水泥行业如何应对降氮脱硝

    我国水泥行业在产量和技术不断提升的同时，不得不面对的是，其污染物减排方面却面临着越来越严峻的形势。环保部此前公布的2011年上半年全国主要污染物减排四大主要污染物约束性指标中，新增指标氨氮排放量仅下降0.73%，氮氧化物排放量反而上升6.17%，与“十二五”计划的2011年减排1.5%的目标相差较大，而水泥工业作为氮氧化物排放的三大主要来源之一，如何有效减排氮氧化物将是十二五期间面临的新课题，而如何应对也是水泥企业当前亟需面对的问题。

    脱硝技术尚需完善

    笔者了解到，回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是水泥行业氮氧化物排放的主要来源。中国水泥协会高级顾问高长明接受记者采访时说，煅烧水泥熟料时生成一氧化氮的途径主要有热力氮氧化物、瞬发氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物4种。在回转窑产生的废气中，二氧化氮一般仅占氮氧化物总量的5％以下，一氧化氮则占总量的95％以上。

    清华大学热能工程系副研究员、博士生导师宋蔷向媒体介绍时表示，我国新型干法水泥回转窑上常用的氮氧化物控制技术：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低氮燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。

    从目前我国水泥工业氮氧化物控制技术的使用情况来看，除一些水泥窑采用了低氮燃烧器设计，以及部分新型干法窑通过控制分解炉产生还原性气氛削减氮氧化物排放外，基本未采取任何控制措施。因此，在《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915－2004)中没有对新建厂提出更加严苛的标准，新老源一致，仍保持GB4915－1996标准，即800mg/Nm3。

    同样，德国近30年的监测结果显示，回转窑废气中氮氧化物排放浓度大约在300mg/Nm3～2200mg/Nm3。宋蔷介绍说，国内运行的新型干法水泥窑氮氧化物排放浓度尚缺乏系统的统计数据，根据一些不完全的监测数据显示，大约在800mg/Nm3～1600mg/Nm3左右。

    此前召开的“中国水泥协会环保和资源综合利用专业委员会成立大会暨首届中国水泥行业环保及资源综合利用高峰论坛”上，合肥水泥研究设计院副总工程师毛志伟举了这样一个例子来反映我国水泥行业氮氧化物控制现状。他说，根据2010年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成为主要废气污染源。比如，对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90万～100万元，其中，氮氧化物排污费约占85％，即每年氮氧化物排污费76万～85万元。

    以点带面，有计划推进改造

    在采访中，一些业内专家一致表示，随着新型干法水泥技术的发展和环保标准的提高，SNCR和SCR脱硝将会成为主流技术。企业在不同地区和不同时段，可选择采用SNCR法或SCR法进行脱硝。SNCR法的脱硝效率为50％～60％，低于选择性催化还原法(SCR)的脱硝效率(80％～90％)，而SNCR法的费用(包括设备费用和操作费用)只有SCR法的1/5左右。

    SNCR法和SCR法应用于水泥行业脱硝，目前在国内尚处于研究阶段。有专家介绍说，目前，SNCR技术在不同装置应用上存在着脱氮效率忽高忽低等不稳定的问题，水泥行业氮氧化物排放控制技术仍处于研究阶段，其研发及应用的发展水平将影响“十二五”氮氧化物的减排效果。该人士建议，“十二五”期间，国家应该对氮氧化物控制技术研究及产业化给予更多的支持及优惠政策，尽快推动国内氮氧化物控制技术的规模化示范应用和产业化，为氮氧化物的大规模削减提供更多技术支撑，而水泥企业也应以此为标准，有序、按计划推进脱硝技术的改造。

    目前，我国水泥行业尚未开展有效的氮氧化物排放控制工作，根据国外水泥行业氮氧化物污染防治的经验，应用包括SNCR技术在内的综合措施，水泥行业氮氧化物排放浓度可以降低70~80％，具有投资少、环境效益高的特点。“十二五”期间，我国应加强水泥行业氮氧化物减排适用技术的推广和应用，根据水泥窑的现状和特性，推进烟气脱硝示范工程建设。

    专家表示，“十二五”期间，水泥行业新型干法窑推行低氮燃烧技术和烟气脱硝示范工程建设，并逐步推广，可以将规模大于2000吨熟料/日的新型干法水泥窑作为“十二五”改造重点，综合脱硝效率应达到70％。根据水泥窑的现状和特性，推进烟气脱硝工程建设，可以将长三角、珠三角、京津冀鲁等重点区域氮氧化物年排放量在1000吨以上或熟料生产规模在2000吨/日以上的现役新型干法窑实行脱硝改造。

    长效来看，利大于弊

    酝酿中的严厉新政已令敏感的股市起了波澜。笔者注意到，在“水泥厂必须安装脱硝设备”消息公开后不久，当时的水泥板块随即全线尽墨，并拖累建材板块整体走低。其中，四川双马、海螺水泥、江西水泥当时的跌幅超过了3%，金隅股份、巢东股份、冀东水泥跌幅也超过2%。

    但对行业来说，这记警钟其实鸣得及时。据专家介绍，目前水泥行业的大气污染物基本上得到了控制，但是废气中氮氧化物已成为主要的污染源，已占企业排污费总额八成以上。从这角度上，增加脱硝投入貌似短期内增加了成本，但从长远来说，却是企业减负的利好。而由于水泥行业过去几年盈利情况较好，相对于火电等其它行业更具备实施减排的能力。

    此外，实施减排对应对今年开始严峻的行业形势也有必要。据统计，2012年1月水泥价格387元/吨，比上年同期低34元/吨，所以今年和去年的起跑线不在同一水平上，由于近几年新增产能远超出新增需求和落后产能淘汰的总量，所以在2014年以前市场呈现一个供大于需的供需状态。

    无论是从民生来看还是环保行业“十二五”规划，我国对于污染行业的减排标准都将进一步提高，也会带动环保产业的成长空间。

    有专家以未来水泥行业大量采用的SNCR脱硝技术来算，减排一吨氮氧化物合计增加成本14-21元，按2012年20.6亿吨水泥产量计算，行业规模约为280亿-420亿元。这“数百亿”的大蛋糕已经令行业规模较大、趋势确定的脱硝行业垂涎（来源：水泥商情网）