【摘 要】随着我国现代化建设的不断发展，促进了现代建筑行业的高速发展，为了能够满足城镇化和基础设施建设的需求，人们对于水泥的需求量也隨之增加，无形中增加了水泥窑炉所带来的污染物排放问题。日趋增大的水泥窑炉污染物排放不仅不利于我国经济现代化建设的可持续发展，还对人们的日常生产生活产生了严重的负面影响。因此，加强水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术研究，有利于让“绿水青山”变得更加的美丽，为人们提供更加美好的生活。本文以水泥窑炉作为研究切入点，论述了水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术应用情况，希望能够优化水泥窑炉的生产作业方式，降低HF等污染物的排放。
【关键词】水泥窑炉;低污染;排放燃烧;控制技术
作为我国国民经济建设的重要生产资料之一，水泥是工业现代化的重要基础材料，规模化的水泥窑炉生产作业方式对我国环境产生了异常深远的影响，一方面，水泥窑炉长期处于环境高负荷的状态，由于水泥工业生产是典型的资源型以及排放型的产业，其所排放的污染物总量占据我国污染物总量的37%，是重点污染产业之一。另一方面，随着环境意识的崛起，人们加大了水泥窑炉工业生产技术的研发力度，促使着水泥窑炉无论是在技术装备水平，还是生产结构方面均发生了翻天复地的变化。如何将低污染排放燃烧与控制技术应用于水泥窑炉生产作业中成为了当前人们需要关注的热点问题之一。
一、水泥窑炉污染物排放类型
水泥窑炉在生产的过程中由于其内部的煤粉处于高温的燃烧以及熟料煅烧的状态，使得水泥窑炉会产生大量的粉尘颗粒物以及二氧化硫等污染物的排放。
（一）粉尘颗粒物排放情况
为了能够保障水泥窑炉内部的原材料能够得到充分的燃烧，水泥窑炉内部所设置的实际燃烧空气量一般维持在850Nm3/t左右，高于理论燃烧空气量的80Nm3/t以上。水泥窑炉内部的熟料在高温的的燃烧下会释放大量的二氧化碳出来，这部分的二氧化碳源自于熟料的碳酸盐矿物分解，与此同时，熟料在分解的过程中会产生大量的烟气，这些烟气内部中蕴含着大量粉尘颗粒物。
（二）硫化物排放情况
水泥窑炉内部的原材料在煅烧的过程中会产生大量的二氧化硫，虽然水泥生产原料内部所分解生成的氧化钙能够吸收部分的二氧化硫，从而使一部分的二氧化硫融入到水泥熟料中，以至于实际排放出来的硫化物含量低于理论硫化物排放量。
（三）氮氧化物排放情况
作为水泥窑炉排放的主要污染物之一，氮氧化物具有高排放以及高污染的特点，通常来说一吨的熟料在水泥窑炉的锻造过程中能够产生大约3.6千克的氮氧化物，远远超过现行排放限额标准。由于水泥窑炉所特有的生产方式，使得氮氧化物的形成机理处于较为复杂的状态，氮氧化物的形成机理主要由两种类型组成，分别是热力型排放以及燃料型排放。一方面，从热力型排放的角度来看，水泥窑炉的熟料在高温的煅烧下会使得大量的氮气由于受到高温氧化产生化学作用，从而形成氮氧化物。另一方面，从燃料型排放的角度来看，水泥窑炉熟料中氮化合物元素在高温的状态下受到热解作用以及氧化作用的影响从而形成氮氧化物。
（四）持久性有机污染物排放情况
作为水泥窑炉排放的毒性污染物之一，持久性有机污染物具有难以降解等负面的影响，容易对当前的生态环境产生不可逆转的威胁。水泥窑炉在生产作业的过程中会产生非故意持久性有机污染物排放问题，这是因为在生产的过程中一些微量重金属元素会与熟料混合在一起从而带入到水泥窑炉中，在一定浓度限值下，大部分的重金属元素会融入到水泥产物中，然而，由于汞等重金属物具有挥发的特性，难以融入到水泥产物中，从而形成大量的持久性有机污染物。
二、水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术应用情况
（一）低氮燃烧器在水泥窑炉低污染排放燃烧与控制中的应用
随着水泥窑炉所带来的污染问题变得越来越突出，越来越多的人开始重视水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术的应用，作为水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术中应用范围最广的技术之一，低氮燃烧器的应用能够有效的降低水泥窑炉污染物的排放。低氮燃烧器的应用原理在于通过调整水泥窑炉内部的送煤风以及内外助燃风之间的比例，从而实现水泥窑炉送煤风以及内外助燃风喷射速度的调整，从而在水泥窑炉内部的高温高氧燃烧火焰的前端区域重新构建氧化还原区，加快水泥窑炉原材料中的氮氧化物能够得到充分的分解，从而达到还原氮氧化物的目的。通常来说，低氮燃烧器的应用能够有效的削减量水泥窑炉中氮氧化物排放总量的5%-12%，随着水泥窑炉装备技术的不断发展，低氮燃烧器甚至能够达到降低氮氧化物排放总量20%-30%的效果。
（二）分级燃烧技术在水泥窑炉低污染排放燃烧与控制中的应用
分级燃烧技术同样也是水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术中应用范围较广的技术之一，分级燃烧技术通过水泥窑炉中分解炉燃烧器的具体位置从而实现内部原材料的高效然而，分级燃烧技术能够在水泥窑炉形成还原区以及氧化区两个不同的区域，根据还原区以及氧化区运作的功能其自身的喂煤量也随之不同，借助于分级燃烧的形式能够实现水泥窑炉内部的煤粉的充分燃烧，煤粉在充分燃烧的过程中所产生的氮氧化物也随之得到进一步的分解还原。与低氮燃烧器相比，分级燃烧技术能够降低氮氧化物的排放，与没有应用分级燃烧技术的水泥窑炉所排放的氮氧化物相比，应用分级燃烧技术的水泥窑炉所排放的氮氧化物削减量在10%-20%左右，能够实现水泥窑炉污染物高效排放燃烧的目的。
（三）选择性非催化还原技术在水泥窑炉低污染排放燃烧与控制中的应用
所谓的选择性非催化还原技术（SNCR）指的是水泥窑炉原材料在煅烧的过程中借助于喷入还原剂的方式确保原材料在无催化剂的作用下将氮氧化物还原为无害的氮气和水，从而达到降低氮氧化物排放的目的。在实际的应用过程中选择性非催化还原技术对水泥窑炉的生产环境运转情况提出了较为严苛的要求，工作人员需要找到符合脱硝反应的“温度窗口”，“温度窗口”主要集中在水泥窑炉中入炉膛温度为850-℃1100℃的区域，只有找到“温度窗口”才能够将还原剂以烟气的形式进入到水泥窑炉中，从而达到低温烟气脱硝处理的目的。选择性非催化还原技术的应用只会跟水泥窑炉煅烧过程中所产生的氮氧化物发生化学反映，水泥窑炉内部所蕴涵的氧元素不会发生任何的变化，确保水泥窑炉内部的原材料能够得到充分的煅烧。作为末端处理技术，选择性非催化还原技术的应用能够加速氮氧化物还原分解的进程，从而产生大量的NH3，进而分解成氮气和水，实现低污染排放的目的。
三、结语
综上所述，水泥窑炉在生产的过程中会产生大量的粉尘颗粒物等污染物的排放，使得社会各界普遍关注水泥窑炉污染物的排放与控制情况。作为水泥窑炉生产的的基础和核心，节能减排成为了当前水泥窑炉生产的重点之一，水泥工业在发展的过程中应对更加关注减排方向面临的新发展、新需求，随着水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术水平的不断提升，相信现有的水泥窑炉低污染排放燃烧与控制技术也随之得到充分发展。
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（作者单位：内蒙古亿利冀东水泥有限责任公司）