水泥炉窑中低温催化脱硝技术中试性能

刘怀平,尹海滨,熊尚超,房晶瑞,李俊华* (.清华大学环境学院,北京 00084；.江苏科行环保股份有限公司,江苏 盐城 405；.中国建筑材料科学研究总院有限公司,绿色建筑材料国家重点实验室,北京 0004)

我国是世界上水泥生产与消耗量最大的国家,水泥行业的快速发展也带来了一系列环境问题,例如氮氧化物(NOx)的大量排放所致的酸雨、雾霾和光化学烟雾等[1].当前水泥行业已经投入应用的脱硝技术包括低氮燃烧、分级燃烧和选择性非催化还原(SNCR)脱硝等[2-4].其中,SNCR技术是指在较高烟气温度下喷入 NH3,不需要催化剂即可将 NOx还原为N2和 H2O.在实际应用中,SNCR技术可以与低氮燃烧技术相结合,进一步降低 NOx排放浓度至400mg/Nm3以内[5],但是仍然难以满足日益严格的排放标准[6].

选择性催化还原(SCR)脱硝具有脱硝率高、选择性高等优势,在国内燃煤机组得到了广泛的应用[7].在国外水泥行业中,SCR也逐渐成为主流的脱硝技术,其一般技术路线为[8-10]在水泥炉窑一级预热器出口设置 SCR反应器,烟气温度为 300～400℃[11-13],以满足现有商业催化剂(钒钨钛催化剂)的反应温度窗口.然而在实际运行过程中,一级预热器出口处烟气中粉尘浓度较高(>100g/Nm3),极易造成催化剂的堵塞和磨损[14].此外,对于已安装余热发电系统的水泥生产线,在一级预热器出口布置 SCR反应器会显著影响余热发电效率.因此,将SCR反应器布置在余热锅炉之后成为一种优选方式.因此,开发适用于水泥窑炉的中低温SCR催化剂(活性温度区间150～220℃),形成水泥窑高效S……