水泥行業(yè)煙氣脫硝可行性技術(shù)分析

1. 水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀

我國水泥產(chǎn)量自1985年以來一直穩(wěn)居世界第一，2020年水泥熟料產(chǎn)量達(dá)15.79億噸，約占世界總量58%。目前擁有水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)1213家，生產(chǎn)線1663條，其中協(xié)同固廢處置生產(chǎn)線約300條。煙氣排放量達(dá)到8億立方/年，水泥裝備水平以及企業(yè)管理能力都對NOx排放有不同程度的影響。現(xiàn)目前水泥行業(yè)主要污染物排放強(qiáng)度為：NOx：0.134-0.772千克/噸熟料，平均0.430千克/噸熟料；NOx年排放量67.90萬噸[1]。

2. 水泥行業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)及政策

我國從“十二五”時(shí)期開始對大氣NOx實(shí)行總量控制，其中水泥行業(yè)是僅次于火電行業(yè)的NOx第二大工業(yè)排放源，是控制的重點(diǎn)。1985年我國頒布了第一個(gè)水泥行業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，即《水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915-85），標(biāo)準(zhǔn)中未對水泥窯爐的NOx排放提出限制。1996年對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，并更名為《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-1996），水泥窯爐NOx排放限值為800 mg/m3。此后我國水泥工業(yè)迅猛發(fā)展，帶來了巨大的環(huán)境保護(hù)壓力。因此，標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，目前國家及地方水泥工業(yè)大氣污染物排放限值匯總?cè)缦卤怼?/p>

3. 水泥行業(yè)氮氧化物控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

水泥窯煙氣脫硝工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見下表[2]。

在當(dāng)前的環(huán)保形勢下，水泥企業(yè)降低NOx排放是必要要求，采用源頭治理方案脫硝效率低，無法滿足排放要求，必須采取末端治理技術(shù)。

水泥窯煙氣脫硝末端治理工藝技術(shù)主要為：SNCR、SCR、SNCR/SCR。隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，SCR脫硝將成為主流技術(shù)。

4. 低溫SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)應(yīng)用的可行性分析

對于生產(chǎn)線老舊、技術(shù)改造難度大的生產(chǎn)線，采用SCR技術(shù)較為實(shí)際。水泥行業(yè)目前采用SCR布置方式主要有以下幾種：

由于商用的釩鈦系催化劑活性溫度較高，在水泥行業(yè)只能采用中、高溫布置，然而水泥窯的粉塵性質(zhì)為堿性，黏性較大，釩鈦系催化劑不耐受，且催化劑中V2O5是劇毒物質(zhì)，環(huán)保部已于2014年將釩系廢舊脫硝催化劑納入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》。基于以上現(xiàn)狀，使用高效無毒低溫SCR催化劑是未來一個(gè)主要的方向。

5. SCR脫硝催化劑對比

目前國內(nèi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出超低溫SCR脫硝催化劑，并在大型電廠、燃煤鍋爐、燃?xì)忮仩t、化工尾氣、有色行業(yè)煙氣、玻璃行業(yè)煙氣等進(jìn)行了側(cè)線和應(yīng)用示范。不同活性溫度催化劑對應(yīng)不同SCR工藝，同時(shí)決定了水泥行業(yè)脫硝工藝的選擇、設(shè)備的布置位置和方式，具體如下表所示：

參考文獻(xiàn)

[1]劉作毅. 水泥產(chǎn)量變化解讀(上)[J]. 中國建材, 2021(8):7.

[2]田春秀, 汪瀾, 張玉璇. 水泥行業(yè)氮氧化物減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)?[J]. 環(huán)境保護(hù), 2012.

編輯：李丹