1、前言
中国是水泥生产大国，年产能达到24亿吨。水泥行业又是继电力、钢铁之后的NOx第三大排放源，年排放量在200万吨左右，约占全国NOx排放总量的10%。水泥行业排放政策（NOx超低、氨逃逸≤5ppm）趋紧，很多水泥企业因为NOx排放不达标被迫停产，经济损失巨大。特别是每逢秋冬季节的重污染天气，部分企业为了NOx的达标排放而加大喷氨量，导致氨逃逸量大幅增加，形成的氨盐被排放到大气中又进一步助推了雾霾的形成。随着越来越多的地方政府出台对氨逃逸检测的相关政策，不难看出在水泥行业满足NOx超低排放的同时，又能满足无氨脱硝的新技术是大势所趋。
2、水泥行业NOx治理现状与雾霾成因分析
2.1 水泥行业NOx的来源
在水泥生产过程中产生NOx的来源主要有两个：在温度区间为500℃~1 500℃时，分解炉和回转窑中产生燃料型NOx，大约占全部NOx 的75％~95％ ；温度＞1 200℃时在回转窑内生成热力型NOx。
2.2 水泥行业脱硝技术应用情况
水泥生产过程中窖尾炉段会产生大量烟气，这些烟气具有温度高、湿度大、NOx含量高等特点。目前在水泥行业NOx末端治理技术主要有SNCR、SNCR+SCR两种工艺路线。
2.2.1 窑炉低氮燃烧+SNCR技术
SNCR技术是目前水泥行业最成熟、采用最多的末端治理技术，优点就是投资少、装置简单、过程中无需使用催化剂，但是它也有自己的不足，其脱除效率较低、对烟气温度的要求高，气凝胶设备容易造成腐蚀，无法实现NOx的超低排放，并且在SNCR系统中，氨的喷入量很大，造成下游氨的浓度非常高以至于产生氨逃逸的现象，直接导致了二次污染。
2.2.2 SNCR+电除尘+SCR技术
SCR技术是国外同行借鉴传统脱硝工艺的基础上提出来的，优点是脱硝的效率高、对烟温的要求低、并且可以实现NOx的超低排放；但是其投资成本却很高，因需要在原有的SNCR系统上增加除尘系统、SCR系统，另外，由于烟气中含有碱金属、重金属，还可导致催化剂中毒，从而影响系统的脱硝效率，并且目前该技术所使用的催化剂能否在水泥行业中长期稳定运行，还有待考察。
上述两种技术都有一个通病，那就是会大量喷入氨，氨对PM2.5的贡献，主要还是氮氧化物氧化生成硝酸再与过量氨气反应，生成硝酸铵颗粒物，充分吸收水分后，这些颗粒物的直径会涨到可接近可见光的波段，此时它们的消光作用极强，当这些细颗粒物达到特定浓度后，导致雾霾出现。北京环科院大气所所长彭应登的研究数据显示，平时硫酸铵、硝酸铵总质量在PM2.5总质量中约占30%多，但重度雾霾时能突破50%。
由上可见，针对水泥行业NOx的治理，现急需一种既能实现超低排放又能实现无氨脱硝的技术路线。
3、离子发生器脱硝工艺
离子发生器脱硝工艺是中晶环境科技股份有限公司结合多年在非电行业的烟气治理经验，根据水泥窑炉烟气及工艺的特点，推出的一套独有的烟气NOx超净排放治理工艺。相比SNCR和SNCR+SCR技术而言，本工艺路线是一种可实现无氨脱硝的技术，同时它可脱除多种污染物，是在现有水泥生产工艺的基础上，最大限度的利用现有设备，在实现烟气净化的同时保证原有水泥的产量和质量。
3.1 技术原理
该项技术的工艺原理则是将增湿塔、生磨出来的烟气收集汇合之后，进入吸收塔，将离子发生器产生的脱硝剂在吸收塔前面的入口烟道加入并混合均匀，和吸收塔内、外加的吸收剂进行吸收反应，净化后的烟气则经由原有的布袋除尘器达到除尘的目的，再凭借后续引风机的力量通过烟囱排放出去。离子发生器是整个工艺的关键步骤，它是在脉冲低电压的作用下产生电离离子，将烟气中的NO氧化成高价NOx，利用后续的吸收装置，将烟气中的高价氮氧化物吸收，转化为相应的盐类，从而达到NOx超低排放的目的，且全程常温无氨脱硝，无碳排，节能减排效果显著。
离子发生器工艺原理图
3.2 技术特点
（1）无氨脱硝：无氨常温脱硝，节能减排；
（2）多污染近零排放：在实现氮氧化物超低排放的同时，轻松满足实现SO2、VOCs、HCL、HF、二噁英、重金属的协同脱除；
（3）循环利用：水泥熟料可作为吸收剂副产物，能用于生产建材、水泥；
（4）安全、稳定：无氨逃逸、催化剂中毒、设备腐蚀现象；
（5）不折腾、成本低：轻松应对指标提升、不折腾，建设成本更低，由于省去了高温电除尘等设备，投资较SCR低15%，运营成本更低，吨熟料运行成本在3元以内。
4、结束语
随着国家环保政策的不断趋紧与雾霾成因研究的不断深入，超低排放只是非电行业烟气治理的一个新起点。无氨脱硝技术，多污染物协同治理技术，副产物可循环利用等技术则代表水泥、钢铁等非电行业未来烟气治理技术的发展趋势。相信会有越来越多的符合既适合中国国情又符合企业绿色发展需求的新技术不断得以应用在烟气治理领域，无氨脱硝未来可期。
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