水泥行業的環保要求，更是行業高質量發展的必然要求。文章簡要介紹了幾種現行的水泥行業NOx控制技術，結合現有水泥窯NOx超低排放的改造技術如原有系統的精細化調整和改造、各種脫硝技術聯合使用等，探討了水泥行業氮氧化物控制的發展趨勢和發展前景。
根據《水泥工業大氣污染排放標準》（GB 4915—2013），水泥窯煙氣氮氧化物排放濃度應在400mg/m3以內，重點地區企業執行特別排放限值應達到320mg/m3以內。但近年來，隨著國家環保政策收緊、管控力度的加大，各地方對于水泥行業氮氧化物（NOx）排放也有更嚴苛的要求，陸續出臺超低排放標準，河北省等地區甚至要求氮氧化物降至50mg/m3。水泥行業的超低排放是環保要求，更是行業高質量發展的必然要求，本文結合現行水泥行業氮氧化物控制技術以及超低排放改造方案，探討水泥行業氮氧化物的控制及前景。
1 現行水泥行業NOx控制技術
一般來說，水泥生產系統氮氧化物控制技術，從過程控制上分為燃燒前控制燃燒中控制和燃燒后控制；從控制方法上，分為低氮燃燒法、催化還原法、氧化吸收法、等離子法、吸附法、微生物法等，現就水泥行業現行的主流氮氧化物控制技術介紹如下。
1.1 低氮燃燒技術
低氮燃燒技術主要包括低氮燃燒器和分級燃燒技術。低氮燃燒器通過增加燃燒器風道，降低一次空氣比例，使煤粉分級燃燒。分級燃燒技術利用助燃風分級或燃料分級加入，減少分解爐內氮氧化物的生成，并通過控制燃燒過程，還原爐內的氮氧化物，可減少氮氧化物產生。
低氮燃燒器和分級燃燒技術都屬于燃燒中控制法。低氮燃燒技術的建設對熟料質量影響小，且經濟實惠、不產生運行成本，但是該技術最多可以提供20%~30%的脫硝效率，很難將NOx的排放濃度降至500mg/m3以下。
1.2 選擇性非催化還原技術(SNCR)
選擇性非催化還原技術（SNCR）是利用氨或尿素等作為還原劑，將氮氧化物分解成N2與H2O的方法。新型干法水泥生產線預熱器分解爐的工作溫度一般在800~1200 ℃，而當溫度在850~1100 ℃時，NH3分子活性增加具有很好的還原反應性，水泥窯SNCR脫硝技術利用預熱器分解爐作為反應場完成脫銷，目前我們水泥生產線基本上都使用了此技術，但由于注氨位置、氨氣混合效果、反應時間、反應溫度、氨分子氧化等原因，SNCR脫硝效率較低，一般為50%~60%左右，且為保證脫硝效果需消耗大量的氨水，因而氨逃逸問題無法避免。根據水泥行業排放現狀，在不采取任何措施的情況下，排放的NOx基本都會超過800mg/m3，若僅采用SNCR脫硝裝置，基本可將NOx的排放濃度降至400mg/m3。
1.3 選擇性催化還原技術（SCR）
選擇性催化還原技術（SCR）是指煙氣中的NOx在催化劑作用下，與還原劑（氨水或者尿素）發生反應生成無毒無害的N2與H2O的方法，其布置方式主要有4種，分別為高溫高塵布置、高溫中塵布置、中溫中塵布置、低溫低塵布置，其布置位點圖如圖1所示。SCR的還原反應原理與SNCR相同，不同的是在催化劑的作用下，通過較低溫度下催化劑釋放的活性并通過這些活性的轉移，達到反應的目的，催化劑本身不參與反應，其作用是降低反應條件（溫度）。另外，多孔大比表面積的催化劑對NH3分子具很好有吸附作用，煙氣中的氨會被吸附富集在催化劑表面，為還原反應提供了很好的場所，同時也避免了氨逃逸的產生，較SNCR的脫硝效率更高，一般可以達到85% 以上甚至更高，該技術也存在一定問題，水泥窯粉塵較多，易堵塞催化劑，導致其失效，失效的催化劑需作為危廢處置，因此會產生較高的運行成本。
據調研，目前國外僅有3條水泥生產線安裝SCR反應器，其中德國索倫霍芬水泥廠是采用SCR脫硝的水泥企業，SCR裝置安裝于預熱器廢氣出口處，經實際操作數據記錄表明，當NOx的濃度在1000~1600mg/m3 時，脫氮效率高于60%，脫氮后NOx濃度可達400mg/m3以下。國內SCR技術在水泥行業應用發展較慢，應用實例較少，這個主要和SCR所用催化劑適用溫度較低以及水泥窯爐粉塵大的特性有關。
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引用標準
●HJ 75-2017 固定污染源煙氣（SO
2、NO
x、顆粒物）排放連續監測系統技術規范
●HJ 76-2017 固定污染源煙氣（SO
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x、顆粒物）排放連續監測系統技術要求及檢測方法
●GB16297-1996 《大氣污染物物綜合排放標準》
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●GB5468-91 《鍋爐煙塵測試方法》
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●GB/T16157—1996 《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態物采樣方法》
●GB13223-2003 《火電廠大氣污染物物綜合排放標準》
●HJ/T 212－2017 《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》
●HJ/T373-2007 《固定污染源監測質量保證與質量控制技術規范（試行）》
