近兩年，各地開始進行環(huán)?？冃Х旨?，其中很重要的一條是對氮氧化物和氨逃逸提出了嚴(yán)格的要求，A級要求NOx排放<50mg/Nm3,氨逃逸<5mg/Nm3; B級要求NOx排放<100mg/Nm3,氨逃逸<8mg/Nm3。那么，我們水泥企業(yè)能夠達到這個目標(biāo)嗎？有的人說：氨逃逸就是脫硝反應(yīng)沒有反應(yīng)完全的殘留，只要做好深度脫硝改造，用盡可能少的氨水實現(xiàn)超低排放，把NOx降下來，氨逃逸自然也就降下來了。很有道理的樣子，那么事情真的是這樣嗎？要搞明白這個問題，首先得搞明白氨逃逸是到底有多少，主要從哪里來的，然后才可能有針對性的采取措施。
1、氨逃逸有多少？
下表是從某機構(gòu)針對氨逃逸（準(zhǔn)確講應(yīng)該叫氨排放，包括本底氨和氨逃逸，但實際執(zhí)行中很難加以區(qū)分，所以一般將氨逃逸等同于氨排放）所做的研究報告中截取出來的，從有限的數(shù)據(jù)可以看出，不同工廠之間的氨逃逸差異是比較大。而且，說實在的，因為眾所周知的各種原因，即使是環(huán)保部門也很難收集到準(zhǔn)確的樣本庫。
所以，謹慎起見，工廠最好對本廠的氨逃逸進行檢測摸底（特別是在研究確定深度脫硝改造方案之前），可以邀請第三方對不同工況進行測量，最好是能安裝在線氨逃逸分析儀，進行較長時間的監(jiān)控分析。
2、NH3逃逸從哪里來？
2.1、SNCR反應(yīng)后的漏網(wǎng)之魚，真正的氨逃逸。
一般認為，在SNCR運行良好的情況下，NH3/NOx摩爾比1.0~1.2，由此產(chǎn)生的氨逃逸將會比較少。下圖曲線是國內(nèi)SNCR使用比較良好的一條線，在實施超低排放前所做的測試，那個時候的本底NOx排放濃度達到了1300mg/Nm3,在這么高的基數(shù)下，NH3/NOx摩爾比1.0也只能達到約80%的降氮率，NOx排放濃度約260mg/Nm3。即使如此，其氨逃逸濃度雖然平均值達標(biāo)，但在生料磨停機時卻超過了30mg/Nm3。
隨著超低排放政策在各地的實施，很多地方的NOx排放濃度已達到了<100mg/Nm3，以上面所提生產(chǎn)線為例，雖然采取了一些優(yōu)化措施，但氨逃逸還是增加了約20mg/Nm3。這種情況下，即使很多工廠實施精準(zhǔn)脫硝，分級燃燒等脫硝改造，降低了本底排放濃度(部分達到了500mg/Nm3以下)，若要降至<100mg/Nm3, 因為基數(shù)更低，NH3/NOx摩爾比能夠做到<1.3就很不錯了，所以依然會有氨逃逸產(chǎn)生。
另外，因為以前很少提氨逃逸的概念，很多工廠的脫硝改造，重點關(guān)注的都是氨水用量。所以，將氨水噴槍后移到了C5前后，這在溫度合適的情況下，的確可以減少NH3被高溫氧化，減少氨水用量，但是因氨水反應(yīng)時間縮短，氨逃逸量反而是增加的。
不管如何，實施有有效的精準(zhǔn)脫硝，分級燃燒等脫硝改造，對實現(xiàn)超低排放，降低氨水用量和氨逃逸是有利的。
2.2、原料帶入的氨逃逸，本底氨排放。
前面已經(jīng)提到過，我們現(xiàn)在檢測的氨逃逸，準(zhǔn)確講，應(yīng)該叫氨排放才對，因為氨逃逸指的是氨水脫硝反應(yīng)剩余的氨。但因為實際檢測中，只能對整體氨排放進行檢測，如果有其它因素帶入了氨，并不能進行有效區(qū)分，所以給氨逃逸治理也帶來了更大的難度和挑戰(zhàn)。這里的其它因素，最重要，也最容易忽視的，就是原料帶入的氨。
根據(jù)某條生產(chǎn)線所做的試驗，在生料磨開機狀態(tài)下，SNCR運行時的氨逃逸是30mg/Nm3，SNCR停機（不用氨水）時的氨逃逸是15mg/Nm3,降低了一倍，但還是偏高的；生料磨停機狀態(tài)下，兩種情況都很高，就不說量化數(shù)據(jù)了?；诖?，把石灰石送到第三方機構(gòu)進行了“釋放氨”的檢測，其氨含量超過了0.01%，如果全部排放，僅石灰石就會排放氨氣約40mg/Nm3。
另外有條生產(chǎn)線做了比較成功的脫硝改造，氨水用量僅不到2kg/t熟料，但從C1所測的氨逃逸數(shù)據(jù)卻超過了100mg/Nm3。
而且，原料中的氨含量有著較大的波動性，存在時高時低的可能。若需得到較為準(zhǔn)確的氨含量數(shù)據(jù)，需要足夠的樣本。
所以原料帶入的氨，是氨逃逸治理中必須引起高度重視的因素之一。
2.3、其它因素帶入的氨逃逸。
除了以上兩種主要因素外，在部分工廠可能還存在其它因素，如：
a、采用氨法脫硫的工廠，這個不用多說。
b、采用脫硫劑脫硫的工廠，有些脫硫產(chǎn)品中也含有氨基成分，如在脫硫劑中添加了尿素等作為配料。
c、水泥窯系統(tǒng)處置中，從分解爐加入的廢棄物中可能含有氨基成分，這也是有的帶協(xié)同處置的生產(chǎn)線氨水用量偏低的原因之一。
d、還有沒有想到的因素，就只能請同行們留言補充了。
3、氨逃逸到哪里去？可能的降氨措施。
前面花了大量的篇幅說氨逃逸從哪里來？因為只有搞明白了氨逃逸的來源，我們也才能夠采取有針對性的降氨措施。
3.1 零投資方案，提高生料磨與窯的同步運轉(zhuǎn)率。
我們水泥廠的生料磨對于NH3，SO2都具有非常強的吸附能力。根據(jù)我的觀察，生料磨對于NH3的吸附率約90%，當(dāng)然，各個工廠因為原料特性及工況條件不同，吸附率會有所差異。所以，在整體氨逃逸不是很高的情況下，這個方案是一個不錯的選擇。
不過，這也會存在的另外的問題，一是，磨機不可能與窯100%同步運行，它還需要檢修時間，一般能做到90%就很不錯了；二是，生料磨可能不能處理全部窯尾余熱廢氣，部分廢氣未經(jīng)過生料磨，而直接通過收塵器排放，這部分氨就不能被吸附；三是，在磨機產(chǎn)能有富余的情況下，這個方案意味著磨機減產(chǎn)運行，這將導(dǎo)致電耗成本的增加。在北方的部分工廠就在采用此方案，生料磨減產(chǎn)運行以提高同步運轉(zhuǎn)率，降低氨逃逸。是否采用此方案，各工廠需要因地制宜的研究，綜合評價。
3.2 高效SNCR，提高SNCR反應(yīng)效率，降低氨水用量。
高效SNCR，也有精準(zhǔn)脫硝等叫法，不管怎么叫，其實質(zhì)就是對SNCR本身進行升級改造，提高其反應(yīng)效率。如果現(xiàn)有系統(tǒng)運行不夠穩(wěn)定，氮氧化物排放、氨水用量等波動較大，且主要靠人工調(diào)節(jié)，可以考慮此項優(yōu)化，預(yù)期降低氨水用量20%左右還是有可能的，不過，氨逃逸不一定能同步降低這么多（主要受噴點位置影響）。主要優(yōu)化措施有：
a、選用性能好的氨水噴槍，如萊克勒、spray等進口噴槍，當(dāng)然現(xiàn)在很多國產(chǎn)噴槍做得也不錯，可以試驗。好的噴槍雖然貴點，但絕對物有所值。
b、選擇合適的氨水噴點，有條件的，可以請專業(yè)級機構(gòu)做CFD模擬；更重要的還是，在潛在的噴點位置開孔，進行多次試驗，找到效率最高的噴點組合。
c、通過PID，或智能控制軟件，跟蹤NOx排放趨勢，自動調(diào)節(jié)氨水用量，保證NOx排放達標(biāo)的同時，波動盡可能小。
如果工廠的工藝、自動化實力比較強，上述工作自己就可以做；如果實力偏弱，可以尋找外部資源，現(xiàn)在做這個的也比較多。
3.3 前端治理，采用分級燃燒等方式降低本底NOx濃度，減少氨水用量。
現(xiàn)在分級燃燒做得比較徹底的，可能就是洪堡的脫氮爐技術(shù)了，其在窯尾煙室與分解爐之間新增了一個爐容很大的脫氮爐，所形成的還原區(qū)基本能夠消除窯內(nèi)產(chǎn)生的氮氧化物，理念和效果都是不錯的，雖然投資有點大。但是，分解爐產(chǎn)生的NOx還是需要SNCR來進行消除，還是會有一定的氨逃逸產(chǎn)生。
除了洪堡脫氮爐技術(shù)，天津院等其它一些公司開發(fā)的升級版的分級燃燒技術(shù)也比較成熟了，投資相對小一些，也能達到不錯的降氮效果，把氨水用量降低。
不管如何，分級燃燒不會產(chǎn)生額外的損耗和副產(chǎn)物，應(yīng)該是最環(huán)保、經(jīng)濟的降氮手段，是推薦各個工廠都應(yīng)該實施的。但因為，最終還是需要SNCR作為控制氮氧化物達標(biāo)的手段（特別是在超低排放情況下），且，如果原料中還存在氨基成分，氨逃逸還將是一個大問題。
3.4 后端治理，SCR。
如果在采用分級燃燒、高效SNCR等方式后，氨逃逸還是不能達到預(yù)期目標(biāo)，特別是在原料中含有可揮發(fā)性氨的情況下，SCR技術(shù)可能會成為最終的解決方案。SCR也叫選擇性催化還原，也就是使用了催化劑，可以降低氮氧化物與氨水反應(yīng)的溫度窗口，并提高反應(yīng)效率。預(yù)期，在氨逃逸非常低的情況下，可以做到90%的氮氧化物減排率。
SCR布置在預(yù)熱器后，目前已采用的技術(shù)路線有：高溫高塵，高溫中塵，中溫中塵，這里不做詳細闡述。應(yīng)用中，系統(tǒng)先通過分級燃燒、SNCR等措施將氮氧化物降低到<500mg/Nm3后，再經(jīng)過SCR減排到50mg/Nm3以下，SCR會將煙氣中殘留的氨氣作為還原劑消耗掉，既降低了氨水用量，也控制了氨逃逸?？梢哉f，SCR是目前能夠?qū)崿F(xiàn)A級環(huán)?？冃У淖钣行А⒆畋５椎氖侄?。
國內(nèi)水泥行業(yè)2018年開始應(yīng)用SCR，從效果上來看，SCR也不是完美的。也還存在一些問題，比如：
a、SCR使用的催化劑需要定期更換，增加了成本的同時，還產(chǎn)生了新的環(huán)保問題（催化劑是危廢，需要專業(yè)回收和處置，當(dāng)然廠家一般承諾回收）。
b、因為粉塵，重金屬中毒，硫排放等原因，導(dǎo)致SCR中毒、堵塞——所以，一般建議，在上SCR系統(tǒng)前，需對煙氣成分有個全面的調(diào)研。
c、SCR將導(dǎo)致電耗的增加（本身耗電，及增加管道阻力耗電）。
d、高溫高塵、高溫中塵、中溫中塵三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣，如何選擇也是一大難題。
所以，是否就把SCR作為水泥廠氨逃逸排放控制的最終選擇，還需要各級環(huán)保部門、水泥集團及工廠認真研究，決策。
結(jié)束語：最近兩年，NH3氨逃逸治理逐漸成為了一個讓水泥人很是燒腦的問題。這篇文字也是基于此有感而發(fā)，所有觀點僅僅是基于有限的樣本，有限的認知所得，僅代表個人觀點，未經(jīng)權(quán)威認證。
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