我國是世界水泥生產(chǎn)大國，2012年我國水泥產(chǎn)量22.1億噸，占世界水泥產(chǎn)量的一半以上；水泥生產(chǎn)過程中每年排放NOx約190萬噸，約占全國工業(yè)排放量的10%~12%，是繼火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大NOx排放源。同時，“十二五”期間，NO_x的排放首次被列入約束性指標體系。國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃提出“新型干法水泥窯要進行低氮燃燒技術(shù)改造，新建水泥生產(chǎn)線要安裝效率不低于60%的脫硝設(shè)施”。因此，開展水泥行業(yè)NO_x排放控制勢在必行。

　　水泥脫硝標準合理　有進一步提高可能性

　　《水泥工業(yè)大氣污染排放標準》征求意見稿中，提出NO_x排放標準由800mg/m³降低到現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線NOx排放限值要降至450mg/Nm³，新建水泥生產(chǎn)線要低于320mg/Nm³的標準。國家環(huán)境保護燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任高翔接受中國水泥網(wǎng)記者采訪時表示，《水泥工業(yè)大氣污染排放標準》的修訂與我國環(huán)境污染現(xiàn)狀和環(huán)境質(zhì)量要求是相適應(yīng)的。

　　新標準征求意見稿中排放限值的確定，一般基于二方面考慮，一方面是環(huán)境空氣污染物的濃度，即環(huán)境容量，點源污染物的排放對其產(chǎn)生率的影響，這是主要的因素；其次是根據(jù)目前的減排技術(shù)可達到的水平，提出標準執(zhí)行的時間性。新標準大幅度提高了NO_x排放控制要求，對于水泥行業(yè)大氣污染物減排和改善環(huán)境質(zhì)量都具有非常重要意義。

　　水泥行業(yè)NO_x排放標準的修訂，將對當(dāng)前大氣污染治理有積極的作用，并將促進我國水泥行業(yè)脫硝技術(shù)的發(fā)展。然而，也要注意到與當(dāng)前的火電廠的NOx排放標準相比（100mg/Nm³），水泥行業(yè)的NOx排放值是偏高的。他認為，隨著水泥脫硝技術(shù)水平的提高以及成本的降低，水泥行業(yè)的NO_x排放值還有下降的可能。

　　SNCR能滿足新標準要求　進一步提升堪憂

　　要適應(yīng)即將出臺的新標準中更嚴排放要求，現(xiàn)有水泥企業(yè)必然要進行相關(guān)脫硝技術(shù)改造，而當(dāng)前行業(yè)中關(guān)于低氮燃燒、選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術(shù)選擇上一直爭論不休。高翔表示，低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)是目前水泥行業(yè)脫硝應(yīng)用最廣的兩項技術(shù)，各有各的特點，一般結(jié)合使用。

　　通常業(yè)界將能降低NO_x生成的噴煤管為低氮燃燒器，根據(jù)NO_x的生成機理，主要通過采用空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)和低氮燃燒器等方法降低煤粉燃燒過程中NO_x的生成量。SNCR脫硝技術(shù)是一種不使用催化劑，在850~1100℃溫度范圍內(nèi)還原NO_x的方法，最常使用的還原劑為氨和尿素。

　　據(jù)高翔介紹，低氮燃燒和SNCR脫硝裝置相對簡單，投資、運行費用較低，是經(jīng)濟、有效的脫硝技術(shù)。目前應(yīng)用較多、相對成熟的治理措施也是采用低氮燃燒技術(shù)和選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），脫硝效率更高的選擇性催化還原技術(shù)（SCR）還在進一步示范完善中。

　　在水泥脫硝中，低氮燃燒大約可降低30%的NO_x排放量，相應(yīng)NOx排放濃度可控制在500~800 mg/m³；SNCR脫硝效率約為40%~60%，NO_x排放濃度可控制在300~500 mg/m³。SNCR脫硝技術(shù)是目前水泥行業(yè)脫硝的首選，尤其對于工藝改造難度大或不具備改造條件的現(xiàn)有企業(yè)來說，應(yīng)優(yōu)先考慮采取SNCR脫硝技術(shù)；而對于新建企業(yè)，則需要采取低氮燃燒技術(shù)和SNCR脫硝技術(shù)相結(jié)合的措施，以滿足更嚴格的NO_x排放限值要求。

　　從環(huán)境保護部2013年24號文公布的數(shù)據(jù)中顯示，全國投運水泥生產(chǎn)線脫硝設(shè)施清單我國已建成投運水泥熟料生產(chǎn)線脫硝設(shè)施148臺，熟料年生產(chǎn)能力1.57億噸（約占全國水泥生產(chǎn)能力的7.1%）；已投運的脫硝設(shè)施中僅有1臺采用氧化吸收法（紹興兆山），其余全部采用SNCR脫硝技術(shù)。SNCR脫硝技術(shù)結(jié)合低氮燃燒技術(shù)完全可以實現(xiàn)新排放標準的要求。

　　盡管SNCR脫硝技術(shù)完全可以實現(xiàn)新排放標準的要求，但由于SNCR脫硝技術(shù)存在氨逃逸的臭味擾民問題，以及上游合成氨生產(chǎn)的高能耗、增加氨氮排放等問題，各方對該技術(shù)的一直爭論不休。

　　對此，高翔表示，當(dāng)前SNCR脫硝技術(shù)使用的問題均可以通過運行管理措施以及必要的技術(shù)手段得到解決。需要注意的是，隨著水泥脫硝標準提高，SNCR脫硝技術(shù)將很難達到更高的效率，同時氨的耗量會成倍增加，二次污染加劇，因此他建議加快水泥行業(yè)SCR脫硝技術(shù)的研究，同時積極尋找適合水泥窯爐特定運行環(huán)境的高效脫硝新技術(shù)。

　　為適應(yīng)未來標準提升需求　新技術(shù)亟需研發(fā)

　　選擇性催化還原法（SCR）是是目前火電行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的高效NOx治理技術(shù)，該技術(shù)NO_x去除效率可達70~90%，甚至更高，排放濃度可控制在100~200 mg/m³，甚至100 mg/Nm³以下。SCR技術(shù)中要用到催化劑，由于水泥窯尾廢氣粉塵濃度高，且含有堿金屬，易使催化劑磨損、堵塞和中毒，因此，需要采用可靠的清灰技術(shù)以及開發(fā)適合水泥窯爐煙氣特性的新型催化劑。

　　水泥窯SCR脫硝技術(shù)在國外已有成功的應(yīng)用案例。德國Solnhofen水泥廠、意大利Monselice水泥廠和Calavino水泥廠分別在2001年、2006年、2007年分別安裝SCR脫硝裝置，脫硝效率在85%以上，長期運行穩(wěn)定。國內(nèi)適用于水泥窯SCR的催化劑配方及成型等工藝技術(shù)正在發(fā)展完善中，尚沒有水泥窯SCR脫硝應(yīng)用案例。未來，高翔認為隨著水泥窯SCR脫硝技術(shù)的成熟及環(huán)保要求的進一步提高，可能需采用SCR脫硝技術(shù)或者SNCR-SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，以實現(xiàn)更嚴格的水泥窯爐NO_x排放控制要求。

　　此外，國內(nèi)外對等離子體/臭氧氧化脫硝技術(shù)也有一定的研究。國外，低溫氧化技術(shù)（LoTOx）的工程應(yīng)用表明該技術(shù)在國外已進入工業(yè)化應(yīng)用階段。國內(nèi)，紹興兆山水泥廠采用氧化吸收法技術(shù)，但現(xiàn)階段臭氧的制備費用較高，制約了該技術(shù)的規(guī)?；茝V使用，隨著臭氧發(fā)生裝置的逐步改進，臭氧氧化同時脫硫脫硝技術(shù)必將會有更加廣泛的應(yīng)用前景。

　　大氣污染減排是企業(yè)責(zé)任　企業(yè)脫硝應(yīng)積極應(yīng)對

　　當(dāng)前，國內(nèi)水泥行業(yè)當(dāng)前面對的不僅僅是“增速下滑、需求疲軟、價格下跌、利潤縮水”的困境，更需面對我國水泥生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染等嚴重問題。高翔表示，水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩，利潤低都是現(xiàn)實，但是大氣治理是每個企業(yè)的責(zé)任，無論企業(yè)在發(fā)展的那個階段，都必須作為一個主要任務(wù)來抓。因此，在此次全行業(yè)脫硝進展中，建議水泥企業(yè)應(yīng)做到：

　　1、無論是宏觀政策導(dǎo)向和行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的外部壓力，還是企業(yè)提升自身競爭力的內(nèi)在需求，節(jié)能降耗已經(jīng)是當(dāng)前行業(yè)最關(guān)心的話題。水泥行業(yè)應(yīng)響應(yīng)國家政策，進行行業(yè)重整，淘汰高能耗、低產(chǎn)能的水泥廠，做強一些技術(shù)好、能耗低的水泥廠。水泥行業(yè)能耗占全國建材行業(yè)總能耗的75%左右，是高能耗工業(yè)，其消耗的煤炭占全國煤炭總消費量的15%左右，因此水泥行業(yè)節(jié)能降耗工作的進展，不僅對行業(yè)自身的發(fā)展有重要意義，而且對國家節(jié)能減排目標的實現(xiàn)也將起到非常重要的作用。

　　2、目前水泥行業(yè)節(jié)能減排主要通過以下技術(shù)實現(xiàn)：①綜合利用工業(yè)廢渣；②大量采用替代燃料和替代原料（城市生活垃圾、固體廢棄物）；③余熱發(fā)電；④利用預(yù)粉磨技術(shù)和助磨劑來降低水泥粉磨電耗。

　　3、在脫硝過程中，脫硝會增加企業(yè)投資、能源消耗、生產(chǎn)運營成本，還可能產(chǎn)生二次污染。當(dāng)前，在水泥產(chǎn)能過剩、效益下滑之際，水泥企業(yè)期盼國家能出臺相關(guān)脫硝補償政策或激勵機制。當(dāng)然，企業(yè)也應(yīng)加強對脫硝裝備的安全運行和管理，減少費用，同時優(yōu)化資源和資金配置。

　　高翔：國家環(huán)境保護燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任；“長江學(xué)者”獎勵計劃特聘教授；國家杰出青年科學(xué)基金獲得者；浙江大學(xué)能源工程學(xué)系系副主任。