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水泥工业降低NOx排放量的现状
水泥工业由于其工艺的固有性质，回转窑厂会产生氮的氧化物。德国水泥工业受近年来已修改过的TALuft（德国洁净空气标准）规定的NOX排放极限的制约。该标准规定老厂NOX的允许排放量为0．80g／m3，新厂NOX允许排放量为0．50g／m3。大多数工厂只有在采取合适的降低措施后，才能满足这些要求。降低NOX排放量的基本措施主要是稳定窑炉操作和回转窑采用低一次风燃烧器。这些措施早已在许多水泥厂实践成功，已使得回转窑NOX平均排放量大大降低。另一种可行的降低措施是在分解炉系统中实行多级煅烧。在多个老厂中的研究及由柏林联邦环保局创导的示范试验获得的经验表明从主煅烧系统排出的NOX能被还原，从而有效降低NOX的排放。但是降低率有限，特别是NOX排放峰值的降低更有限。作为示范试验项目的一部分，用SNCR（选择性非催化还原）工艺在两个回转窑厂进行长期试验。这些工厂原来的NOX排放量为1．2～1．5g／m3。使用SNCR技术可达0．80g／m3，这恰恰是TALuft第2．1．5节所规定的技术条件。从示范试验取得的经验也可能应用于其它水泥厂。氧化氮的选择性催化还原技术（SCR）已广泛应用于大发电站，还没有直接应用于水泥厂，也还没有进行工业规模试验。1．引言1．1NOX的排放近几年在世界范围由于人类活动的影响，氧化氮的排放增加了。根据联邦环保局对欧洲国家的估算，现在氧化氮的排放量为2，800万吨／年。德国NOX排放量呈下降趋势。尽管引用了催化技术，至今交通引起的NOX排放量一直没有减少。由于发电站和其它工业采用了还原方法，意味着来自交通的氧化氮排放量超过总排放量50％的比例又有所增加。德国对氧化氮总排放量的分析指出，水泥行业的排放量占1．3％。显然由于熟料煅烧过程产生的NOX对水泥厂与周围环境的影响很小。水泥工业研究所按许可的步骤进行的研究已说明对周围环境的污染物大大低于空气洁净标准限定值。表1列出由水泥业排出的环境污染物含量（它由不同的排放浓度所决定）与TALuft规定的0．08mg／m3的环境污染物限定值对比，并列出了现有污染的各种情况。甚至在农村地区，水泥业对环境增加的影响也大大少于所列出的现有污染值。表1目前不同污染量的各地区氧化氮环境污染程度；水泥业产生的环境污染物含量与不同的排放限制值的比较受NOX污染的程度NO2〔μg／m3〕农村地区10～30生产区域30～60交通部门＞100TALuft规定的污染值80由水泥厂引起的附加污染·1．5g／m31．6μg／m3·1．0g／m31．1μg／m3·0．8g／m30．9μg／m3表2欧洲水泥工业回转窑NOX排放限制值国家NOX限制值〔g／Nm3〕在老厂执行欧洲共同体基本1．3BATNEEC1．8德国新厂0．5老厂0．81994奥地利新厂0．5老厂1．01996瑞士0．81997法国1．2，1．5或1．8取决于窑炉系统与工厂操作1999挪威0．819931．2法定条款1986年的德国洁净空气标准（TALuft）确定了水泥厂的排放限制值。这些规定有一项要求逐步更新的条款，以确保任何降低NOX排放燃烧工程与其它技术措施能得以充分使用。LAI（国家环保委员会）为使新的技术进展得以确立，于1991年规定了更严格的限制。根据该条款，新厂NOX排放量不得超过0．50g／m3，老厂不超过0．80g／m3（二者都是按NO2计算的①，相应的氧体积含量为10％）。然而在实际操作中采用了比这严格得多的排放限制。由于工艺中产生NOX浓度的波动，TALuft的第2．1．5节规定的测定条件限为短期值（半小时平均值），以这样方式测量出平均排放量必须大大低于限定值。对NOX排放量的限制，德国处于世界领先地位。表2列举了欧洲国家对NOX排放量的限制值。①除非另加说明，下面给出的NOX浓度均为按NO2计算的结果由欧洲共同体（EU）专家组规定，有害气体的允许排放范围是1．3～1．8g／m3。BATNEEC（比较经济的最佳有效技术）确定为1．8g／m3。表中所列表明少数几个国家执行了对NOX限制的EU指标，但是一些水泥厂必须满足地方当局规定的限制值而不管其国家的指标。东欧国家不存在对NOX排放的限制，只有捷克规定1999年起实行德国用过的已被修改并已过时的TALuft标准确定的限制值。日本对于1975年以前建的窑的排放限制值为480ppm，其它为250ppm（分别的对应量约为1g／m3与0．52g／m3）。美国至今还没有在全国范围对工业排放NOX的限制，个别州（如加利福尼亚州）和地方区域除外。但是在高臭氧污染区（不发达区）不允许更多的NOX流量。例如由新建水泥厂增加的NOX排放量须由降低老厂的排放量来补偿。他们也可通过办理排放许可证来解决。1．3示范项目从八十年代初期以来，德国水泥工业密切关注熟料生产中