摘要：水泥行業(yè)為實(shí)現(xiàn)超低排放，按照水泥熟料生產(chǎn)工藝及廢氣限值，結(jié)合SNCR脫硝系統(tǒng)、袋收塵器的優(yōu)勢(shì)，利用新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，有針對(duì)性地采用了三種方法進(jìn)行超低排放改造，對(duì)脫硝治理及收塵治理的技術(shù)改造進(jìn)行淺談。

引言

2020年3月，河北省印發(fā)《水泥工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)大氣污染物排放管控，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別為10mg/m3、30mg/m3、100mg/m3；2020年4月，河南省發(fā)布《河南省水泥行業(yè)超低排放改造實(shí)施方案（征求意見(jiàn)稿）》。意見(jiàn)稿要求，2020年底前，全省水泥企業(yè)完成有組織和無(wú)組織超低排放改造。水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)廢氣基準(zhǔn)含氧量10%條件下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、汞及其化合物排放濃度小時(shí)均值分別不高于10、35、100、3、0.05毫克/立方米；鼓勵(lì)企業(yè)采用新技術(shù)，力爭(zhēng)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時(shí)均值控制在10、20、50毫克/立方米以下。采用氨法脫硝的氨逃逸濃度不高于8毫克/立方米。由此可見(jiàn)，京津冀及周邊地區(qū)隨后的環(huán)保趨勢(shì)將向更高標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)，且按照國(guó)家環(huán)保針對(duì)污染防治深化治理企業(yè)進(jìn)行差異化管控的要求，積極進(jìn)行新的技術(shù)探索和儲(chǔ)備，執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于水泥企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一次更嚴(yán)格的篩選，也是一個(gè)更好的機(jī)遇。

水泥行業(yè)有組織煙氣治理內(nèi)容

水泥行業(yè)中回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣是最主要、最關(guān)鍵的廢氣排放源，以金隅冀東的大部分水泥公司為例，回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)為堿性環(huán)境，原料為石灰石，在高溫區(qū)域經(jīng)分解得到的氧化鈣和燃煤排放出來(lái)的二氧化硫大量反應(yīng)，在正常的回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行條件下，窯尾二氧化硫排放濃度很低，因此窯尾煙氣無(wú)需末端脫硫措施，因此水泥熟料生產(chǎn)線的煙氣治理主要圍繞脫硝、除塵兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，煙氣常用脫硝技術(shù)包括低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、以及熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)；除塵技術(shù)為袋式除塵器、電除塵器以及電袋復(fù)合除塵器?，F(xiàn)就針對(duì)使用低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)及袋除塵器對(duì)氮氧化物和粉塵超低排放改造進(jìn)行探討。

（1）低氮燃燒技術(shù)

低氮氧化物燃燒技術(shù)是從源頭治理，主要包括低氮燃燒器和分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)。低氮燃燒器通過(guò)增加燃燒器風(fēng)道，降低一次空氣比例，使煤粉分級(jí)燃燒。分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)利用助燃風(fēng)分級(jí)或燃料分級(jí)加入，形成的貧氧氣氛或富燃料區(qū)域，產(chǎn)生一定量的CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯內(nèi)產(chǎn)生的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2等無(wú)污染的惰性氣體。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx的產(chǎn)生，使出分解爐的NOx含量大幅度降低，從而實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的NOx的減排的目的。反應(yīng)式如下：

2CO+2NO=N2+2CO2

NH+NH=N2+H2

2H2+2NO=N2+2H2O

所以在使用分級(jí)燃燒技術(shù)降低氮氧化物時(shí)，為了控制窯內(nèi)氣氛，首先應(yīng)根據(jù)所使用的燃料類型，結(jié)合生料中的硫、堿含量等，在窯尾煙室、分解爐錐體等部位加裝良好的、易于調(diào)整的燃燒器，有利于煤粉在貧氧區(qū)生成CO，同時(shí)因?yàn)殄F部區(qū)域風(fēng)速較大，有利于煤粉的分散，并避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)；其次可適當(dāng)將三次風(fēng)管進(jìn)行上移，保持窯內(nèi)微氧化氣氛，延長(zhǎng)還原劑還原NOx的時(shí)間。，從而使氮氧化物能夠最大限度的降低。

（2）選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)

選擇性非催化還原法（SNCR）是從末端治理，在無(wú)催化劑存在條件下將氨或尿素等還原劑利用機(jī)械霧化和攜帶風(fēng)噴入爐內(nèi)高溫區(qū)，將氮氧化物還原成N2與H2O的方法。還原劑噴入窯爐尾部（或分解爐的中下部）合適的溫度區(qū)間（一般在850℃-1050℃之間），脫硝效率30%-70%。反應(yīng)式為：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H20

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

所以在使用SNCR脫硝技術(shù)降低氮氧化物時(shí)，選好噴射位置，一般選在C5入口位置，盡可能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效溫度窗口區(qū)域內(nèi)，保證還原劑與NOX最大限度的反應(yīng)，提高還原劑利用率，降低氨水用量和氨逃逸。要達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，還要特別考慮還原劑在相應(yīng)溫度窗區(qū)域的精細(xì)分布程度，所以選擇霧化效果好的噴槍十分重要，例如雙流體噴槍有良好的霧化效果和抗堵塞功能，其次在調(diào)試優(yōu)化期間，必須合理調(diào)節(jié)每支噴槍的霧化性能和流速，擴(kuò)大噴灑覆蓋面積，為水泥熟料生產(chǎn)線的特性設(shè)定科學(xué)合理的NH3/NOx摩爾比，在氨逃逸不超標(biāo)的情況下，以達(dá)到反應(yīng)最充分、脫硝效果最好。

（3）袋式除塵器

現(xiàn)在水泥行業(yè)多數(shù)采用氣箱脈沖袋收塵器，但相較來(lái)說(shuō)，噴吹脈沖袋收塵器比氣箱脈沖袋收塵器在空間利用和布置上更合理，進(jìn)出氣方式更靈活，而且現(xiàn)在不斷出現(xiàn)的高性能濾袋及除塵器結(jié)構(gòu)技術(shù)完全可以做到粉塵排放濃度≤10mg/m3，滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。所以要實(shí)現(xiàn)有組織粉塵的超低排放，更換或者在原氣箱脈沖袋除塵器的基礎(chǔ)上改造升級(jí)為噴吹脈沖袋除塵器更有效果。

水泥行業(yè)無(wú)組織粉塵治理內(nèi)容

水泥行業(yè)中可能產(chǎn)生無(wú)組織粉塵排放的環(huán)節(jié)有礦石開(kāi)采、原輔料及成品儲(chǔ)存、原輔料及成品輸送、工藝過(guò)程。所以無(wú)組織粉塵的治理需全面加強(qiáng)爆破開(kāi)采、物料儲(chǔ)存、輸送及生產(chǎn)工藝過(guò)程無(wú)組織排放控制，推進(jìn)大宗物料的清潔運(yùn)輸，強(qiáng)化揚(yáng)塵綜合治理。以金隅冀東水泥企業(yè)在無(wú)組織粉塵治理方面的措施為例，可實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)無(wú)組織粉塵的超低排放。

礦石爆破開(kāi)采：爆破期間合理使用爆破抑塵車，開(kāi)采使用自帶收塵設(shè)施的鉆機(jī)，如阿特拉斯鉆機(jī)，開(kāi)采面全方位覆蓋霧炮抑塵車，實(shí)現(xiàn)爆破開(kāi)采環(huán)節(jié)無(wú)組織粉塵的超低排放。

原輔料及成品儲(chǔ)存：全部采用密閉儲(chǔ)存庫(kù)或全封閉料棚進(jìn)行存儲(chǔ)，物料裝卸過(guò)程噴淋噴霧等抑塵措施，料棚安裝收塵設(shè)施和實(shí)用型紅外線感應(yīng)堆積門，物料出口安裝噴霧抑塵裝置和車輛沖洗裝置，所有料棚外加裝微型監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)開(kāi)展無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控，通過(guò)采取這些措施，能夠保證原輔料儲(chǔ)存環(huán)節(jié)對(duì)無(wú)組織粉塵排放進(jìn)行嚴(yán)格管控，實(shí)現(xiàn)原輔料儲(chǔ)存環(huán)節(jié)無(wú)組織粉塵的超低排放。

原輔料及成品輸送：所有物料轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸全部采用全密閉皮帶、封閉通廊、管狀帶式輸送機(jī)和密閉車廂、真空罐車、氣力輸送等輸送方式進(jìn)行運(yùn)輸，能夠使得輸送過(guò)程中無(wú)組織粉塵最大限度的回用和管控?？紤]到實(shí)際情況中資金投入及地理位置等多方面因素，多數(shù)企業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)管道輸送、氣力輸送等運(yùn)輸方式，仍采用車輛運(yùn)輸方式進(jìn)行原輔材料的轉(zhuǎn)運(yùn)，所以生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)缆沸枞坑不?，裸露土石方全部綠化，并配備高效機(jī)掃車、吸塵車、灑水車，進(jìn)出廠道路安裝車輪清洗裝置，物料運(yùn)輸車輛采用新能源車輛或國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)汽車。運(yùn)輸車輛全密閉。實(shí)現(xiàn)原輔料及成品輸送環(huán)節(jié)無(wú)組織粉塵的超低排放。

工藝過(guò)程：磨機(jī)前喂料裝置密閉，磨尾卸料口和除塵器出灰口安裝鎖風(fēng)裝置，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)保持微負(fù)壓，無(wú)漏風(fēng)、漏料現(xiàn)象，這樣可實(shí)現(xiàn)工藝生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)組織粉塵的超低排放。

結(jié)論

在“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設(shè)的新政策下，從政府加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和人民追求美好生活的角度出發(fā)，現(xiàn)在各地水泥行業(yè)的超低排放限值正在逐步降低，已然成為新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)修訂的基礎(chǔ)，同時(shí)各地政府部門在秋冬采暖季期間，通過(guò)加強(qiáng)污染物超低排放的管控力度，引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)開(kāi)展規(guī)范化建設(shè)，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行提標(biāo)升級(jí)改造，依照規(guī)范評(píng)定差異化管理等級(jí)，逐級(jí)帶動(dòng)地方企業(yè)提高環(huán)保意識(shí)和水平，由此產(chǎn)生的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益同步并進(jìn)。水泥行業(yè)超低排放改造已勢(shì)在必行，所以只有學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，努力向綠色花園式企業(yè)邁進(jìn)，全面打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，才是水泥企業(yè)的真正出路。