中國水泥工業近年來在環保治理方面取得了巨大成就,氮氧化物減排成效顯著。
五年時間,水泥工業氮氧化物排放量減少了94.3萬噸,年均削減比例達11.78%,尤其自從2014年新修訂的大氣污染排放標準實施以來,年減排量均超過了20萬噸。不可否認的是,SNCR在水泥企業的廣泛應用,對于氮氧化物減排起了巨大作用。
通過針對212條水泥熟料生產線2015年~2017年氮氧化物排放數據分析,氮氧化物平均值為243.57mg/m3,遠低于標準限值。通過詳細分析可知,由于目前國內5個省市制定了地標,標準限值要嚴于國家標準,同時執行國標特別排放限值的地區也在增加,以及受到各地環保稅優惠政策的影響,不少企業控制氮氧化物排放指標較低。
2018年,河南省在《河南省2018年大氣污染防治攻堅實施方案》中要求水泥企業2018年10月底前,實現氮氧化物排放限值最大不超過150mg/Nm3,鄭州市更是要求轄區6家水泥企業全部進行SCR脫硝技術改造,實現更低的排放濃度;江蘇省環保廳印發的《關于開展全省非電行業氮氧化物深度減排的通知》中提出,在2019年6月1日前實現氮氧化物排放最高不超過100mg/Nm3的目標;河北省大氣污染防治工作領導小組冀氣領辦(2018)118號《關于報送超低排放改造項目清單緊急通知》要求超低排放改造項目氮氧化物排放不大于50mg/Nm3,就更加引導水泥企業在氮氧化物排放管控上持續加嚴,而企業目前能采取的主要手段就是噴入更多氨水。因此研究水泥工業氮氧化物排放及治理就必須結合氨排放狀況來進行研究。
水泥企業氨排放數據均為企業按照標準規定定期自行監測得出。從表中可以看出,企業存在氨排放超標的情況,考慮特殊排放限值<8mg /m3的話,超標數據達2.69%。根據筆者實際經驗和調研了解,水泥企業一般控制氮氧化物排放限值區間和氨水消耗量的關系。
理論上氮氧化物本底濃度、排放濃度和氨水用量有直接相關關系,但是SNCR脫硝系統設計布局、工藝裝備水平、原燃材料特性、操控水平等都對氮氧化物的產生、排放和末端治理效果產生影響,因此氨水用量并不一定與氮氧化物遵循嚴格的線性相關關系,但有一點可以明確,在現有SNCR治理條件下,水泥企業要想實現更低的氮氧化物排放就不得不加大氨水噴入量。根據理論計算,過剩的氨不能發生反應從而在生產系統中循環和排放到大氣中,而氨在生產系統中的循環將會腐蝕生產設備導致安全隱患。