脫硝反應(yīng)定義

脫除或取代化合物分子中硝酸根或硝基的過程。

《《化工名詞》 (二)基本有機化工分冊》第一版。

脫硝探索示范階段

2011年底，我國在役新型干法水泥生產(chǎn)線1513條。安裝建設(shè)有水泥脫硝設(shè)施的僅為6條 5年左右時間，才建成6條線，它們各條線的投資、運行情況，脫硝效率、真實的成本和運行費用如何？尚不清楚。

脫硝方興未艾階段

1、 2012年五月底止，在我國西部12個?。▍^(qū)、市）中，83.3%在行動

重慶市：2012年2月21日，重慶市發(fā)出了渝委辦[2012]16號文件，要求9個企業(yè)18條新型干法水泥生產(chǎn)線，年底建成脫硝裝置；有6條線處于建設(shè)調(diào)試階段，其它處于可研或招標(biāo)階段。

四川?。?011年11月7日，四川省人民政府辦公廳發(fā)出了川辦函[2011]247號文件，《轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護廳關(guān)于“十二五”降氮脫硝工作意見的通知》，“十二五”期間完不成的，將停止對該水泥企業(yè)的供電。

云南?。涵h(huán)保廳約談遠東水泥有限公司，安排脫硝工程建設(shè)。

貴州省：省環(huán)保廳向全省9個市（州）發(fā)函，要求火電、水泥行業(yè)須建脫硝設(shè)施：4000t/d以上及2000t/d以下的生產(chǎn)線綜合脫硝效率要求達到75%以上，2000t/d至4000t/d的生產(chǎn)線綜合脫硝效率要求達到40%以上，省政府每季度進行普查。

寧夏：召開了2012年全區(qū)主要污染物減排工作會議，全面啟動水泥企業(yè)的低氮燃燒工程；平羅恒達水泥公司2500t/d生產(chǎn)線脫硝項目已簽約。

新疆：在“十二五”工程減排措施中，新增煙氣脫硝工程（水泥熟料生產(chǎn)線脫硝工程）。

陜西：2011年陜西省環(huán)保廳、咸陽市政府相繼發(fā)出有關(guān)文件，要求水泥企業(yè)開展脫硝工程建設(shè)。

青海：環(huán)保廳確定“42321”目標(biāo)，抓緊鹽湖海納、互助金圓、湟中祁連山等水泥企業(yè)脫硝工程建設(shè)。

內(nèi)蒙古：煙氣脫硝和煙塵控制技術(shù)交流會在鹽城召開。

廣西：廣西西普南雁水泥有限公司脫硝示范2000t/d生產(chǎn)線，2012年4月25日已投入運行。

2、 在我國中部6個省中，100%在行動

河南：河南省新鄉(xiāng)市強制當(dāng)?shù)厮嗥髽I(yè)脫硝改造。新鄉(xiāng)市共有新型干法生產(chǎn)線18條以上，2012年底以前開工建設(shè)水泥脫硝，2013年前必須完成。

湖南：水泥行業(yè)脫硝進入倒計時。2013年前，全省2000t/d以上生產(chǎn)線全部實施低氮燃燒技術(shù)改造，脫硝率達到30%以上；4000t/d以上生產(chǎn)線必須配備SNCR設(shè)施，脫硝效率60%以上；已脫硝企業(yè)擅自停運、逾期未建企業(yè)一律停產(chǎn)。

江西江西環(huán)保廳召開2012年脫硫脫硝建設(shè)項目座談會，江西南方等8家水泥企業(yè)分別介紹了脫硝項目建設(shè)進度。

湖北：黃石市環(huán)保局對全市7家水泥生產(chǎn)廠提出了減排要求，加快對現(xiàn)役生產(chǎn)線進行低氮燃燒技術(shù)改造，3月底各企業(yè)提出具體方案，對“十二五”不安裝脫硝設(shè)施的水泥企業(yè)將足額征收NOx排污費。

安徽?。翰扇《囗棿胧┘涌焱七M水泥行業(yè)減排，水泥行業(yè)實施低氮燃燒改造技術(shù)項目15個。省里正在研究出臺相關(guān)政策，從資金、技術(shù)等方面給減排企業(yè)以支持。

山西：山西省環(huán)保廳強勢推進水泥行業(yè)脫硝。新建或改擴水泥熟料線一律按《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》執(zhí)行綜合脫硝率不低于60%；所有現(xiàn)役新型干法水泥生產(chǎn)線全部完成低氮燃燒技術(shù)改造，脫硝率不低于30%，4000t/d及以上生產(chǎn)線，2013年底建成投入運行。其他線，2014年6月底全部建成。

3、 在我國東部10個?。ㄊ校┲?，70%在行動

北京、天津、上海三個直轄市，起步早。

河北：臨城奎山冀東水泥脫硝工程開工，擬6月底建成。

廣東：水泥企業(yè)實施廣東地方新標(biāo)準(zhǔn)。廣東、珠三角大部分地區(qū)開始執(zhí)行廣東省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，NOx排放濃度限定值550mg/Nm3，余下區(qū)域自2014年執(zhí)行；廣東抓17條示范線，且廣東環(huán)保廳明確補貼政策：2012年和2013年脫硝的水泥企業(yè)，按每條線300萬元和150萬元的標(biāo)準(zhǔn)補貼，2014年上脫硝裝置的企業(yè)不補貼。

浙江：杭州先行先試NOx排放濃度的政策規(guī)定最牛。杭州市主要污染物減排工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，以杭減辦[2011]30號文件提出：2012年9月底前完成現(xiàn)役12家水泥企業(yè)16條熟料生產(chǎn)線脫硝工程，水泥企業(yè)煙氣脫硝率保證達到85%以上（NOx排放濃度≤150mg/Nm3），脫硝裝置保證運轉(zhuǎn)率95%以上，脫硝設(shè)備靠引進壽命15年以上，脫硝不得造成二次污染，即SCR和SNCR-SCR氨逃逸控制在8mg/m3（干基、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）以下。失效催化劑應(yīng)優(yōu)先進行再生處理，無法再生的應(yīng)進行無害化處理。其脫硝資金由市財政按項目總投資的30%補貼，其中，4000-5000t/d的生產(chǎn)線最高補貼690萬元/條，2500t/d的生產(chǎn)線最高補貼480萬元/條，各區(qū)、縣（市）配套補貼不少于40%，其余企業(yè)自籌。山東：現(xiàn)役水泥企業(yè)>2000t/d的生產(chǎn)線，必經(jīng)進行低氮燃燒技術(shù)改造，并配套煙氣脫硝設(shè)施。

福建：現(xiàn)役2000t/d的水泥生產(chǎn)線，兩年內(nèi)完成脫硝改造。2012年底前，對≥4000t/d的生產(chǎn)線實行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率達到60%以上；2013年底前，對≥2000t/d<4000t/d的水泥生產(chǎn)線，進行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率50%以上；對于<2000t/d以下的生產(chǎn)線，脫硝率達到30%以上。

4、 在我國東北3個省中，67%在行動

黑龍江：脫硫脫硝納入重點監(jiān)管，19家水泥企業(yè)年內(nèi)完成低氮燃燒改造工程。

吉林省：全面開展水泥行業(yè)氮氧化物減排攻堅戰(zhàn)。一是2012年7月底，現(xiàn)役10條4000t/d及以上生產(chǎn)線全部配備脫硝設(shè)施；二是2013年7月底，10條2000t/d熟料線全部完成低氮燃燒技術(shù)改造工程；三是新建、改造、擴建的生產(chǎn)線按《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》驗收，綜合脫硝率不低于60%；四是加大監(jiān)管NOx征收力度和超排處罰力度。全省將安排2000萬元資金補貼水泥企業(yè)脫硝。綜上所述，全國4/5以上的省、自治區(qū)、直轄市都在轟轟烈烈地開展水泥脫硝工作。

脫硝氮氧化物

氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一。通常所說的氮氧化物NO_x有多種：N₂0、NO、N0₂、N₂O₃、N₂O₄和N₂O₅，其中NO和N0₂是重要的大氣污染物。我國氮氧化物的排放量中70%來自煤炭的直接燃燒，電力工業(yè)又是我國的燃煤大戶，因此NO_x排放的主要來源是火力發(fā)電廠 。

氮氧化物的來源

1 火力發(fā)電：空氣中的氮氧化物，最大的來源是火力發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計，2005年，我國氮氧化物排放總量超過

1900萬噸，其中火力發(fā)電是最大來源，燃煤電廠排放700萬噸，其次是工業(yè)和交通運輸部門，分別貢獻了23%和20%。

2 機動車尾氣：氮氧化物更重要的來源是機動車排放的尾氣。也就是說，當(dāng)汽車行駛時，內(nèi)燃機燃燒過程的1600℃高溫和富氧條件生成了氮氧化物。據(jù)統(tǒng)計，2008年，我國機動車保有量達到1.699億輛。在北京、上海、廣州等機動車保有量位于前40名的城市中，約50%的氮氧化物污染來自于機動車尾氣的排放；深圳市機動車排放的氮氧化物占到了全市排放量的56.4%。而在民用車輛里，其中大型客車和重型貨車排放的氮氧化物約占機動車排放氮氧化物總量的70%。

3 采暖燃燒的鍋爐：采暖燃燒的鍋爐也是氮氧化物的一大來源。 據(jù)統(tǒng)計，在冬季采暖季節(jié)，北京大氣中的氮氧化物濃度是夏天的10倍，當(dāng)然，冬季排放的氮氧化物并沒有比夏天多10倍，但由于夏天大氣氧化性能好，能將氮氧化物快速轉(zhuǎn)化掉。因此，冬季大氣的氮氧化物污染問題顯得更嚴重。 4其它 ：氮氧化物天然排放的NOx,主要來自土壤和海洋中有機物的分解，屬于自然界的氮循環(huán)過程。 人為活動排放的NO，大部分來自化石燃料的燃燒過程，如汽車、飛機、內(nèi)燃機及工業(yè)窯爐的燃燒過程；也來自生產(chǎn)、使用硝酸的過程，如氮肥廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。據(jù)80年代初估計，全世界每年由于人類活動向大氣排放的NOx約5300萬噸。NOx對環(huán)境的損害作用極大，它既是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，也是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)和消耗O3的一個重要因子。

在高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO約占95%。 但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成NO2，故大氣中NOx普遍以NO2的形式存在?？諝庵械腘O和NO2通過光化學(xué)反應(yīng)，相互轉(zhuǎn)化而達到平衡。在溫度較大或有云霧存在時，NO2進一步與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3）。在有催化劑存在時，如加上合適的氣象條件，N02轉(zhuǎn)變成硝酸的速度加快。特別是當(dāng)NO2與SO2同時存在時，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。此外，NOx還可以因飛行器在平流層中排放廢氣，逐漸積累，而使其濃度增大。NOx再與平流層內(nèi)的O3發(fā)生反應(yīng)生成NO與O2，N0與O進一步反應(yīng)生成NO2和O2，從而打破O3平衡，使O3濃度降低，導(dǎo)致O3層的耗損。

氮氧化物的危害

氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病，呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者，會較易受二氧化氮影響。對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變，但仍未可確定導(dǎo)致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時間。

以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個重要原因.汽車尾氣中的氮氧化物與碳氫化合物經(jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的有毒煙霧,稱為光化學(xué)煙霧.光化學(xué)煙霧具有特殊氣味,刺激眼睛,傷害植物,并能使大氣能見度降低.另外,氮氧化物與空氣中的水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的成分.大氣中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃燒和植物體的焚燒,以及農(nóng)田土壤和動物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化.

氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化

氮氧化物與空氣中的水結(jié)合最終會轉(zhuǎn)化成硝酸和硝酸鹽，隨著降水和降塵從空氣中去除。硝酸是酸雨的原因之一；它與其它污染物在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。

N2 O2 =放電= 2NO

在高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO約占95%。 但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成NO2，故大氣中NOx普遍以NO2的形式存在。空氣中的NO和NO2通過光化學(xué)反應(yīng)，相互轉(zhuǎn)化而達到平衡。在溫度較大或有云霧存在時，NO2進一步與水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3）。在有催化劑存在時，如加上合適的氣象條件，N02轉(zhuǎn)變成硝酸的速度加快。特別是當(dāng)NO2與SO2同時存在時，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。2100433B

脫硝燃燒前脫硝

1）加氫脫硝

2）洗選

脫硝燃燒中脫硝

1）低溫燃燒

2) 低氧燃燒

3）CFB燃燒技術(shù)

4）采用低NOx燃燒器

5）煤粉濃淡分離

6）煙氣再循環(huán)技術(shù)

脫硝燃燒后脫硝

1）選擇性非催化還原 脫硝（SNCR）

2) 選擇性催化還原 脫硝（SCR）

3）活性炭吸附

4）電子束脫硝

SNCR是選擇性非催化還原，是一種成熟的低成本脫硝技術(shù)。該技術(shù)以爐膛或者水泥行業(yè)的預(yù)分解爐為反應(yīng)器，將含有氨基的還原劑噴入爐膛，還原劑與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成氨和水。

在選擇性非催化還原法脫硝工藝中，尿素或氨基化合物在較高的反應(yīng)溫度（930～1090℃）注入煙氣，將NOx還原為N₂。還原劑通常注進爐膛或者緊靠爐膛出口的煙道。

SNCR工藝的NO_X的脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH₃與NO_X的化學(xué)計量比、混合程度和反應(yīng)時間等。研究表明，SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要。若溫度過低，NH₃的反應(yīng)不完全。容易造成NH₃泄漏；而溫度過高，NH₃則容易被氧化為NO_X抵消了NH₃的脫除效果。溫度過高或過低都會導(dǎo)致還原劑損失和NO_X脫除率下降。通常，設(shè)計合理的SNCR工藝能達到高達30%～50%的脫除效率。