燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程，防止環(huán)境污染的重要性，已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。世界上比較主流的工藝分為：SCR和SNCR。這兩種工藝除了由于SCR使用催化劑導(dǎo)致反應(yīng)溫度比SNCR低外，其他并無太大區(qū)別，但如果從建設(shè)成本和運行成本兩個角度來看，SCR的投入至少是SNCR投入的數(shù)倍，甚至10倍不止。

概念

為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境，應(yīng)對煤進行脫硝處理。分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。

脫硝技術(shù)

根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機理，水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類：

一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術(shù)措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒，控制燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。

另一類是從末端治理?？刂茻煔庵信欧诺腘Ox，其技術(shù)措施：①“分級燃燒+SNCR”，國內(nèi)已有試點；②選擇性非催化還原法（SNCR），國內(nèi)已有試點；③選擇性催化還原法（SCR），歐洲只有三條線實驗；③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗；④生物脫硝技術(shù)（正處于研發(fā)階段）。

總之，國內(nèi)開展水泥脫硝，尚屬探索示范階段，還未進行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運行可靠的脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實踐的檢驗。

脫硝的系統(tǒng)工程

水泥企業(yè)采用“SNCR”方法脫硝，并非水泥企業(yè)一家之事。它受到不少制約。不僅涉及生產(chǎn)、流通、分配和消費，而且涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、能源、物價、環(huán)保、安全監(jiān)管和質(zhì)檢等政府多個部門。

采用SNCR方法脫硝，還原劑是zui大消耗品（但對于SCR脫硝來說催化劑的消費量更多）。水泥脫硝一般選用尿素或氨水（不選擇液氨 —— 危險品）作還原劑，但是尿素、氨水又是通過合成氨轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)出來的，可是合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗相當(dāng)高（詳見表2）。

現(xiàn)以重慶18條2500t/d線脫硝為例， 若NOx排放的本底值為1000mg/Nm³左右，NOx排放要降到500 mg/Nm³以下，年減排NOx為21060噸，則必須采用SNCR脫硝，若選擇氨水（濃度25%）作還原劑，則年需耗氨水62280噸。既相當(dāng)于消耗合成氨15570噸→必然增加化工廠綜合能耗25691噸（標煤）→經(jīng)信委必然增加化工廠天然氣用量和用電指標→必然增加化工廠合成氨水污染物排放（化學(xué)需氧量23.36噸、氨氮9.3噸、氰化物0.047噸、SS10.90噸、石油類1.56噸、揮發(fā)酚0.031噸、硫化物0.156噸、排水量155700噸）→勢必涉及到環(huán)保部門對合成氨生產(chǎn)企業(yè)污染物控制總量指標→涉及物價部門如何確定用于水泥工業(yè)脫硝的氨水、尿素價格以及化工廠增用天然氣價格如何確定→涉及增加運送氨水、尿素到水泥廠的社會運量及gongan交通安全暢通→涉及農(nóng)業(yè)主管部門將尿素、氨水調(diào)出農(nóng)業(yè)系統(tǒng)→涉及市政府節(jié)能、減排辦公室對水泥企業(yè)脫硝增加了單位產(chǎn)品能源消耗和廢棄物排放量如何考核→涉及國家標準制定部門修改相關(guān)標準→涉及質(zhì)監(jiān)部門對水泥產(chǎn)品質(zhì)量標準檢驗等。

分類

燃燒前脫硝

1）加氫脫硝

2）洗選

燃燒中脫硝

1）低溫燃燒

2) 低氧燃燒

3）CFB燃燒技術(shù)

4）采用低NOx燃燒器

5）煤粉濃淡分離

6）煙氣再循環(huán)技術(shù)

燃燒后脫硝

1）選擇性非催化還原 脫硝（SNCR）

2) 選擇性催化還原 脫硝（SCR）

3）活性炭吸附

4）電子束脫硝

技術(shù)

選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）

選擇性非催化還原法是一種不使用催化劑，在 850～1100℃溫度范圍內(nèi)還原NOx的方法。zui常使用的藥品為氨和尿素。

一般來說，SNCR脫硝效率對大型燃煤機組可達 25%～40% ,對小型機組可達 80%。由于該法受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低氮燃燒技術(shù)的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、占地面積小，適合老廠改造，新廠可以根據(jù)鍋爐設(shè)計配合使用。

選擇性催化還原技術(shù)（SCR）

SCR 是目前zui成熟的煙氣脫硝技術(shù), 它是一種爐后脫硝

方法, zui早由日本于 20 世紀 60~70 年代后期完成商業(yè)運行, 是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與 NOx 反應(yīng)生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故稱為“ 選擇性” 。世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法 SCR 2種。此 2種方法都是利用氨對NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為對大氣沒有多少影響的 N2和水 ,還原劑為 NH3。

在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應(yīng)用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑（345℃～590℃）、中溫催化劑（260℃～380℃）和低溫催化劑（80℃～300℃）， 不同的催化劑適宜的反應(yīng)溫度不同。如果反應(yīng)溫度偏低，催化劑的活性會降低，導(dǎo)致脫硝效率下降，且如果催化劑持續(xù)在低溫下運行會使催化劑發(fā)生*性損壞；如果反應(yīng)溫度過gao，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，還會引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。國內(nèi)外SCR系統(tǒng)大多采用高溫，反應(yīng)溫度區(qū)間為315℃～400℃。

優(yōu)點：該法脫硝效率高，價格相對低廉，廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術(shù)。

缺點：燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大幅增加, 并與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導(dǎo)致尾部煙道設(shè)備損壞。 雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現(xiàn)象也不容忽視。

活性炭吸附

電子束脫硝（EBA）

EBA是目前先進的煙氣處理技術(shù)之一，其原理是利用高能電子加速器產(chǎn)生的電子束(500～800 kV)輻照處理煙氣，將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸銨和硝酸銨。該技術(shù)從20世紀80年代開始先后在日本、美國、德國、波蘭等建立中試及工業(yè)示范項目。國內(nèi)*EBA脫硫脫硝示范工程于1997年8月投入運行，其實際脫硫及脫硝效率分別為86.8%和17.6%，并可回收副產(chǎn)品硫酸銨、硝酸銨。