摘要： 从氮氧化物(NOx ) 生成机理层面介绍了水泥工业氮氧化物的主要来源，并就常规烟气脱硝技术进行了阐述;基于水泥工艺的实际情况及借鉴了欧美水泥工业脱硝技术的应用范例，就水泥工业脱硝技术的发展现状进行了阐述，详细的分析了工艺优化降氮、低氮燃烧器、分级燃烧、选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)等技术在水泥工业中的应用情况及存在的问题，最后联系国内水泥工业的实际情况，本着优质、高效、经济的原则，对中国水泥工业脱硝技术路线进行了研究、探讨。

关键词：水泥工业;烟气脱硝;工艺优化降氮;SNCR;分级燃烧;低氮燃烧器

随着我国水泥工业的迅猛发展，水泥生产排放的氮氧化物总量，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户，影响大气环境质量，成为水泥工业可持续发展的制约因素。

我国现已把NOx控制列入“十二五”环保规划四大重点控制污染物之一了，并针对水泥工业NOx排放，国家环保部已明确表明，“十二五”期间，水泥行业是减排氮氧化物的重点行业，环保部将制定了严格的NOx 排放标准进行控制，据透露，当前环保部针对水泥工业制定的NOx排放标准将从当前国标800mg/Nm3降到300～500mg/Nm3@10%O2的排放区间，这远远超过了水泥正常生产条件的NOx 排放值，因此为了达到国家排放要求，对水泥窑NOx排放的治理已变的刻不容缓。

1 水泥厂氮氧化物的来源及生成机理

氮氧化物是化合物，是由很多氮氧化合物组成，其中NO2和NO是水泥窑废气排放的主要氮氧化物(NO>95%)，其排放浓度主要在800到1600 mg/Nm3@10%O2的范围内，NOx的生成主要有以下三种来源：

(1) “热式”NOx：在高温燃烧条件下，燃烧空气中的一部分N2 直接和O2反应生成各种氮氧化物，也称为热力型NOx 。

这个氧化机理是前苏联科学家捷里多维奇 (Zeldovihc)最早提出的，也称为“捷里多维奇机理”，根据这一机理，氮氧化物的生成过程是一个分支连锁反应：首先，高温下的氧分子首先离解生成氧原子，然后氧原子O撞击氮分子，生成的N能与氧分子生成NO和氧原子。

其相关的生成方程式可以用(1.1) 和 (1.2)表示:

“热式”NOx 在1050°C以上温度开始生成，其生成的主要影响因素是温度、在高温区停留的时间和氧浓度。生成速率强烈依赖于反应温度T，与T呈指数关系，同时正比于N2浓度和氧原子的浓度以及停留时间。由于总反应是吸热反应，所以升温有利于提高NOx的转化率，反之降温会明显抑制“热式”NOx的生成。当燃烧温度低于1200℃时，“热式”NOx很少生成;当温度高于1500℃时，这一反应才变得明显，根据阿累尼乌斯定律，反应速度将按指数规律迅速增加。实验表明温度在1500℃附近变化时，每增大100℃，反应速率将增大6～7倍，当温度为2000℃时，NO的生成就极为迅速。

因此控制“热式”NOx的措施主要有：

· 降低燃烧温度

· 避免产生局部高温区

· 缩短烟气在炉内高温区的停留时间

· 降低烟气中氧的浓度。