水泥窑烟气SCR脱硝催化剂及超低温脱硝技术
1、背景、相关政策
生态环境部《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南（2020年修订版）》规定：A级企业NOx≤50 mg/Nm3，氨逃逸≤5 mg/Nm3，鼓励结合实际，自主安排减排措施；B级企业NOx≤100 mg/Nm3，氨逃逸≤8 mg/Nm3，橙色预警期间限产20%；C级企业NOx≤260 mg/Nm3，氨逃逸≤8 mg/Nm3，黄色预警期间停产50%。
某地规定A级企业享受20%错峰时间豁免，鼓励优秀企业、污染排放大户开展协商性减排。
2、水泥烟气脱硝技术的对比
控制措施 | 适用温度 | 运行成本 | 投资费用 | 风险 | 脱率效率，% | NOx排，mg/Nm3 | 催化剂寿命 |
低氮燃烧器 | 高温 | 900-1500℃ | 煤耗增加 | 中等 | 影响水泥产量和品质 | 5-30 | 500-800 | / |
分级燃烧 | -- | -- | 10-30 | / |
SNCR | 高温 | 850-1100℃ | 2-5元/吨熟料 | 中等 | 排放超标、氨逃逸超标 | 30-60 | 100-200 | / |
SCR | 中高温 | 280-420℃ | ＞4元/吨熟料 | 较高 | 催化剂堵塞、磨损、中毒 | 70-95 | 30-100 | 6~12个月 |
中低温 | 220-300℃ |
SNCR+瀚昱低温SCR | 低温 | >120℃ | 1-2元/吨熟料 | 较高 | 无堵塞、磨损 | 70-95 | 30-100 | ≥3年 |
3、几种传统脱硝技术的特点
3.1、低氮燃烧、分级燃烧与SNCR技术缺陷
（1）低氮燃烧、分级燃烧技术效率很低，SNCR效率也只有30%~60%，SNCR后NOx排放浓度仍有100~200 mg/Nm3，少数勉强达到50~100 mg/Nm3。
（2）难以实现超低排放，氨逃逸过高，无法达到A级企业标准。
3.2、中高温（高尘）SCR技术（C1筒和余热锅炉之间）
脱硝温度>300 ℃，高尘布置（尘浓度>100 g/m3），大孔径中高温催化剂（用量大），磨损和堵灰风险大，催化剂易中毒，使用寿命短，需频繁更换催化剂，更换成本高；反应器大，投资较高。无成功案例。
中高温高尘布置SCR脱硝工艺流程图
3.3、中高温（中低尘）SCR技术（C1筒及高温电除尘后、余热锅炉前）
脱硝温度>300 ℃，尘浓度约1~5 g/m3），设备复杂，占地面积大；高温电除尘昂贵，电耗大，运行成本高；仍有中毒风险，影响催化剂寿命，装置总体温降50℃，影响余热发电效率。效果不佳。
中高温中低尘布置SCR脱硝工艺流程图
3.4、中低温（高尘）SCR技术（余热锅炉与高温风机之间或增湿塔出口后）
催化剂磨损和堵塞严重，催化剂易中毒，使用寿命短，活性低，催化剂用量大，投资及运行成本高。未见成功案例。
中低温高尘布置SCR脱硝工艺流程图
4、瀚昱超低温SCR脱硝技术
低温SCR装置设在窑尾布袋除尘器之后、尾排风机前，烟温≥120℃即可使用。优选方案：SNCR+布袋后低温SCR。
低温低尘布置SCR脱硝工艺流程
5、瀚昱超低温SCR脱硝技术优势
（1）催化剂无堵塞及磨损风险。
（2）除尘后飞灰浓度极低，无中毒风险，催化剂使用寿命长。
（3）脱硝效率高，满足NOx超低排放要求（可与SNCR组合）。
（4）氨逃逸率低，达标排放，无二次污染，节约氨耗量。
（5）运行成本比中高温、中低温SCR更低。
6、瀚昱超低温SCR脱硝与“高温电除尘+中高温脱硝”技术方案经济性对比
以**公司5500t/d水泥窑尾烟气SCR脱硝方案为例：
脱硝技术类型 | 主要设备 | 工程投资（万元） | 运行费用（万元）（以运行220天/年计） | 设备维护费（万元/年） | 催化剂寿命（按运行220天/年计） | 合计折算成吨熟料成本（元/吨） |
电耗 | 氨水 | 催化剂 | 人工 |
瀚昱低温脱硝技术（布置在除尘后） | 脱硝反应器、低温催化剂、喷氨系统 | 1080.5628（折算成年投入：36.02万元） | 7.92 | 12.67 | 202.39 | 20.00 | 10.00 | 4.5年 | 1.66 |
高温电除尘+中高温SCR脱硝技术（布置在C1出口） | 高温电除尘、脱硝反应器、中高温催化剂、喷氨系统 | 约3500.00（折算成年投入：116.66万元） | 264.00 | 12.67 | 225.00 | 30.00 | 50.00 | 0.9年 | 4.01 |
7、瀚昱超低温SCR脱硝改造后的经济效益与社会效益
以**公司5500t/d水泥窑尾烟气SCR脱硝方案为例：
（1）环保效益：NOx排放浓度≤50mg/Nm3，氨逃逸浓度≤5mgmg/Nm3（干基，10%O2），每年减少NOx排放量约64.73吨。
（2）经济效益：达到A级标准企业，按照当地规定可享受45天错峰时间豁免，按年产值174万吨、年运行220天计，可多增加产量36万吨，多增产值一个多亿。
（3）社会效益，对保护环境、企业自身实施可持续发展均具有重大意义，同时对当地乃至全国水泥企业氮氧化物的超低排技术具有很强的示范意义，成为水泥行业内的氮氧化物超低排放的标杆。
