近日，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)水泥窯爐低NO_x關(guān)鍵技術(shù)與示范課題寧夏勝金2500 t/d水泥窯爐示范工程實(shí)現(xiàn)試運(yùn)行，并進(jìn)行了第三方測(cè)試。在SNCR正常投運(yùn)條件下，水泥窯爐NO_x排放低至80 mg/m³。中科院工程熱物理研究所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在流態(tài)化燃燒氮氧化物控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了水泥窯爐NO_x原位還原工藝，解決了水泥窯爐原位還原脫硝技術(shù)、還原爐/分解爐耦合技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，形成了水泥窯爐低氮脫硝技術(shù)，并在該示范工程中應(yīng)用。與不匹配低氮脫硝技術(shù)相比，NO_x排放進(jìn)一步降低60%以上。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已于今年6月實(shí)現(xiàn)了該示范工程的穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化完善，本次調(diào)試結(jié)果相較于前一次，在NO_x還原效果和運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定性上有顯著提升。該示范工程對(duì)我國(guó)燃煤水泥窯爐低氨甚至無(wú)氨脫硝技術(shù)領(lǐng)域具有重要意義。

我國(guó)水泥工業(yè)氮氧化物排放量在全國(guó)排放總量中占較大比重，對(duì)環(huán)境造成影響。目前，我國(guó)水泥工業(yè)NOx排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值日趨嚴(yán)格，一些地方政府制定了比國(guó)標(biāo)更嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)脫硝技術(shù)難以直接滿足當(dāng)前水泥工業(yè)超低排放的環(huán)保要求。

在中科院“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持下，研究人員系統(tǒng)探索了水泥窯爐條件下煤粉、半焦與熱解氣對(duì)NO_x的不同還原特性及相關(guān)機(jī)理，獲得了煤粉對(duì)NO_x均相、異相還原機(jī)理，揭示了水泥生料對(duì)于促進(jìn)焦炭異相還原的機(jī)理，獲得了溫度與氧氣濃度等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)NO_x還原特性的影響機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，研究人員提出并開(kāi)發(fā)出適用于燃煤水泥窯爐的低氮脫硝技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)煤粉原位還原實(shí)現(xiàn)燃料氮的預(yù)脫除，部分燃料氮定向轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑫r(shí)生成具有較強(qiáng)還原性的高溫半焦-煤氣，進(jìn)入分解爐后，通過(guò)均相及異相還原反應(yīng)將回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的高濃度NO_x還原成N₂。研究人員在1 t/d和3 t/d水泥生料分解過(guò)程低NO_x控制中試試驗(yàn)中積累了大量研究數(shù)據(jù)，為該示范工程的建設(shè)和運(yùn)行提供了技術(shù)原理和數(shù)據(jù)支撐。

水泥窯爐低氮脫硝技術(shù)通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有水泥工藝實(shí)現(xiàn)NOx減排，解決了水泥窯爐現(xiàn)有脫硝技術(shù)面臨的氮還原轉(zhuǎn)化率限制等問(wèn)題，是一種有效減少NOx排放的綜合控制技術(shù)，在脫硝效率、環(huán)境兼容性、以及投資運(yùn)行成本等方面顯示出優(yōu)越性，有望使水泥窯爐擺脫對(duì)氨水的依賴，解決現(xiàn)有脫硝技術(shù)面臨的效率和環(huán)保問(wèn)題。下一步，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)對(duì)示范工程進(jìn)行優(yōu)化，以期實(shí)現(xiàn)無(wú)氨更低NOx排放；積極推進(jìn)該技術(shù)的廣泛工程應(yīng)用，為解決困擾我國(guó)水泥行業(yè)的發(fā)展問(wèn)題貢獻(xiàn)力量。

2500噸每天水泥窯爐低NO_x關(guān)鍵技術(shù)示范工程