水泥行業(yè)NOx污染防治及減排措施研究

王路寧

摘要：環(huán)境污染問題是現(xiàn)代社會面臨的一項重要問題。NOx作為大氣污染物的重要組成部分之一，我國現(xiàn)行規(guī)定水泥行業(yè)的NOx排放限值為400mg/Nm3，這與國際標準之間尚存在較大的差距。近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對環(huán)保的要求也越來越高，因此水泥行業(yè)必須要更加開展好NOx污染防治及減排工作。本文主要針對水泥行業(yè)NOx污染防治及減排措施進行了研究，希望有助于提升相關工作質(zhì)量，促進環(huán)境保護。

關鍵詞：水泥行業(yè);NOx污染;污染防治;減排措施

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.052

Absrtact：Environmental Pollution is an important problem in modern society.As one of the important components of air pollutants，NOx emission limit of cement industry in China is 400mg / Nm3，which is far from the international standard. In recent years， with the rapid development of social economy， people have higher and higher requirements for environmental protection，so the cement industry must do a better job of NOx pollution control and emission reduction.In this paper，the measures of NOx pollution control and emission reduction in cement industry are studied in order to improve the quality of related work and promote environmental protection.

Key Words：Cement industry;Nox pollution;Pollution control;Emission reduction measures

1 水泥行業(yè)NOx污染防治的現(xiàn)行措施及其局限性

1.1 降低煅燒溫度

一般情況下，水泥窯燃燒器在工作時的溫度可以達到1 700～1 900℃左右，而部分較大型的水泥窯在工作時的溫度甚至可以達到2 000℃以上，而由于氣流在1 200℃的溫度以上停留的時間很短，只有3s左右，所以這種情況是十分不利于降低熱NO的。針對這項問題，業(yè)內(nèi)通常都是通過一定的措施來降低燃燒溫度，以達到減少熱NO形成的目的，常見的如增加礦化劑、調(diào)整配料等，均可降低燃燒溫度。不過，由于水泥與熟料性能等因素的影響，決定了這種措施不適合廣泛使用。

1.2 降低過剩空氣系數(shù)

在水泥窯煅燒過程中，如果過剩空氣系數(shù)較低，則其NO生成量也會隨之減少，所以業(yè)內(nèi)有時會通過降低過剩空氣系數(shù)的措施來減少NO的生成量。不過，一般情況下，只有當過剩空氣系數(shù)降低至1.1以下時才會出現(xiàn)明顯的NO生成量減少現(xiàn)象，但是如果過剩空氣系數(shù)過低的話又會導致還原性煅燒現(xiàn)象的發(fā)生，從而大大影響到熟料質(zhì)量，因此這種措施并不十分常用。

1.3 增加火焰長度

站在理論角度上而言，通過增加火焰長度，可以降低高溫點溫度，從而實現(xiàn)NO生成量的降低。然而在實際生產(chǎn)過程中，往往即使短火焰的溫度很高，NO的生成量依然要比最長的火焰少，這主要是由于短火焰中心位置氧氣不足，導致煙氣在高溫區(qū)停留時間較短所引起的。

2 水泥行業(yè)NOx減排的整體解決方案

2.1 基本原理及工藝

某水泥窯的NOx排放濃度在600～1 000mg/Nm3左右，主要來自于燃燒器的高溫NOx，次要來自于燃燒型NOx及分解爐燃燒中的NOx，另外還有少部分來自于生料型和瞬時型NOx。所采用的基本NOx減排方案的原理是：利用可還原NOx的產(chǎn)物或通過向煙道中噴氨氣的方式，在合適的條件下還原NOx。在該方案的基礎上，又衍生出了LNB過程控制技術、分解爐分級燃燒過程控制技術、SNCR煙氣脫硝技術、SCR煙氣脫硝技術，另外還有一種SNCR+SCR復合脫硝技術。利用這些先進技術，并通過不斷改進SNCR的反應特性、進一步開發(fā)SCR脫硝及SNCR+SCR復合脫硝裝置、優(yōu)化控制模式等相關措施，可以有效解決不同窯型、燃料、原料等情況下的NOx減排個性化需求，以及適應不同區(qū)域和時段的NOx排放標準要求。以下重點介紹SNCR技術、SCR技術及SNCR+SCR復合脫硝技術。

2.1.1 SNCR技術

SNCR技術的主要原理是：將含有氨基的還原劑噴入分解爐中的850-1 050℃溫度區(qū)，無須使用無催化劑，還原劑可迅速熱分解成NH3并與NOx反應生成N2和H2O，以降低煙氣中的NOx濃度。SNCR技術的反應器是分解爐，其利用了還原劑供應模塊，在分解爐的噴槍與自動化控制中進行設置。涉及的工藝設備主要包括：溶解罐、儲罐、循環(huán)、計量及分配模塊、噴射組件、控制系統(tǒng)。

2.1.2 SCR技術

SCR技術的主要原理是：把氨基還原劑氣噴入旋風預熱器出口溫度約在300-400℃左右的煙道中，利用催化劑的催化作用，選擇性的將NOx還原成N2、H2O等無害氣體。涉及的工藝設備主要包括：反應器及相應的催化劑、清灰裝置、煙道閥門、輸灰裝置、均流混合器、噴射計量裝置、還原劑存儲系統(tǒng)、儀器控制儀表、控制系統(tǒng)等。