应加快水泥工业NOx前端控制技术的研发和推广

水泥工业每年“吃掉”的工业垃圾足以显示水泥企业对环保事业做出的巨大贡献，其对生活垃圾和污泥的处理潜力也已得到充分论证，我们完全可以预见其未来在环保事业方面的更大能耐。然而，当前更要紧的是治霾。虽然没有证据说庞大的水泥工业是霾产生的罪魁祸首，但我们的生产和排放肯定对空气是有污染的。一方面是用电，属间接排放；另一方面是生产过程废气的排放，是直接性的。这两者的控制，在水泥企业，就四个字：“节能减排”。这是水泥企业减少生产过程对环境污染的重要举措，也是降低生产成本的关键，其涉及面也比较广，可以说是一个系统工程。其中，氮氧化物的减排是近年来关注的重点之一。

如何减排氮氧化物？国家环保部在2013年12月27日发布了最新的水泥工业大气污染物排放标准GB 4915-2013，用以替代GB 4915－2004，这是1985年该标准发布以来的第三次修订的第四版。对于氮氧化物的排放标准从原先的800mg/m3下调到400mg/m3，重点区域则执行300～320mg/m3的标准。2014年3月3日，《中国建材报》在第二版刊发了《环保新标倒逼水泥企业谋求绿色“突围”》，文章指出，目前我国主要脱硝技术分为：第一类是前端控制，包括：1、改变配料方案、优化工艺等； 2、低氮燃烧器；3、分级燃烧。第二类是从后端治理，主要包括：1、选择性非催化还原法（SNCR）；2、选择性催化还原法（SCR）。第三类是各种技术的组合脱硝， 主要有：1、分级燃烧+SNCR；2、SNCR/SCR 联合脱硝等。笔者认为，水泥工业NOx实现生产过程的控制——前端控制才是高水平。本文引用一些资料以佐证之。

2014年第1期《新世纪水泥导报》刊发了成都建筑材料工业设计研究院有限公司吴东业先生的《水泥厂选择性非催化还原技术脱硝的利与弊》一文，文章就水泥厂在采用选择性非催化还原技术脱硝时，还原剂会存在的职业健康危害，及在还原剂的生产过程会转移排放相应的有害废气进行了详细分析，以目前国内常用的5000 t/d水泥熟料生产线为例，用液氨（或氨水）脱硝，吨熟料能耗增加1.90 kg/t（熟料），增加SO2排放量45.6 g/t，增加CO2排放量4668.3 g/t，增加NOx排放量19.19 g/t；用尿素脱硝，吨熟料能耗增加2.40 kg/t（熟料），增加SO2排放量57.6 g/t，增加CO2排放量7025.2g/t，增加NOx排放量24.24 g/t。作者认为，在目前的技术条件下，应优先在前端采取预防和减少NOx的产生，在后处理上即可使用较少的还原剂。建议在装备上进一步研究低NOx燃烧器、脱氮型分解炉技术，在操作上尽可能使燃料在空气过剩系数处于较低的情况下燃烧，减少局部高温区，从源头上减少NOx的形成，达到减少还原剂的用量，从而降低后处理成本和减少转移排放。这就是说，水泥工业NOx实现生产过程的控制——前端控制，是关键。

水泥企业是怎么考虑的呢？前文提到的《环保新标倒逼水泥企业谋求绿色“突围”》一文说，我国目前只有10%的水泥企业脱硝达标，水泥企业要想达到新标的环保达标标准，最大的压力来自于脱硝方面。这是因为2013年12月27日发布了最新的水泥工业大气污染物排放标准GB 4915-2013规定，新建企业将在2014年3月1日起执行新标准，现有企业则执行原标准至2015年7月1日过渡期结束。这么长的过渡期，水泥企业有足够时间进行脱硝改造，一些企业早已行动起来。笔者用海螺水泥的做法进行说明。

海螺水泥认为，预分解窑采用分级燃烧脱硝技术，是水泥工业降低氮氧化物排放的重要技术路线之一。在分级燃烧脱硝技术改造设计时，既要考虑脱硝效率，又要保证生产的稳定运行，防止系统结皮和塌料现象的产生，同时，在生产调试和操作配合上也非常关键。该技术通过海螺集团数十条生产线的改造实践，总体脱硝效率在25%～45%之间，平均效率31%左右，改造后生产运行稳定。这样的认识，可从刚刚出版的《新世纪水泥导报》2014年第2期中找到。在该期杂志上，安徽海螺建材设计研究院的盛赵宝先生等联合撰写了《浅谈分解炉分级燃烧改造的设计与调试》一文。文章中，作者详细介绍了分级燃烧脱硝技术的原理：该技术是在分解炉锥部空间建立脱硝还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。此外，分解炉中的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。同时，作者详细介绍了技改方案设计思路、技改实施方法和调试中的注意事项。这是一篇值得借鉴的好文章。

《水泥厂选择性非催化还原技术脱硝的利与弊》和《浅谈分解炉分级燃烧改造的设计与调试》两篇论文至少可以说明，水泥工业NOx实现生产过程控制的重要性。据海螺水泥的一位生产管理者说，改变配料方案、优化工艺、使用低氮燃烧器和分级燃烧技术可以称为水泥工业NOx前端控制技术，综合应用得好，能够达到水泥工业大气污染物排放标准GB 4915-2013的要求。既然如此，笔者认为，相关机构应加强对后端治理技术（SNCR和SCR）的认证，是否值得大力推广？千万不能“拆东墙补西墙”，浪费人力物力，而要加快水泥工业NOx前端控制技术的研发和推广。这可是关系到生态环保和社会与企业效益的大事！