水泥行業煙氣脫硝可行性技術分析

1. 水泥行業氮氧化物排放現狀

我國水泥產量自1985年以來一直穩居世界第一，2020年水泥熟料產量達15.79億噸，約占世界總量58%。目前擁有水泥熟料生產企業1213家，生產線1663條，其中協同固廢處置生產線約300條。煙氣排放量達到8億立方/年，水泥裝備水平以及企業管理能力都對NOx排放有不同程度的影響。現目前水泥行業主要污染物排放強度為：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. 水泥行業氮氧化物排放標準及政策

我國從“十二五”時期開始對大氣NOx實行總量控制，其中水泥行業是僅次于火電行業的NOx第二大工業排放源，是控制的重點。1985年我國頒布了第一個水泥行業環保標準，即《水泥工業污染物排放標準》（GB 4915-85），標準中未對水泥窯爐的NOx排放提出限制。1996年對該標準進行了修訂，并更名為《水泥廠大氣污染物排放標準》（GB4915-1996），水泥窯爐NOx排放限值為800 mg/m3。此后我國水泥工業迅猛發展，帶來了巨大的環境保護壓力。因此，標準越來越嚴格，目前國家及地方水泥工業大氣污染物排放限值匯總如下表。

3. 水泥行業氮氧化物控制技術及發展趨勢

水泥窯煙氣脫硝工藝技術經濟技術指標見下表[2]。

在當前的環保形勢下，水泥企業降低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。

水泥窯煙氣脫硝末端治理工藝技術主要為：SNCR、SCR、SNCR/SCR。隨著新型干法水泥生產技術的發展和環保標準的提高，SCR脫硝將成為主流技術。

4. 低溫SCR脫硝技術在水泥行業應用的可行性分析

對于生產線老舊、技術改造難度大的生產線，采用SCR技術較為實際。水泥行業目前采用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，在水泥行業只能采用中、高溫布置，然而水泥窯的粉塵性質為堿性，黏性較大，釩鈦系催化劑不耐受，且催化劑中V2O5是劇毒物質，環保部已于2014年將釩系廢舊脫硝催化劑納入《國家危險廢物名錄》。基于以上現狀，使用高效無毒低溫SCR催化劑是未來一個主要的方向。

5. SCR脫硝催化劑對比

目前國內研發團隊已開發出超低溫SCR脫硝催化劑，并在大型電廠、燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、化工尾氣、有色行業煙氣、玻璃行業煙氣等進行了側線和應用示范。不同活性溫度催化劑對應不同SCR工藝，同時決定了水泥行業脫硝工藝的選擇、設備的布置位置和方式，具體如下表所示：

參考文獻

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

[2]田春秀, 汪瀾, 張玉璇. 水泥行業氮氧化物減排目標能否實現?[J]. 環境保護, 2012.

編輯：李丹