摘 要：水泥行業(yè)的氮氧化物的排放量已經成為火力發(fā)電、汽車尾氣的第三大戶。鑒于氮氧化物具有活性高、氧化性強等特點，已成為我國環(huán)境污染的關鍵污染物。本文對氮氧化物的減排技術進行了深入的分析。

關鍵詞：水泥行業(yè) 氮氧化物 減排

中圖分類號：X781 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0155-01

我國是世界上最大的水泥生產國，氮氧化物的排放量已經成為火力發(fā)電、汽車尾氣的第三大戶。氮氧化物具有活性高、氧化性強等特點，是造成我國環(huán)境污染的關鍵污染物。因此，找出水泥行業(yè)中氮氧化物產生的途徑，探究氮氧化物的減排方式具有極其重要的意義。

1 氮氧化物產生的原因分析

在水泥熟料的煅燒過程中所產生的大量的氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮約在90%以上。根據其來源的不同，大體上可以分成三類：（1）熱力型氮氧化物，當水泥壞磚窯中的溫度大于1400 ℃時，燃燒空氣中的氧氣就會與氮氣進行反應，生產氮氧化物，而且生成量隨溫度的增加以指數(shù)的形式增加。該類型的氮氧化物約占總量的20%左右；（2）瞬時型氮氧化物，燃料中的碳氫化合物在濃度較高的區(qū)域所產生的烴與空氣中的氮氣分子發(fā)生反應，瞬時形成的氮氧化物；（3）燃料型氮氧化物，是指燃料中的氮化合物在燃燒的過過場中先發(fā)生熱分解繼而有繼續(xù)氧化成氮氧化物，此時的產物主要是一氧化氮。由于氮原子的結合能較小，在較低的溫度下就可以產生較多的氮氧化物，以此種方式產生氮氧化物約占總量的80%左右。

2 氮氧化物的減排技術

針對氮氧化物產生途徑的分析，可以從三個方面來采取措施，加強對氮氧化物的減排：一是在燒成過程中減少氮氧化物的產生；二是在燃燒過程中還原一部分氮氧化物；三是在廢氣中還原大部分氮氧化物。

2.1 優(yōu)化工況

通過對部分水泥窯的檢測結果發(fā)現(xiàn)，操作管理水平較高的水泥窯其氮氧化物的排放都相對較低，基本可以達到800 mg/Nm3以下，甚至可以達到700 mg/Nm3以下；相反管理較差的水泥窯氮氧化物的排放濃度就相對較高，個別可以達到1600 mg/Nm3。究其原因是減小了煅燒的峰值。因此，在實際生產過程中，首先要對所用原燃料進行詳細的成分和性能分析，嚴格每道工序的管理質量，對窯系統(tǒng)的操作參數(shù)進行優(yōu)化，調整到穩(wěn)定的優(yōu)化狀態(tài)，減少氧化物的排放

2.2 降低燒成溫度

通過前面的分析，我們知道氮氧化物的形成與燒成溫度具有很大的關系，當燃燒溫度在1550 ℃～1900 ℃區(qū)間時，氮氧化物的生成量以指數(shù)的形式急劇上升，特別是在1750 ℃后，幾乎呈現(xiàn)出直線上升的趨勢。同時水泥窯的火焰溫度峰值也出現(xiàn)在這個區(qū)域。

因此，若要降低氮氧化物的生成量，就要嚴格的控制好火焰的溫度，當然是溫度越低越好。若要同時滿足降低火焰溫度又要保證熟料的燒成，就必須要降低熟料的燒成溫度，具體措施：一是優(yōu)化配料方案，在保證質量的前提下，適當提高生料的易燃性；二是在物料中加入一定的礦化劑，降低物料的共沸點，從而達到降低燒成溫度的目的。

2.3 設備技術分析

與降低氮氧化物相關性較大的設備主要是窯頭燃燒器，目前市場上主要有低氮燃燒、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒、煙氣再循環(huán)燃燒、代替燃料燃燒等等。

當前對于窯頭燃燒器的升級改造，主要是通過采用大推力、低風量、火焰細但不長的燃燒器，其目的是通過低氧、低氮控制高溫的方式實現(xiàn)減少氮氧化物的生成。實現(xiàn)低氧燃燒的方法是將煤粉的通道設置在軸流風和旋流風兩層通道以內，且不再設置旋流風，使得煤粉負極在火焰的中心區(qū)域，形成燃料的密集形火焰。所謂的底氮氧化物燃燒器是指在燃燒的過程中利用CO還原部分的氮氧化物，或者加入代替燃料來控制火焰的峰值。

除了上述方法外，還可以采用煙氣再循環(huán)技術，如用窯尾廢氣作為煤風使用，很好的實現(xiàn)了低氧、低氮、增加還原氣氛，同時還很好的控制了火焰的峰值。

2.4 分級燃燒

分級燃燒就是根據燃燒溫度或者氣氛的不同進行分級，在不同的部位燃燒，以現(xiàn)實減少氮氧化物的目的。溫度分級法是把不需要高溫燒成的氣體在窯頭以外進行燃燒，以減少氮氧化物的生產，窯外分解就是利用的這種技術；按氣氛分級就是先將分解爐分成主還原區(qū)、弱還原區(qū)、若還原區(qū)幾個部分。把在高溫區(qū)形成的氮氧化物在還原氣氛中進行還原，然后再在富氧氣氛中把窯外煤燃盡。該技術如果使用合理，一般可以降低氮氧化物的排放量30%～50%。

2.5 選擇性非催化還原技術和選擇性催化還原技術

這兩種技術都采用了氨基還原氮氧化物的技術，常用的還原劑有氨、尿素。其區(qū)別在于SNCR技術不用催化劑二SCR使用了催化劑，所以，SNCR的還原溫度要求較高，需要在950 ℃～1050 ℃的高溫區(qū)域進行，而SCR的反應溫度則降到了300 ℃～450 ℃，因此脫硝效果也得到了極大的提高。

雖然效果較好，但投入也較大，特別是一次性投入和催化劑的投入，也在一定程度上影響了該項技術的普遍推廣。

隨著對氮氧化物污染重視的不斷提高，對排污技術的不斷研究，氮氧化物的減排必定會取得完美的成績。

參考文獻

[1]郝曉波.水泥行業(yè)當氧化物減排探討[J].中國水泥，2012，4：53-56