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水泥工业SCR脱硝技术推广未来可期

时间: 2021-01-26
近年来,随着国家环保政策收紧、管控力度的加大,各地对于水泥工业氮氧化物(NOx)排放要求更加严苛。如何加强水泥工业大气污染物治理、保护生态环境、减少污染物排放、实现绿色发展仍是水泥工业面临的紧迫任务。
2020年12月18日,《中国建材报》刊登了《国内外首台套水泥窑炉中低温烟气SCR脱硝工程项目通过专家评审》的消息。该项目通过评审意味着我国水泥工业实现了烟气脱硝技术的超越和引领,为水泥工业大气污染物治理、节能减排及绿色发展提供了坚实有力的技术支撑。消息一经发布,便受到水泥行业多方面的关注,不少水泥生产企业来电咨询此项技术的详细情况。
我国年生产水泥熟料约为13亿吨,按NOx排放系数为1.5kg/t熟料至1.8kg/t熟料算,2020年我国水泥工业窑炉排放的NOx约为200万吨,占全国NOx总排放量的10%,也是继火电发电厂和机动车之后的第三大排放源。目前,国内水泥工业执行的排放标准为《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)。一些地方还出台了更为严格的排放标准,例如,浙江省出台的地方标准要求到2025年水泥窑炉烟气NOx排放浓度小于50mg/Nm3。此外,环保部颁发的《重污染天气重点行业应急减排技术指南》则要求,水泥生产采用SNCR、SCR等技术达到超低排放,并且吨水泥熟料氨水耗量小于4kg,才能认定为A级企业,享受相应的政策支持。
我国水泥工业从2007年开始全面推广非催化还原技术(SNCR)。SNCR技术的脱硝效率可高达60%。这期间还有研究采用分级燃烧技术,即通过控制分解炉及管道中的燃烧工况,用不完全燃烧产生的CO来还原NOx。分级燃烧技术的脱硝效率约为30%。SNCR是将氨水喷入到分解炉及连接管道中,在800℃以上的高温区,NH3分子与NOx分子直接碰撞反应,形成N2和H2O。SCR技术是在窑炉烟气小于320℃的区域布置了脱硝反应器,并在反应器中安装了多层催化剂材料。这类催化剂材料对NH3分子和NOx分子都有很强的吸附能力,使烟气中的NH3分子和NOx分子能在催化剂表面产生有效接触碰撞,进而大大加快了反应的进行。SCR技术脱硝效率可以大于95%,并且可大大降低氨逃逸。

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