桂桐生：坚定信心稳增长 转型升级促发展 全力推动湖北水泥行业价值理性回归
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超低排放箭在弦上 大批已上SNCR生产线何去何从？
2018/09/20 15:51
来源：中国水泥网信息中心
今年以来，国内多省市相继出台水泥工业大气污染物特别排放值实施计划，要求1-2年内，水泥行业全部完成超低排放改造，最严苛地区要求颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度要分别不高于10 mg/m 3、50 mg/m 3、100 mg/m 3。......
今年以来，国内多省市相继出台水泥工业大气污染物特别排放值实施计划，要求1-2年内，水泥行业全部完成超低排放改造，最严苛地区要求颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度要分别不高于10 mg/m 3、50 mg/m 3、100 mg/m 3。
水泥行业氮氧化物减排难度大、成本高，且国内鲜有将氮氧化物排放浓度成功稳定控制在100mg/m?以下的技术应用案例，寻找一条可行的技术路径使氮氧化物排放指标满足超低排放要求迫在眉睫。
然而，一个相当现实的问题却是，前些年出于满足新的国家水泥工业大气污染物排放标准的需要，国内几乎所有生产线都已经安装了脱硝设施，其中又以SNCR最为普遍。SNCR脱硝技术对于当时的水泥企业而言无疑是一项正确的选择，尤其对于工艺改造难度大或不具备改造条件的企业来说更是如此。
一方面，SNCR脱硝技术成熟，且相对简单，适用性强，几乎所有生产线都可以通过该技术达到国家要求的氮氧化物排放标准；另一方面，相较于工艺改造，SNCR技术稳定性较高，技术风险较低，脱硝效率也有保障，通常能达到60%左右，可以使水泥企业氮氧化物排放量控制在100mg/m?-450mg/m?；另外，相较于SCR技术，SNCR投资和运行成本较低。
然而，如今面临超低排放带来的压力，SNCR脱硝技术显然已经不能满足水泥厂的需求。如此一来，水泥厂刚刚上线几年的SNCR脱硝系统必然面临抉择，是改用SCR技术？还是对生产线进行技术升级改造？显然前者将带来巨大的经济损失，而后者则不一定适用于所有生产线。
对此，笔者认为应该从两个角度来解决上述问题。对于生产线老旧，技术改造难度大的生产线，显然改用SCR，继续从末端治理更为实际，虽然这样会导致企业投资成本和生产成本进一步增加，但是至少保证了生产线运行不受过多影响，且满足超低排放要求。对于仍然具有较大改造潜力的生产线而言，利用SNCR加辅助技术改造的方案可能更为合适，不但原有的SNCR设施依然可以发挥作用，从源头降低氮氧化物产生量还可以降低SNCR脱硝的氨水用量，降低生产运行成本。
目前，国内脱硝技术改造主要方向包括低氮燃烧、分级燃烧、富氧燃烧、高固气比及热碳还原等技术方式，结合SNCR技术，基本也能满足超低排放要求。
以热碳还原技术为例，该技术原理是在分解炉内形成还原燃烧区，将原分解炉用煤（添加适当的催化改性材料）均匀喷射至该区域内，使其缺氧燃烧（空气过剩系数小于1）以便产生 CO等还原性气体，与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。
根据6000t/d和2500t/d水泥厂工业性试验结果，采用热碳催化还原脱硝技术，水泥窑脱硝率可以达到55%-70%，氮氧化物排放量满足《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915--2013）标准要求（平均值低于400 mg/m?）。以此为基础，加上SNCR，实现超低排放并非不可能。
据热碳还原技术主要负责人介绍，未来在进一步改进热碳催化还原脱硝技术，通过分风点位置的优化、催化剂的优化等方式后，热碳催化还原脱硝技术脱硝率将有望达到80%以上。
当然，除了热碳还原以外，国内目前氮氧化物源头治理方案还有很多，且各有千秋。这些技术的存在，为当前处于脱硝迷途中的水泥企业提供了一条可行的技术路径。
那么水泥企业应该如何根据自身工况选择合适的脱硝方式，以最小的投资和运行成本，满足即将到来的超低排放要求呢？在今年10月，中国水泥网将在浙江金华举行“2018第六届中国水泥节能环保技术交流大会”，诚邀政府主管领导、技术专家、科研单位等共聚一堂，就水泥节能环保新技术、新装备展开交流探讨，共同开拓行业绿色未来。会上将深入交流氮氧化物源头治理技术与SNCR等技术结合方案，敬请关注。
编辑：俞垚伊
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