1. 技术名称

水泥窑烟气中低温选择性催化还原法脱硝技术。

2. 适用范围

建材行业窑炉烟气脱硝。

3. 技术内容

3.1 技术原理

该技术基于国际上已运行电力和其他工业窑炉的应用经验，综合了水泥生产工艺技术特点及相关国家标准，提出在水泥窑尾余热锅炉出口布置 SCR 反应器的技术路线，既可以满足催化剂运行需求，又不影响余热发电效率和水泥企业生产能耗；基于传统钒基催化剂体系稳定性高的优势，通过稀土耦合、载体改性和活性物种调控技术调整催化剂表面酸碱性和氧化还原性，提高其在 180℃~250℃范围内的脱硝活性和抗中毒性；开发蜂窝状中低温催化剂成型技术，并通过技术集成实现规模化生产。催化剂适用烟气温度 180℃～250℃，耐受碱性粉尘浓度10g/m3～80g/m3（O2含量 10%），NOx处理能力 2200mg/m2。

3.2 主要创新点

（1）研究探明了催化剂组成、结构及性能的相互关系，优化设计了催化剂的化学组成和物理结构，成功研发了稀土耦合钒钛体系的中低温 SCR 脱硝催化剂系列产品，实现了烟气在180℃～250℃窗口温度下脱硝效率大于 90%。（2）在催化剂体系中引入非金属矿物，调节催化剂孔结构和表面状态，同时减少窑尾锅炉（SP 锅炉）回灰和硫酸氢氨在催化剂表面的沉积附着，提高催化剂耐磨性、抗粉尘堵塞和使用寿命。（3）开发了 SCR 脱硝催化剂干燥防腐一体化技术、智能焙烧升温控制技术、标准模块化装配的成套制备工艺技术，解决了中低温催化剂的高效制备难题，实现了工业化规模生产。催化剂各项性能指标优于国家相关标准要求。（4）开发设计了中低温烟气 SCR 水泥窑炉脱硝工艺技术及装备，建成了国内外首台套水泥窑炉烟气中低温 SCR 脱硝反应器及其系统。

4. 污染治理或环境修复效果

脱硝效率≥90%，催化剂化学寿命超过 24000h，机械寿命超过 30000h。

5. 技术示范情况

该技术成果目前已在山西晋城合聚山水、河北鼎星水泥、石家庄中通建材、峨胜水泥等数十条新型干法水泥熟料生产线推广应用，其中有 8 个项目已建成，均能够将窑尾 NOx浓度控制在 50mg/m3（或 35mg/m3）以下。山西晋城合聚山水 5000t/d 生产线中低温 SCR 脱硝工程于2022 年 5 月投运，一直稳定运行。该项目烟气温度 180℃～220℃，自投运后窑尾烟囱 NOx排放浓度≤45mg/m3，氨逃逸≤5mg/m3；吨熟料氨水耗量＜1.8kg/tcl，运行增加的吨熟料电耗＜2.5kW·h。

6. 投资估算

以一条 5000t/d 水泥生产线为例，将 SCR 反应器布置在窑尾余热锅炉后，催化剂用量约 240m3，总投资约 2500 万元，其中设备和材料费约 1900 万元，建筑安装费 500 万元。

7. 投资回收期

按国际上 NOx排污权交易核算，静态投资回收期 1 年。

8. 技术成果转化推广前景

我国每年熟料产量约15亿吨，若该技术达到10%的推广率，每年可减少 NOx排放约 16 万 t；若实现 50%的推广率，每年可减排 NOx 约 80 万 t。同时，该技术在氨氮比≤1 的条件下运行即可达到较高的脱硝率，可大量减少氨水等还原剂使用量，推广应用前景好。