摘要： 從氮氧化物(NOx ) 生成機理層面介紹了水泥工業氮氧化物的主要來源，并就常規煙氣脫硝技術進行了闡述;基于水泥工藝的實際情況及借鑒了歐美水泥工業脫硝技術的應用范例，就水泥工業脫硝技術的發展現狀進行了闡述，詳細的分析了工藝優化降氮、低氮燃燒器、分級燃燒、選擇性非催化還原法(SNCR)、選擇性催化還原法(SCR)等技術在水泥工業中的應用情況及存在的問題，最后聯系國內水泥工業的實際情況，本著優質、高效、經濟的原則，對中國水泥工業脫硝技術路線進行了研究、探討。

關鍵詞：水泥工業;煙氣脫硝;工藝優化降氮;SNCR;分級燃燒;低氮燃燒器

隨著我國水泥工業的迅猛發展，水泥生產排放的氮氧化物總量，已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶，影響大氣環境質量，成為水泥工業可持續發展的制約因素。

我國現已把NOx控制列入“十二五”環保規劃四大重點控制污染物之一了，并針對水泥工業NOx排放，國家環保部已明確表明，“十二五”期間，水泥行業是減排氮氧化物的重點行業，環保部將制定了嚴格的NOx 排放標準進行控制，據透露，當前環保部針對水泥工業制定的NOx排放標準將從當前國標800mg/Nm3降到300～500mg/Nm3@10%O2的排放區間，這遠遠超過了水泥正常生產條件的NOx 排放值，因此為了達到國家排放要求，對水泥窯NOx排放的治理已變的刻不容緩。

1 水泥廠氮氧化物的來源及生成機理

氮氧化物是化合物，是由很多氮氧化合物組成，其中NO2和NO是水泥窯廢氣排放的主要氮氧化物(NO>95%)，其排放濃度主要在800到1600 mg/Nm3@10%O2的范圍內，NOx的生成主要有以下三種來源：

(1) “熱式”NOx：在高溫燃燒條件下，燃燒空氣中的一部分N2 直接和O2反應生成各種氮氧化物，也稱為熱力型NOx 。

這個氧化機理是前蘇聯科學家捷里多維奇 (Zeldovihc)最早提出的，也稱為“捷里多維奇機理”，根據這一機理，氮氧化物的生成過程是一個分支連鎖反應：首先，高溫下的氧分子首先離解生成氧原子，然后氧原子O撞擊氮分子，生成的N能與氧分子生成NO和氧原子。

其相關的生成方程式可以用(1.1) 和 (1.2)表示:

“熱式”NOx 在1050°C以上溫度開始生成，其生成的主要影響因素是溫度、在高溫區停留的時間和氧濃度。生成速率強烈依賴于反應溫度T，與T呈指數關系，同時正比于N2濃度和氧原子的濃度以及停留時間。由于總反應是吸熱反應，所以升溫有利于提高NOx的轉化率，反之降溫會明顯抑制“熱式”NOx的生成。當燃燒溫度低于1200℃時，“熱式”NOx很少生成;當溫度高于1500℃時，這一反應才變得明顯，根據阿累尼烏斯定律，反應速度將按指數規律迅速增加。實驗表明溫度在1500℃附近變化時，每增大100℃，反應速率將增大6～7倍，當溫度為2000℃時，NO的生成就極為迅速。

因此控制“熱式”NOx的措施主要有：

· 降低燃燒溫度

· 避免產生局部高溫區

· 縮短煙氣在爐內高溫區的停留時間

· 降低煙氣中氧的濃度。