“十二五”期間，氮氧化物首次被列入約束性指標體系，排放總量要削減10%。而在我國，水泥行業(yè)氮氧化物的排放量已是居火力發(fā)電、汽車(chē)尾氣排放之后的第三排放大戶(hù)。推進(jìn)水泥行業(yè)氮氧化物排放控制在資金、技術(shù)等方面存在哪些困難？水泥行業(yè)氮氧化物削減，包括窯爐的低氮燃燒技術(shù)及煙氣脫硝研究與應用是否已經(jīng)成熟，能否滿(mǎn)足大規模的產(chǎn)業(yè)化需求？記者就此采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。

　　關(guān)鍵要減少氮氧化物生成

　　氮氧化物已成水泥行業(yè)主要廢氣污染物，排污費占企業(yè)排污費總額八成以上

　　目前，我國擁有水泥企業(yè)近5000家，產(chǎn)量已連續多年位居世界首位。2010年全國累計水泥總產(chǎn)量18.7億噸，其中，新型干法水泥比重達到80%。來(lái)自國家發(fā)改委的數據顯示，截至2010年年底，采用國內技術(shù)和裝備建設的新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)達1300多條，日產(chǎn)4000噸、5000噸水泥生產(chǎn)線(xiàn)占60%左右，總計800多條生產(chǎn)線(xiàn)。

　　回轉窯是新型干法水泥物料燒成的關(guān)鍵技術(shù)裝備，也是水泥行業(yè)氮氧化物排放的主要來(lái)源。中國水泥協(xié)會(huì )高級顧問(wèn)高長(cháng)明接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，煅燒水泥熟料時(shí)生成一氧化氮的途徑主要有熱力氮氧化物、瞬發(fā)氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物4種。在回轉窯產(chǎn)生的廢氣中，二氧化氮一般僅占氮氧化物總量的5%以下，一氧化氮則占總量的95%以上。

　　清華大學(xué)熱能工程系副研究員、博士生導師宋薔向記者介紹了在我國新型干法水泥回轉窯上常用的氮氧化物控制技術(shù)：一是優(yōu)化窯和分解爐的燃燒制度；二是改變配料方案，摻用礦化劑以求降低熟料燒成溫度和時(shí)間，改進(jìn)熟料易燒性；三是采用低氮燃燒器；四是在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術(shù)。

　　從目前我國水泥工業(yè)氮氧化物控制技術(shù)的使用情況來(lái)看，除一些水泥窯采用了低氮燃燒器設計，以及部分新型干法窯通過(guò)控制分解爐產(chǎn)生還原性氣氛削減氮氧化物排放外，基本未采取任何控制措施。因此，在《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915－2004）中沒(méi)有對新建廠(chǎng)提出更加嚴苛的標準，新老源一致，仍保持GB4915－1996標準，即800mg/Nm3。

　　同樣，德國近30年的監測結果顯示，回轉窯廢氣中氮氧化物排放濃度大約在300mg/Nm3~2200mg/Nm3。宋薔介紹說(shuō)，國內運行的新型干法水泥窯氮氧化物排放濃度尚缺乏系統的統計數據，根據一些不完全的監測數據顯示，大約在800mg/Nm3~1600mg/Nm3左右。

　　日前召開(kāi)的“中國水泥協(xié)會(huì )環(huán)保和資源綜合利用專(zhuān)業(yè)委員會(huì )成立大會(huì )暨首屆中國水泥行業(yè)環(huán)保及資源綜合利用高峰論壇”上，合肥水泥研究設計院副總工程師毛志偉舉了這樣一個(gè)例子來(lái)反映我國水泥行業(yè)氮氧化物控制現狀。他說(shuō)，根據2010年對150多家水泥企業(yè)的調研，水泥廠(chǎng)的大氣污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成為主要廢氣污染源。比如，對于每條5000t/d的熟料新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)而言，企業(yè)每年需繳納排污費90萬(wàn)~100萬(wàn)元，其中，氮氧化物排污費約占85%，即每年氮氧化物排污費76萬(wàn)~85萬(wàn)元。

　　實(shí)行氮氧化物總量控制

　　技術(shù)產(chǎn)業(yè)化壁壘重重，還需適應水泥生產(chǎn)線(xiàn)特性

　　目前，我國水泥行業(yè)尚未開(kāi)展有效的氮氧化物排放控制工作。隨著(zhù)國家將氮氧化物的削減正式提上日程，環(huán)境保護部相關(guān)負責人曾在此之前表示，要對水泥行業(yè)實(shí)行氮氧化物總量控制。未來(lái)，環(huán)境保護部將把氮氧化物作為批準新建項目的前置條件，新建項目必須安裝高效脫硝裝置；大規模地推行干法水泥脫硝改造。為鼓勵企業(yè)脫硝，本著(zhù)保本微利的原則，環(huán)境保護部將會(huì )同有關(guān)部門(mén)出臺脫硝優(yōu)惠電價(jià)政策，實(shí)行節能減排發(fā)電調度。

　　對此，高長(cháng)明表示，如果提高氮氧化物的排放標準，目前采取的各種措施已難以勝任，必須增加一些相應的設備。采用選擇性非催化還原（SNCR）脫硝法或選擇性催化還原（SCR）脫硝法進(jìn)一步降低氮氧化物排放，是非常有效的途徑，削減效果可達30%~85%。

　　目前，歐美各國水泥工業(yè)在新型干法水泥上采用SNCR法削減氮氧化物排放的共有70余臺，其中德國有50多臺，占德國現有新型干法水泥窯總數的70%以上。按照歐盟IPPC指令，SNCR工藝被認為是目前可用于水泥工業(yè)回轉窯上的最好技術(shù)。盡管綜合采用包括SNCR在內的各種措施，可確保水泥窯氮氧化物的排放穩定在200mg/Nm3以下，但勝任這樣要求的富余能力尚不夠大，即其可靠性與安全性尚須進(jìn)一步提高，于是就出現了選擇性催化還原（SCR）脫硝法。

　　SCR脫硝技術(shù)可保證廢氣氮氧化物濃度降到100mg/Nm3~200mg/Nm3，二氧化氮的減排效果高達85%~95%，而且其減排性能不會(huì )像SNCR那樣受到水泥窯規格大型化的影響。但SCR需要使用和消耗價(jià)格昂貴的貴金屬催化劑，而且由于水泥企業(yè)廢氣的粉塵濃度很高，堿金屬含量較高，易使催化劑中毒和堵塞。目前，這項技術(shù)剛開(kāi)始在水泥工業(yè)進(jìn)行實(shí)踐，還有較大改進(jìn)空間。

　　先選重點(diǎn)區域改造

　　盡快推動(dòng)規模化示范應用和產(chǎn)業(yè)化

　　在采訪(fǎng)中，一些業(yè)內專(zhuān)家一致表示，隨著(zhù)新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保標準的提高，SNCR和SCR脫硝將會(huì )成為主流技術(shù)。企業(yè)在不同地區和不同時(shí)段，可選擇采用SNCR法或SCR法進(jìn)行脫硝。SNCR法的脫硝效率為50%~60%，低于選擇性催化還原法（SCR）的脫硝效率（80%~90%），而SNCR法的費用（包括設備費用和操作費用）只有SCR法的1/5左右。

　　SNCR法和SCR法應用于水泥行業(yè)脫硝，目前在國內尚處于研究階段。宋薔介紹說(shuō)，目前，SNCR技術(shù)在不同裝置應用上存在著(zhù)脫氮效率忽高忽低等不穩定的問(wèn)題，水泥行業(yè)氮氧化物排放控制技術(shù)仍處于研究階段，其研發(fā)及應用的發(fā)展水平將影響“十二五”氮氧化物的減排效果。她建議，“十二五”期間，國家應該對氮氧化物控制技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化給予更多的支持及優(yōu)惠政策，盡快推動(dòng)國內氮氧化物控制技術(shù)的規模化示范應用和產(chǎn)業(yè)化，為氮氧化物的大規模削減提供更多技術(shù)支撐。

　　目前，我國水泥行業(yè)尚未開(kāi)展有效的氮氧化物排放控制工作，根據國外水泥行業(yè)氮氧化物污染防治的經(jīng)驗，應用包括SNCR技術(shù)在內的綜合措施，水泥行業(yè)氮氧化物排放濃度可以降低70~80%，具有投資少、環(huán)境效益高的特點(diǎn)。“十二五”期間，我國應加強水泥行業(yè)氮氧化物減排適用技術(shù)的推廣和應用，根據水泥窯的現狀和特性，推進(jìn)煙氣脫硝示范工程建設。

　　專(zhuān)家表示，“十二五”期間，水泥行業(yè)新型干法窯推行低氮燃燒技術(shù)和煙氣脫硝示范工程建設，并逐步推廣，可以將規模大于2000噸熟料/日的新型干法水泥窯作為“十二五”改造重點(diǎn)，綜合脫硝效率應達到70%。根據水泥窯的現狀和特性，推進(jìn)煙氣脫硝工程建設，可以將長(cháng)三角、珠三角、京津冀魯等重點(diǎn)區域氮氧化物年排放量在1000噸以上或熟料生產(chǎn)規模在2000噸/日以上的現役新型干法窯實(shí)行脫硝改造。