今年以來，國內(nèi)多省市相繼出臺水泥工業(yè)大氣污染物特別排放值實施計劃，要求1-2年內(nèi)，水泥行業(yè)全部完成超低排放改造，最嚴苛地區(qū)要求顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度要分別不高于10mg/m3、50mg/m3、100mg/m3。
水泥行業(yè)氮氧化物減排難度大、成本高，且國內(nèi)鮮有將氮氧化物排放濃度成功穩(wěn)定控制在100mg/m3以下的技術應用案例，尋找一條可行的技術路徑使氮氧化物排放指標滿足超低排放要求迫在眉睫。
然而，一個相當現(xiàn)實的問題卻是，前些年出于滿足新的國家水泥工業(yè)大氣污染物排放標準的需要，國內(nèi)幾乎所有生產(chǎn)線都已經(jīng)安裝了脫硝設施，其中又以SNCR最為普遍。SNCR脫硝技術對于當時的水泥企業(yè)而言無疑是一項正確的選擇，尤其對于工藝改造難度大或不具備改造條件的企業(yè)來說更是如此。
一方面，SNCR脫硝技術成熟，且相對簡單，適用性強，幾乎所有生產(chǎn)線都可以通過該技術達到國家要求的氮氧化物排放標準；另一方面，相較于工藝改造，SNCR技術穩(wěn)定性較高，技術風險較低，脫硝效率也有保障，通常能達到60%左右，可以使水泥企業(yè)氮氧化物排放量控制在100mg/m3—450mg/m3；另外，相較于SCR技術，SNCR投資和運行成本較低。
然而，如今面臨超低排放帶來的壓力，SNCR脫硝技術顯然已經(jīng)不能滿足水泥廠的需求。如此一來，水泥廠剛剛上線幾年的SNCR脫硝系統(tǒng)必然面臨抉擇，是改用SCR技術？還是對生產(chǎn)線進行技術升級改造？顯然前者將帶來巨大的經(jīng)濟損失，而后者則不一定適用于所有生產(chǎn)線。
對此，筆者認為應該從兩個角度來解決上述問題。對于生產(chǎn)線老舊，技術改造難度大的生產(chǎn)線，顯然改用SCR，繼續(xù)從末端治理更為實際，雖然這樣會導致企業(yè)投資成本和生產(chǎn)成本進一步增加，但是至少保證了生產(chǎn)線運行不受過多影響，且滿足超低排放要求。對于仍然具有較大改造潛力的生產(chǎn)線而言，利用SNCR加輔助技術改造的方案可能更為合適，不但原有的SNCR設施依然可以發(fā)揮作用，從源頭降低氮氧化物產(chǎn)生量還可以降低SNCR脫硝的氨水用量，降低生產(chǎn)運行成本。
目前，國內(nèi)脫硝技術改造主要方向包括低氮燃燒、分級燃燒、富氧燃燒、高固氣比及熱碳還原等技術方式，結(jié)合SNCR技術，基本也能滿足超低排放要求。
以熱碳還原技術為例，該技術原理是在分解爐內(nèi)形成還原燃燒區(qū)，將原分解爐用煤（添加適當?shù)拇呋男圆牧希┚鶆驀娚渲猎搮^(qū)域內(nèi)，使其缺氧燃燒（空氣過剩系數(shù)小于1）以便產(chǎn)生 CO等還原性氣體，與窯尾煙氣中的NOx發(fā)生反應，將NOx還原成N2。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx產(chǎn)生，從而實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中的NOx減排。
根據(jù)6000t/d和2500t/d水泥廠工業(yè)性試驗結(jié)果，采用熱碳催化還原脫硝技術，水泥窯脫硝率可以達到55%-70%，氮氧化物排放量滿足《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915--2013）標準要求（平均值低于400 mg/m3）。以此為基礎，加上SNCR，實現(xiàn)超低排放并非不可能。
據(jù)熱碳還原技術主要負責人介紹，未來在進一步改進熱碳催化還原脫硝技術，通過分風點位置的優(yōu)化、催化劑的優(yōu)化等方式后，熱碳催化還原脫硝技術脫硝率將有望達到80%以上。
當然，除了熱碳還原以外，國內(nèi)目前氮氧化物源頭治理方案還有很多，且各有千秋。這些技術的存在，為當前處于脫硝迷途中的水泥企業(yè)提供了一條可行的技術路徑。
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