將其分成低氮燃燒以及可替代燃料的兩類脫硝方式。在這其中，低氮燃燒應當包含優化窯、燃燒器、分解爐以及分級燃燒等類型，其燃燒過程需要憑借低氮燃燒器作為輔助。除此以外，可替代燃料適用于水泥窯的措施有助于減少現有的燃煤量并且杜絕生成過多的氮氧化物。具體在適用上述兩類的脫硝工藝時，對其很難予以綜合采用。與此同時，當前仍有很多水泥窯并沒有降低至每立方米 500毫克以內的氮氧化物排出量。

因此可以得知，針對氮氧化物如果要在根本上予以全方位的減低，那么亟待著手引入催化還原性或者選擇性的脫硝方法。通過運用上述的改進舉措，對于氮氧化物在當前階段的排出總量能夠予以有效減低。由此可見，脫硝工藝應當能夠全面融入水泥窯現有的生產流程中，在此前提下因地制宜適用催化還原以及其他手段來輔助脫硝工藝的全面施行。例如：催化還原的選擇性脫硝工藝能夠憑借尿素或者氨水等特殊液體，確保氮氧化物迅速混合于煙氣，從而運用還原與分解的方式將其轉變成水與氮氣。

2 具體的技術運用

截至目前，企業以及有關部門都已認識到了限制氮氧化物的重要意義，因此針對水泥窯也在著手適用多種多樣的監控措施。在全面適用一次控制的前提下，運用分解爐或者低氮燃燒器來實現上述的工藝改進。因此從現狀來看，已有很多企業正在嘗試全面引進脫硝工藝用來輔助水泥窯的日常生產，具體而言包含如下的技術要點：

2.1 低溫與中溫的催化還原

在當前現有的各類催化還原方式中，具備選擇性特征的催化還原方式也可以稱之為 SCR。近些年以來，很多企業正在嘗試運用脫硝法來實現上述的整個脫硝過程，運用SCR方式具備突顯的技術優勢。具體來講，SCR設有如下的反應流程：首先應當將反應器接入預熱器的管道出口位置上，確保能夠控制于300℃以內的煙氣溫度。在這之后，再去將適量的還原劑加入管道與反應器的特定部位。受到催化劑給其帶來的影響，氮氧化物將會迅速實現其自身的還原，從而迅速轉變成純水與氮氣。因此相比而言，SCR方式整體上可達85%或者更高比例的減排效果，針對大型化的水泥窯也同樣能夠進行適用，因此其具備顯著的適用性價值。

2.2 非催化性的氮氧化物還原技術

在還原氮氧化物的具體操作中，通常還會涉及到非催化性的技術，此種技術體現為較低成本的特性，對此也可以稱之為SNCR。因此應當注意的是，對于還原劑應當確保將其加入高溫區的部位，確保能夠控制于1000℃以內的分解爐溫度。通過運用上述的還原反應操作，應當可以生成純度較高的氮氣，其中的反應器設計為分解爐。

與此同時，此種脫硝方式還有助于避免氧氣與其產生特定的反應，因而杜絕了過高的氧氣耗費。然而應當明確，如果需要添加還原劑，那么應當將其限定于溫度窗的特定范圍內。這是由于，各類還原劑都會對應著與之相適應的溫度范圍。如果受到溫度過高的影響，那么與之有關的還原率將會由此而減低。但是與之相反，如果設置了過低的反應溫度，那么還將導致氨氣逃逸，進而生成了毒害性較強的揮發性物質。

2.3 聯合性的脫硝工藝

聯合性的煙氣脫硝，指的是密切結合SCR以及SNCR的兩類典型工藝措施，確保在分解爐的內部噴入適量的還原劑。因此可見，聯合脫硝工藝在根本上兼顧了費用投入以及反應效率的兩項關鍵性要素，針對原有的反應流程能夠予以全方位的優化與改進。在聯用上述兩類工藝的前提下，對于氮氣逃逸的不良現象能夠著手進行避免，與此同時也兼顧了整體上的工藝投資。早在上世紀末，技術人員就運用試驗方式針對上述反應的實效性進行了全面驗證。

近些年來，為了著手改進聯用兩種工藝的措施，技術人員正在著手嘗試將氨氣噴射的裝置安裝于反應器的內部，確保其作為輔助性的裝置。這是因為，氨氣噴射裝置有助于在最大限度內縮減負面影響，進而體現了更高層次的脫硝效率。具體在實踐中，針對 SNCR涉及到的反應流程可以增加適量的還原劑，確保將其噴入水泥窯的內部。在此狀態下，經過氣化以后的氨水將會迅速轉變成水蒸氣與氨氣，因此消除了其原有的毒害性。與單獨適用的工藝相比，聯合工藝具備突顯的優勢。

3 SCR以及SNCR兩種脫硝方式的對比

從運行成本的視角來講，運用SCR技術有助于迅速還原較多的氮氧化物，確保將其限定于每立方米 150毫克或者更低的排放量限度內。但是如果要確保其符合上述的基本技術指標，那么應當密切關注其具備的安全性以及可靠性，避免耗費過多的運行資金。與之相比，SNCR的脫硝方式簡化了生產流程，因此也節省了運行資金。

從對于生產流程的影響來講，SNCR技術不必憑借催化劑用來輔助其完成，而是直接在反應爐內添加特定比例的尿素，確保將其置于高溫狀態下并且完成全過程的還原反應。因此，上述反應工藝在根本上可以節省催化劑，確保能夠直接借助氨基還原劑或者尿素來完成多數氮氧化物的迅速還原。因此相比于SCR，SNCR更加有助于優化生產流程。

近些年以來，環保標準正在不斷實現全面提高，因此具有環保性的脫硝技術將會體現為更好的技術適用前景。脫硝工藝涉及到的減排手段以及節能方式可以分成相對較多類型，因此在實踐中有必要緊密結合水泥窯的真實生產環境以及水泥加工流程，確保能夠選出與之相適應的脫硝工藝模式。截至目前，脫硝工藝適用于水泥加工的整體狀況正在迅速獲得改進。

4 結束語

通過綜合分析可知，改進水泥窯生產的宗旨與目標就在于促進減排，針對其中氮氧化物現有的整體排放量著手進行全面減低。在未來實踐中，企業及其技術人員還需要著手歸納經驗，運用減排以及節能的手段與措施來制作水泥原材，進而全面提升企業能夠獲得的水泥生產實效性。

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