脫硝

為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境，應(yīng)對(duì)煤進(jìn)行脫硝處理。分為燃燒前脫硝、燃燒過程脫硝、燃燒后脫硝。

ontent">脫硝技術(shù)綜述

根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機(jī)理，水泥窯降氮減排的技術(shù)措施有兩大類：

一類是從源頭上治理?？刂旗褵猩蒒Ox。其技術(shù)措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒，控制燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。

另一類是從末端治理?？刂茻煔庵信欧诺腘Ox，其技術(shù)措施：①“分級(jí)燃燒+SNCR”，國內(nèi)已有試點(diǎn)；②選擇性非催化還原法（SNCR），國內(nèi)已有試點(diǎn)；③選擇性催化還原法（SCR），目前歐洲只有三條線實(shí)驗(yàn)；③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，國內(nèi)水泥脫硝還沒有成功經(jīng)驗(yàn)；④生物脫硝技術(shù)（正處于研發(fā)階段）。

總之，國內(nèi)開展水泥脫硝，尚屬探索示范階段，還未進(jìn)行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計(jì)工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運(yùn)行可靠？脫硝效率、運(yùn)行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。

脫硝是項(xiàng)系統(tǒng)工程

水泥企業(yè)采用“SNCR”方法脫硝，并非水泥企業(yè)一家之事。它受到不少制約。不僅涉及生產(chǎn)、流通、分配和消費(fèi)，而且涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、公安、能源、物價(jià)、環(huán)保、安全監(jiān)管和質(zhì)檢等政府多個(gè)部門。

采用SNCR方法脫硝，還原劑是最大消耗品（但對(duì)于SCR脫硝來說催化劑的消費(fèi)量更多）。水泥脫硝一般選用尿素或氨水（不選擇液氨 —— 危險(xiǎn)品）作還原劑，但是尿素、氨水又是通過合成氨轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)出來的，可是合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗相當(dāng)高。

現(xiàn)以重慶18條2500t/d線脫硝為例， 若NOx排放的本底值為1000mg/Nm³左右，NOx排放要降到500 mg/Nm³以下，年減排NOx為21060噸，則必須采用SNCR脫硝，若選擇氨水（濃度25%）作還原劑，則年需耗氨水62280噸。既相當(dāng)于消耗合成氨15570噸→必然增加化工廠綜合能耗25691噸（標(biāo)煤）→經(jīng)信委必然增加化工廠天然氣用量和用電指標(biāo)→必然增加化工廠合成氨水污染物排放（化學(xué)需氧量23.36噸、氨氮9.3噸、氰化物0.047噸、SS10.90噸、石油類1.56噸、揮發(fā)酚0.031噸、硫化物0.156噸、排水量155700噸）→勢(shì)必涉及到環(huán)保部門對(duì)合成氨生產(chǎn)企業(yè)污染物控制總量指標(biāo)→涉及物價(jià)部門如何確定用于水泥工業(yè)脫硝的氨水、尿素價(jià)格以及化工廠增用天然氣價(jià)格如何確定→涉及增加運(yùn)送氨水、尿素到水泥廠的社會(huì)運(yùn)量及公安交通安全暢通→涉及農(nóng)業(yè)主管部門將尿素、氨水調(diào)出農(nóng)業(yè)系統(tǒng)→涉及市政府節(jié)能、減排辦公室對(duì)水泥企業(yè)脫硝增加了單位產(chǎn)品能源消耗和廢棄物排放量如何考核→涉及國家標(biāo)準(zhǔn)制定部門修改相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)→涉及質(zhì)監(jiān)部門對(duì)水泥產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)等。

“十二五”減排指標(biāo)

2010年12月3日，據(jù)《上海證券報(bào)》援引行業(yè)人士的話報(bào)道，“十二五”期間節(jié)能減排將增加“脫硝”這一約束性硬指標(biāo)；預(yù)計(jì)“十二五”及“十三五”期間，國家在這一領(lǐng)域的投資需求將分別達(dá)萬億元。

報(bào)道稱，中國化工信息中心副總工程師徐京生是在中國精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)上做出上述表示的。她進(jìn)一步指出，國家在“十二五”期間會(huì)將氮氧化物也列入節(jié)能減排的總量控制范圍，而控制氮氧化物的實(shí)質(zhì)就是“脫硝”；今后會(huì)像強(qiáng)制“脫硫”一樣實(shí)施強(qiáng)制“脫硝”。

“十二五”節(jié)能規(guī)劃十大節(jié)能工程

脫硫脫硝工程列入十二五節(jié)能規(guī)劃十大節(jié)能工程：

1、脫硫脫硝工程（火電行業(yè)、水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)作為重中之重）

2、節(jié)能改造工程

3、節(jié)能產(chǎn)品惠民工程

4、合同能源管理推廣工程

5、節(jié)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程

6、城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施建設(shè)工程

7、重點(diǎn)流域水污染防治工程

8、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染防治工程

9、循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范推廣工程

10、節(jié)能減排能力建設(shè)工程。

分類

燃燒前脫硝

1）加氫脫硝

2）洗選

燃燒中脫硝

1）低溫燃燒

2) 低氧燃燒

3）FBC燃燒技術(shù)

4）采用低NOx燃燒器

5）煤粉濃淡分離

6）煙氣再循環(huán)技術(shù)

燃燒后脫硝

1）選擇性非催化還原 脫硝（SNCR）

2) 選擇性催化還原 脫硝（SCR）

3）活性炭吸附

4）電子束脫硝

技術(shù)

1、SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)

SCR 是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù), 它是一種爐后脫硝方法, 最早由日本于 20 世紀(jì) 60~70 年代后期完成商業(yè)運(yùn)行, 是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與 NOx 反應(yīng)生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故稱為“ 選擇性” 。目前世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法 SCR 2種。此 2種法都是利用氨對(duì)NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為對(duì)大氣沒有多少影響的 N2和水 ,還原劑為 NH3。

目前，在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應(yīng)用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑（345℃～590℃）、中溫催化劑（260℃～380℃）和低溫催化劑（80℃～300℃）， 不同的催化劑適宜的反應(yīng)溫度不同。如果反應(yīng)溫度偏低，催化劑的活性會(huì)降低，導(dǎo)致脫硝效率下降，且如果催化劑持續(xù)在低溫下運(yùn)行會(huì)使催化劑發(fā)生永久性損壞；如果反應(yīng)溫度過高，NH3容易被氧化，NOx生成量增加，還會(huì)引起催化劑材料的相變，使催化劑的活性退化。目前，國內(nèi)外SCR系統(tǒng)大多采用高溫催化劑，反應(yīng)溫度區(qū)間為315℃～400℃?！?/p>

優(yōu)點(diǎn)：該法脫硝效率高，價(jià)格相對(duì)低廉，目前廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外工程中，成為電站煙氣脫硝的主流技術(shù)。

缺點(diǎn)：燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大

幅增加, 并與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導(dǎo)致尾部煙道設(shè)備損壞。 雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外, 催化劑中毒現(xiàn)象也不容忽視。

3、活性炭吸附

配合使用

4、電子束脫硝

脫硝現(xiàn)狀

（一）探索示范階段

2011年底，我國在役新型干法水泥生產(chǎn)線1513條。到今年5月底，安裝建設(shè)有水泥脫硝設(shè)施的僅為6條 5年左右時(shí)間，才建成6條線，它們各條線的投資、運(yùn)行情況，脫硝效率、真實(shí)的成本和運(yùn)行費(fèi)用如何？尚不清楚。

（二）方興未艾階段

1、 2012年五月底止，在我國西部12個(gè)?。▍^(qū)、市）中，83.3%在行動(dòng)

重慶市：2012年2月21日，重慶市發(fā)出了渝委辦[2012]16號(hào)文件，要求9個(gè)企業(yè)18條新型干法水泥生產(chǎn)線，年底建成脫硝裝置；目前有6條線處于建設(shè)調(diào)試階段，其它處于可研或招標(biāo)階段。

四川省：2011年11月7日，四川省人民政府辦公廳發(fā)出了川辦函[2011]247號(hào)文件，《轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護(hù)廳關(guān)于“十二五”降氮脫硝工作意見的通知》，“十二五”期間完不成的，將停止對(duì)該水泥企業(yè)的供電。

云南?。涵h(huán)保廳約談遠(yuǎn)東水泥有限公司，安排脫硝工程建設(shè)。

貴州?。菏…h(huán)保廳向全省9個(gè)市（州）發(fā)函，要求火電、水泥行業(yè)須建脫硝設(shè)施：4000t/d以上及2000t/d以下的生產(chǎn)線綜合脫硝效率要求達(dá)到75%以上，2000t/d至4000t/d的生產(chǎn)線綜合脫硝效率要求達(dá)到40%以上，省政府每季度進(jìn)行普查。

寧夏：5月2日下午，召開了2012年全區(qū)主要污染物減排工作會(huì)議，今年全面啟動(dòng)水泥企業(yè)的低氮燃燒工程；平羅恒達(dá)水泥公司2500t/d生產(chǎn)線脫硝項(xiàng)目已簽約。

新疆：在“十二五”工程減排措施中，新增煙氣脫硝工程（水泥熟料生產(chǎn)線脫硝工程）。

陜西：2011年陜西省環(huán)保廳、咸陽市政府相繼發(fā)出有關(guān)文件，要求水泥企業(yè)開展脫硝工程建設(shè)。

青海：環(huán)保廳確定“42321”目標(biāo)，抓緊鹽湖海納、互助金圓、湟中祁連山等水泥企業(yè)脫硝工程建設(shè)。

內(nèi)蒙古：今年3月21日，煙氣脫硝和煙塵控制技術(shù)交流會(huì)在鹽城召開。

廣西：廣西西普南雁水泥有限公司脫硝示范2000t/d生產(chǎn)線，2012年4月25日已投入運(yùn)行。

2、 今年五月底止，在我國中部6個(gè)省中，100%在行動(dòng)

河南：河南省新鄉(xiāng)市強(qiáng)制當(dāng)?shù)厮嗥髽I(yè)脫硝改造。新鄉(xiāng)市共有新型干法生產(chǎn)線18條以上，2012年底以前開工建設(shè)水泥脫硝，2013年前必須完成。

湖南：水泥行業(yè)脫硝進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。2013年前，全省2000t/d以上生產(chǎn)線全部實(shí)施低氮燃燒技術(shù)改造，脫硝率達(dá)到30%以上；4000t/d以上生產(chǎn)線必須配備SNCR設(shè)施，脫硝效率60%以上；已脫硝企業(yè)擅自停運(yùn)、逾期未建企業(yè)一律停產(chǎn)。

江西：4月6日，江西環(huán)保廳召開2012年脫硫脫硝建設(shè)項(xiàng)目座談會(huì)，江西南方等8家水泥企業(yè)分別介紹了脫硝項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度。

湖北：黃石市環(huán)保局對(duì)全市7家水泥生產(chǎn)廠提出了減排要求，加快對(duì)現(xiàn)役生產(chǎn)線進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造，3月底各企業(yè)提出具體方案，對(duì)“十二五”不安裝脫硝設(shè)施的水泥企業(yè)將足額征收NOx排污費(fèi)。

安徽?。翰扇《囗?xiàng)措施加快推進(jìn)水泥行業(yè)減排，今年水泥行業(yè)實(shí)施低氮燃燒改造技術(shù)項(xiàng)目15個(gè)。省里正在研究出臺(tái)相關(guān)政策，從資金、技術(shù)等方面給減排企業(yè)以支持。

山西：3月16日，山西省環(huán)保廳強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)水泥行業(yè)脫硝。新建或改擴(kuò)水泥熟料線一律按《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》執(zhí)行綜合脫硝率不低于60%；所有現(xiàn)役新型干法水泥生產(chǎn)線今年全部完成低氮燃燒技術(shù)改造，脫硝率不低于30%，4000t/d及以上生產(chǎn)線，2013年底建成投入運(yùn)行。其他線，2014年6月底全部建成。

3、 今年五月底止，在我國東部10個(gè)?。ㄊ校┲?，70%在行動(dòng)

北京、天津、上海三個(gè)直轄市，起步早。

河北：臨城奎山冀東水泥脫硝工程開工，擬6月底建成。

廣東：水泥企業(yè)實(shí)施廣東地方新標(biāo)準(zhǔn)。從今年1月1日起，廣東、珠三角大部分地區(qū)開始執(zhí)行廣東省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，NOx排放濃度限定值550mg/Nm³，余下區(qū)域自2014年執(zhí)行；今年廣東抓17條示范線，且廣東環(huán)保廳明確補(bǔ)貼政策：2012年和2013年脫硝的水泥企業(yè)，按每條線300萬元和150萬元的標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)貼，2014年上脫硝裝置的企業(yè)不補(bǔ)貼。

浙江：杭州先行先試NOx排放濃度的政策規(guī)定最牛。杭州市主要污染物減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，以杭減辦[2011]30號(hào)文件提出：2012年9月底前完成現(xiàn)役12家水泥企業(yè)16條熟料生產(chǎn)線脫硝工程，水泥企業(yè)煙氣脫硝率保證達(dá)到85%以上（NOx排放濃度≤150mg/Nm³），脫硝裝置保證運(yùn)轉(zhuǎn)率95%以上，脫硝設(shè)備靠引進(jìn)壽命15年以上，脫硝不得造成二次污染，即SCR和SNCR-SCR氨逃逸控制在8mg/m³（干基、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）以下。失效催化劑應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行再生處理，無法再生的應(yīng)進(jìn)行無害化處理。其脫硝資金由市財(cái)政按項(xiàng)目總投資的30%補(bǔ)貼，其中，4000-5000t/d的生產(chǎn)線最高補(bǔ)貼690萬元/條，2500t/d的生產(chǎn)線最高補(bǔ)貼480萬元/條，各區(qū)、縣（市）配套補(bǔ)貼不少于40%，其余企業(yè)自籌。山東：現(xiàn)役水泥企業(yè)>2000t/d的生產(chǎn)線，必經(jīng)進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造，并配套煙氣脫硝設(shè)施。

福建：現(xiàn)役2000t/d的水泥生產(chǎn)線，兩年內(nèi)完成脫硝改造。2012年底前，對(duì)≥4000t/d的生產(chǎn)線實(shí)行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率達(dá)到60%以上；2013年底前，對(duì)≥2000t/d<4000t/d的水泥生產(chǎn)線，進(jìn)行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率50%以上；對(duì)于<2000t/d以下的生產(chǎn)線，脫硝率達(dá)到30%以上。

4、 今年五月底止，在我國東北3個(gè)省中，67%在行動(dòng)

黑龍江：脫硫脫硝納入重點(diǎn)監(jiān)管，19家水泥企業(yè)年內(nèi)完成低氮燃燒改造工程。

吉林?。喝骈_展水泥行業(yè)氮氧化物減排攻堅(jiān)戰(zhàn)。一是2012年7月底，現(xiàn)役10條4000t/d及以上生產(chǎn)線全部配備脫硝設(shè)施；二是2013年7月底，10條2000t/d熟料線全部完成低氮燃燒技術(shù)改造工程；三是新建、改造、擴(kuò)建的生產(chǎn)線按《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》驗(yàn)收，綜合脫硝率不低于60%；四是加大監(jiān)管NOx征收力度和超排處罰力度。今年全省將安排2000萬元資金補(bǔ)貼水泥企業(yè)脫硝。綜上所述，全國4/5以上的省、自治區(qū)、直轄市都在轟轟烈烈地開展水泥脫硝工作。