SCR脫硝煤電鋼鐵水泥行業大氣污染物湛流環保

如何有效降低水泥工業氮氧化物排放，成為現階段水泥工業綠色發展面臨的重大課題。

隨著大氣污染物排放標準的不斷提高和環保政策的不斷趨嚴，我國煙氣脫硫脫硝市場進入一個較快的發展階段，國家對包括水泥在內的各工業企業脫硝減排的要求越來越嚴格。這對包括水泥在內的工業爐窯工藝裝備、污染治理技術和環境管理水平提出了更高的要求。

目前，我國工業大氣污染物的排放來源以煤電、鋼鐵和水泥等工業為主。僅以氮氧化物排放來說，煤電工業已經完成氮氧化物超低排放改造，鋼鐵工業正在逐步推進超低排放技術改造，水泥工業已經遠超煤電和鋼鐵工業，成為我國工業氮化物排放第一工業來源。

2020 年以來，河北省、安徽省、河南省等地區相繼出臺地方水泥工業大氣污染物排放標準，氮氧化物排放限值進一步降低為100mg/m3，水泥工業氮氧化物排放標準的進一步收緊，將是未來發展趨勢。水泥工業已經被國家列為“十四五”期間氮氧化物減排重點行業之一。如何有效降低水泥工業氮氧化物排放，成為現階段水泥工業綠色發展面臨的重大課題。

水泥煙氣脫硝治理方式可以分為前端治理和末端治理兩種途徑。主要包括：低氮/分級燃燒、選擇性非催化還原SNCR、選擇性催化還原SCR等等。

低氮/分級燃燒是前端處理，利用工藝手段從源頭上降低NOx。該技術一般能降低30～50的氮氧化物排放量，但是難以滿足更高的排放標準效率，且分級燃燒并不是對所有爐膛都適用，有可能引起爐內腐蝕和結渣，降低燃燒效率。

SNCR 脫硝技術工藝與裝備簡單，國內水泥生產線都已經運用了該技術，但SNCR脫硝效率較低，一般為60左右，僅能滿足現行《水泥工業大氣污染物排放標準》，不能滿足超低排放標準要求。同時，SNCR技術氨水用量較大，利用率僅為50～60，且存在氨逃逸現象，氨排放容易超標。

另外，SNCR 脫硝技術可能產生副反應。如對燃煤的品質有一定要求，一般情況下燃用高硫煤種，NH3與燃煤產生的SO3反應，生成硫酸氫銨（NH4HSO4），堵塞或腐蝕下游設備。再者，為了追求更高脫硝效率噴入的過量氨會逃逸或被氧化生成新的氮氧化物，且大量過量氨水的噴入也存在較大的安全隱患。

SCR脫硝技術，脫硝效率可達89～90，能夠滿足超低排放標準的要求。根據SCR脫硝反應器安裝位置的不同，可以分為3種不同的工藝流程，即高溫高塵布置方式、高溫低塵布置方式、低溫低塵布置方式。目前，工業應用的大多數技術成熟且性能可靠的煙氣脫硝催化劑的適宜溫度范圍為320℃～420℃，因此SCR脫硝反應器大多選擇高溫高塵布置。

但是，在高溫高塵煙氣中，催化劑面臨著容易磨損、堵塞等問題，甚至引起中毒和失活現象，運行不穩定。同時，其投資、運行成本較高，廢棄的催化劑還為危險廢物，處置難度大且處置成本高，水泥工業SCR脫硝技術仍需要進一步改善。

綜上，水泥行業脫硝面臨的主要障礙有煙氣末端治理溫度較低，常見為100℃左右，此溫度條件下目前沒有可實現超低排放的脫硝技術；現有低氮燃燒、SNCR脫硝效率低，不能滿足超低排放要求；現SCR脫硝在高溫高塵煙氣中，催化劑易磨損、堵塞，甚至引起中毒和失活，運行不穩定等。而且，就算控制系統再先進，氨逃逸和氮氧化物排放，始終存在蹺蹺板效應，很難做到同時超凈排放。