目前，我國擁有水泥企業(yè)近3000 家，產量已連續(xù)多年位居世界首位。2012 年我國水泥總產量已突破20億噸，其中，新型干法水泥比重達到85%。來自國家發(fā)改委的數(shù)據顯示，截至2012 年年底，采用國內技術和裝備建設的新型干法水泥生產線已達1400 多條，日產4000 噸、5000 噸水泥生產線占70%左右，總計1000多條生產線。

“十二五”時期，水泥行業(yè)是NOx減排的重點行業(yè)。2012年《水泥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，到2015年末，NOx排放總量降低10%，新建生產線必須配套建設效率不低于60%的煙氣脫硝裝置，二氧化硫排放總量降低8%等目標。

為了配合國家降低水泥行業(yè)NOx排放總量的要求，部分省市出臺了水泥氮氧化物排放標準和降低NOx排放的技術路徑。既要滿足新的NOx排放標準，又要降低后期運行成本，選擇高效經濟的脫硝方法對于水泥行業(yè)變得尤其重要。

主要脫硝技術介紹

目前適用于水泥脫硝技術主要應用于兩個方向：一個是減少水泥窯燃燒時NOx的生成—低氮燃燒技術，主要有：低空氣過量系數(shù)改造、窯頭燃燒器改造、空氣分級燃燒技術和燃料分級技術;另一個是對水泥窯里生成的NOx進行脫除，主要有：選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術。

1.低空氣過量系數(shù)改造

使燃燒過程盡可能在接近理論空氣量的條件下進行。隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制NOx 的生成。這是一種最簡單的降低NOx排放的方法，NOx減排效率在10%左右。但如爐內氧濃度過低，會造成濃度急劇增加，增加化學不完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增加，燃燒效率下降。針對水泥窯頭燃燒的情況，此技術關鍵點在于優(yōu)化煤粉輸送用風量和控制二次風量，控制空氣過量系數(shù)在6%及以下。該技術所受影響因素較多，是系統(tǒng)的改造工程，需同時對煤管和二次風風量進行檢測和分析，并對窯頭諸多因素予以考慮，實施難度大。

2.低氮燃燒器

燃燒器是水泥窯燃燒系統(tǒng)中的關鍵設備。不但煤粉是通過燃燒器送入窯內，而且煤粉燃燒所需的空氣也是通過燃燒器進入窯內的。從燃燒的角度看，燃燒器的性能對煤粉燃燒設備的可靠性和經濟性起著主要作用。從NOx的生成機理看，占NOx絕大部分的燃料型NOx是在煤粉的著火階段生成的，因此，通過特殊設計的燃燒器結構以及通過改變燃燒器的風煤比例，應用空氣分級、燃料分級脫硝技術原理，以盡可能地降低著火氧的濃度適當穩(wěn)定著火區(qū)的溫度，達到最大限度地抑制NOx生成的目的。低氮燃燒器的關鍵控制點為低空氣過量系數(shù)，控制局部高溫和減少空氣在高溫區(qū)的停留時間，最大限度減少熱力型NOx生成。

3.空氣分級燃燒技術

空氣分級燃燒的基本原理是將燃燒所需的空氣(三次風)分成兩部分送入，一部分送入第一級燃燒區(qū)內(分解爐錐部)，使過?？諝庀禂?shù)α在0.8左右，燃料先在缺氧富燃料的條件下燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，燃燒生成的CO與NO進行還原反應。另一部分空氣輸入燃燒區(qū)內(分解爐中部)，保證燃燒的完全燃燒。

空氣分級技術在原未采用該技術的分解爐上可根據實際情況進行后期設計和改造，其改造成本低，施工難度小，對原有的燃燒制度影響小，能較快地建立新的燃燒制度。在分解爐低氮改造上是較成熟和完備的燃燒技術。

4.燃料分級技術

燃料分級原理是將在燃燒中生成的NO 與烴根CH、未完全燃燒產物CO、H2、C 以及CnHm發(fā)生還原反應，生成無污染的氣體。

利用這一原理，將80%~85%的燃料送入第一級燃燒區(qū)，在α>1 條件下，燃燒并生成NOx。其余15%~20%的燃料則在分解爐上部送入二級燃燒區(qū)，在α<1 的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在一級燃燒區(qū)中生成的NOx在二級燃燒區(qū)內被還原成氮分子。在二級燃燒區(qū)中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成，可使NOx 的排放濃度進一步降低。在二級燃燒區(qū)的上面還需布置“燃盡風”噴口，以保證上面生成的未完全燃燒產物的燃盡。這種再燃燒法稱為燃料分級燃燒。

根據火電鍋爐氮氧化物燃燒控制技術，水泥窯分解爐燃料分級燃燒具有一定脫硝效果，暫未有水泥工業(yè)上的較成功應用實例，且需對分解爐做加大規(guī)模的改造，效果較難控制。