富氧低NOX燃燒器技術(shù)在水泥示范線的應(yīng)用

  由中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)組織開展的國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目--"水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)"取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)突破，對(duì)水泥生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)降低整體性環(huán)境負(fù)荷有很好的效果。這是國(guó)家科技部近日在北京舉行的國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)上，相關(guān)行業(yè)專家對(duì)"水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)"項(xiàng)目的一致評(píng)價(jià)。

  五大課題劍指水泥污染排放

  水泥生產(chǎn)的主要污染物--氮氧化物（NOx）和粉塵，尤其是NOx,僅次于電力行業(yè)和機(jī)動(dòng)車尾氣排放，占全國(guó)NOx排放總量的10%。

   《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展"十二五"規(guī)劃綱要》提出，"十二五"期間重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)地區(qū)氮氧化物排放總量比2010年減少10%的約束性指標(biāo)。強(qiáng)化顆粒物污染控制。工信部《關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排指導(dǎo)意見》提出，到"十二五"末，水泥顆粒物排放在2009年基礎(chǔ)上降低50%，氮氧化物在2009年基礎(chǔ)上降低25%。而在2011年末，我國(guó)水泥行業(yè)70%的水泥生產(chǎn)線NOx排放濃度超過500 mg/Nm³,電除塵系統(tǒng)不能滿足《水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2004規(guī)定的粉塵排放濃度小于50 mg/Nm³要求。

  為實(shí)現(xiàn)國(guó)家對(duì)水泥窯爐粉塵及NOx減排要求，促進(jìn)行業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，科技部于2012年5月批準(zhǔn)將"水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)"項(xiàng)目列入國(guó)家科技支撐計(jì)劃組織實(shí)施。中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)作為該項(xiàng)目的組織單位，帶領(lǐng)我國(guó)水泥行業(yè)的科研人員，結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)多樣化、差別化需求，針對(duì)當(dāng)時(shí)水泥生產(chǎn)中氮氧化物燃燒控制減排效果有限、非催化還原、催化還原減排技術(shù)不成熟、國(guó)產(chǎn)濾料質(zhì)量差、缺乏高溫濾料等技術(shù)瓶頸，按照不同技術(shù)路線，分為五大攻關(guān)課題，開始了水泥窯爐污染物減排科技攻關(guān)之路。

  五大課題包括水泥窯爐NOx減排方面3個(gè)課題：水泥窯爐富氧和分級(jí)燃燒減排NOx技術(shù)與示范應(yīng)用、水泥窯爐NOx中低溫催化還原減排材料與技術(shù)示范應(yīng)用和水泥窯爐NOx高溫低成本還原材料與技術(shù)示范應(yīng)用，還包括水泥窯爐粉塵減排方面針對(duì)水泥窯爐煙氣波動(dòng)變化情況2個(gè)課題：玻璃纖維/高分子復(fù)合高性能覆膜濾料制備關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用和玄武巖纖維濾料制備關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用。

  眾多單位聯(lián)手攻克技術(shù)瓶頸

  由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院、北京工業(yè)大學(xué)、江蘇科行環(huán)?？萍加邢薰尽⒅胁目萍脊煞萦邢薰竞?a target="_blank" style="color: #4284f4; text-decoration: underline;">合肥水泥研究設(shè)計(jì)院等19個(gè)科研院所、大專院校和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，近3000位科研人員，從2012年年初至2014年年底，共同對(duì)水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)進(jìn)行攻關(guān)。

  科研人員在水泥窯爐富氧和分級(jí)燃燒減排NOx技術(shù)與示范應(yīng)用研究中，主要對(duì)水泥窯爐NOx形成與控制機(jī)理、水泥回轉(zhuǎn)窯低NOx高效富氧燃燒技術(shù)和分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范攻關(guān)。他們開發(fā)了富氧低NOx高效燃燒器和分級(jí)燃燒技術(shù)及裝備，在水泥熟料生產(chǎn)線窯爐上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用示范，有效減少NOx排放的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了熟料質(zhì)量和產(chǎn)量的提高、脫硝成本的降低。

  水泥窯爐NOx中低溫催化還原減排材料與技術(shù)示范應(yīng)用研究中，科研人員開發(fā)出適用于水泥窯爐煙氣低溫SCR用催化材料，并利用低成本的硫酸法鈦白工業(yè)中間產(chǎn)物偏鈦酸和工業(yè)廢渣酸解殘?jiān)鼮樵现苽涑龃呋牧?，研制出低成本抗堿催化粉體材料，大大提高脫硝效率，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化利用，降低了催化劑成本；建成年產(chǎn)1000立方米水泥窯NOx減排專用中低溫整體催化材料生產(chǎn)線，同時(shí)開發(fā)的水泥窯爐SCR脫硝反應(yīng)器在水泥熟料生產(chǎn)線成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用；建立了新型干法水泥窯爐NOx減排技術(shù)系統(tǒng)的全生命周期（LCA）評(píng)價(jià)方法，完成項(xiàng)目開發(fā)的非催化還原、催化還原及SNCR+SCR兩種技術(shù)組合的LCA評(píng)價(jià)。

  科研人員在水泥窯爐NOx高溫低成本還原材料與技術(shù)示范應(yīng)用研究中，開發(fā)出了高溫低成本SNCR脫硝技術(shù)及成套系統(tǒng)，在水泥熟料生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用示范，在全國(guó)水泥企業(yè)廣泛推廣應(yīng)用脫硝工程，并制定了相應(yīng)的脫硝技術(shù)規(guī)范，為水泥企業(yè)的NOx減排提供了重要的技術(shù)支撐。

  在玻璃纖維/高分子復(fù)合高性能濾料制備關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用課題攻關(guān)中，科研人員開發(fā)了ePTFE濾膜和聚酰亞胺纖維關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)制備技術(shù)，建成年產(chǎn)400萬(wàn)平方米覆膜濾料示范生產(chǎn)線，規(guī)模化制備出玻纖覆膜及玻纖/聚酰亞胺纖維復(fù)合濾料，獲得了多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利及美國(guó)專利，并實(shí)現(xiàn)在多條大型水泥窯上集成示范應(yīng)用，粉塵排放濃度遠(yuǎn)低于國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)要求。在火力電廠和鋼鐵等行業(yè)也具有很好的推廣應(yīng)用前景。

  玄武巖纖維濾料制備關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用課題的研究，通過改性技術(shù)改善玄武巖纖維的可機(jī)織性能，開發(fā)出玄武巖纖維針刺氈，形成了年產(chǎn)50萬(wàn)平方米玄武巖纖維濾料生產(chǎn)線，并在水泥生產(chǎn)線進(jìn)行了示范應(yīng)用。經(jīng)過改性處理的濾料無(wú)論是單一性能還是綜合性能均優(yōu)于未經(jīng)改性處理的濾料，使用效果理想，達(dá)到各項(xiàng)考核指標(biāo)要求。

  豐碩成果展現(xiàn)廣闊應(yīng)用前景

  水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目在行業(yè)科研院所、大專院校和生產(chǎn)企業(yè)的科研人員發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)，共同努力攻關(guān)下，歷時(shí)3年，碩果累累，共申請(qǐng)中國(guó)專利62項(xiàng)，其中，發(fā)明專利45項(xiàng)，實(shí)用新型專利17項(xiàng)；軟件著作權(quán)1項(xiàng)；申請(qǐng)國(guó)外專利2項(xiàng)。項(xiàng)目執(zhí)行期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文54篇，其中中文期刊34篇，外文期刊20篇。

  在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目"水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)"驗(yàn)收會(huì)上，專家認(rèn)為，項(xiàng)目研究突破了水泥行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，解決了我國(guó)水泥行業(yè)NOx及粉塵減排的重大需求，實(shí)現(xiàn)了更低的排放值，完全滿足《水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2013的規(guī)定，為我國(guó)水泥、冶金、電力、炭黑等工業(yè)實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)和清潔生產(chǎn)提供了支持，為PM2.5粉塵的治理提供了有力的技術(shù)支撐，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。項(xiàng)目研發(fā)的高性能濾料不僅適用于水泥工業(yè)高溫?zé)煔獬龎m行業(yè)，還可廣泛應(yīng)用于電力、鋼鐵、化工等工業(yè)窯爐及垃圾焚燒爐等高溫、高腐蝕煙氣除塵行業(yè)。專家指出，項(xiàng)目完成了立項(xiàng)批復(fù)和課題任務(wù)書規(guī)定的研究?jī)?nèi)容，達(dá)到了考核指標(biāo)要求，取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)突破，有較大的市場(chǎng)應(yīng)用推廣前景和潛力，一致同意項(xiàng)目驗(yàn)收通過。

  "水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關(guān)鍵材料及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)"項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)由科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司材料處處長(zhǎng)李志農(nóng)主持，中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)徐永模作總結(jié)講話，中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)副秘書長(zhǎng)、科技工作部主任潘東暉代表組織單位向項(xiàng)目主管單位及與會(huì)專家匯報(bào)了項(xiàng)目實(shí)施情況，項(xiàng)目課題承擔(dān)單位的有關(guān)代表參加了會(huì)議。