由中國建材聯(lián)合會組織開展的國家科技支撐計劃項目——“水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)”取得了多項原創(chuàng)性技術突破，對水泥生產(chǎn)過程實現(xiàn)降低整體性環(huán)境負荷有很好的效果。這是國家科技部近日在北京舉行的國家科技支撐計劃項目驗收會上，相關行業(yè)專家對“水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)”項目的一致評價。

富氧低NOX燃燒器技術在水泥示范線的應用

五大課題劍指水泥污染排放

水泥生產(chǎn)的主要污染物——氮氧化物(NOx)和粉塵，尤其是NOx，僅次于電力行業(yè)和機動車尾氣排放，占全國NOx排放總量的10%。

《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》提出，“十二五”期間重點行業(yè)和重點地區(qū)氮氧化物排放總量比2010年減少10%的約束性指標。強化顆粒物污染控制。工信部《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排指導意見》提出，到“十二五”末，水泥顆粒物排放在2009年基礎上降低50%，氮氧化物在2009年基礎上降低25%。而在2011年末，我國水泥行業(yè)70%的水泥生產(chǎn)線NOx排放濃度超過500mg/Nm3，電除塵系統(tǒng)不能滿足《水泥工業(yè)污染物排放標準》GB4915-2004規(guī)定的粉塵排放濃度小于50mg/Nm3要求。

為實現(xiàn)國家對水泥窯爐粉塵及NOx減排要求，促進行業(yè)企業(yè)技術進步，科技部于2012年5月批準將“水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)”項目列入國家科技支撐計劃組織實施。中國建材聯(lián)合會作為該項目的組織單位，帶領我國水泥行業(yè)的科研人員，結(jié)合行業(yè)技術發(fā)展趨勢及市場多樣化、差別化需求，針對當時水泥生產(chǎn)中氮氧化物燃燒控制減排效果有限、非催化還原、催化還原減排技術不成熟、國產(chǎn)濾料質(zhì)量差、缺乏高溫濾料等技術瓶頸，按照不同技術路線，分為五大攻關課題，開始了水泥窯爐污染物減排科技攻關之路。

五大課題包括水泥窯爐NOx減排方面3個課題：水泥窯爐富氧和分級燃燒減排NOx技術與示范應用、水泥窯爐NOx中低溫催化還原減排材料與技術示范應用和水泥窯爐NOx高溫低成本還原材料與技術示范應用，還包括水泥窯爐粉塵減排方面針對水泥窯爐煙氣波動變化情況2個課題：玻璃纖維/高分子復合高性能覆膜濾料制備關鍵技術與示范應用和玄武巖纖維濾料制備關鍵技術與示范應用。

眾多單位聯(lián)手攻克技術瓶頸

由中國建筑材料科學研究總院、北京工業(yè)大學、江蘇科行環(huán)?？萍加邢薰?、中材科技股份有限公司和合肥水泥研究設計院等19個科研院所、大專院校和相關生產(chǎn)企業(yè)，近3000位科研人員，從2012年年初至2014年年底，共同對水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)進行攻關。

科研人員在水泥窯爐富氧和分級燃燒減排NOx技術與示范應用研究中，主要對水泥窯爐NOx形成與控制機理、水泥回轉(zhuǎn)窯低NOx高效富氧燃燒技術和分解爐分級燃燒技術開發(fā)及應用示范攻關。他們開發(fā)了富氧低NOx高效燃燒器和分級燃燒技術及裝備，在水泥熟料生產(chǎn)線窯爐上實現(xiàn)了工業(yè)化應用示范，有效減少NOx排放的同時，還實現(xiàn)了熟料質(zhì)量和產(chǎn)量的提高、脫硝成本的降低。

水泥窯爐NOx中低溫催化還原減排材料與技術示范應用研究中，科研人員開發(fā)出適用于水泥窯爐煙氣低溫SCR用催化材料，并利用低成本的硫酸法鈦白工業(yè)中間產(chǎn)物偏鈦酸和工業(yè)廢渣酸解殘渣為原料制備出催化材料，研制出低成本抗堿催化粉體材料，大大提高脫硝效率，實現(xiàn)了廢物資源化利用，降低了催化劑成本;建成年產(chǎn)1000立方米水泥窯NOx減排專用中低溫整體催化材料生產(chǎn)線，同時開發(fā)的水泥窯爐SCR脫硝反應器在水泥熟料生產(chǎn)線成功應用，實現(xiàn)了創(chuàng)新技術的推廣應用;建立了新型干法水泥窯爐NOx減排技術系統(tǒng)的全生命周期(LCA)評價方法，完成項目開發(fā)的非催化還原、催化還原及SNCR+SCR兩種技術組合的LCA評價。

科研人員在水泥窯爐NOx高溫低成本還原材料與技術示范應用研究中，開發(fā)出了高溫低成本SNCR脫硝技術及成套系統(tǒng)，在水泥熟料生產(chǎn)線上實現(xiàn)了應用示范，在全國水泥企業(yè)廣泛推廣應用脫硝工程，并制定了相應的脫硝技術規(guī)范，為水泥企業(yè)的NOx減排提供了重要的技術支撐。

在玻璃纖維/高分子復合高性能濾料制備關鍵技術與示范應用課題攻關中，科研人員開發(fā)了ePTFE濾膜和聚酰亞胺纖維關鍵材料產(chǎn)業(yè)制備技術，建成年產(chǎn)400萬平方米覆膜濾料示范生產(chǎn)線，規(guī)?；苽涑霾＠w覆膜及玻纖/聚酰亞胺纖維復合濾料，獲得了多項國家發(fā)明專利及美國專利，并實現(xiàn)在多條大型水泥窯上集成示范應用，粉塵排放濃度遠低于國家新標準要求。在火力電廠和鋼鐵等行業(yè)也具有很好的推廣應用前景。

玄武巖纖維濾料制備關鍵技術與示范應用課題的研究，通過改性技術改善玄武巖纖維的可機織性能，開發(fā)出玄武巖纖維針刺氈，形成了年產(chǎn)50萬平方米玄武巖纖維濾料生產(chǎn)線，并在水泥生產(chǎn)線進行了示范應用。經(jīng)過改性處理的濾料無論是單一性能還是綜合性能均優(yōu)于未經(jīng)改性處理的濾料，使用效果理想，達到各項考核指標要求。

豐碩成果展現(xiàn)廣闊應用前景

水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)項目在行業(yè)科研院所、大專院校和生產(chǎn)企業(yè)的科研人員發(fā)揮各自技術優(yōu)勢，共同努力攻關下，歷時3年，碩果累累，共申請中國專利62項，其中，發(fā)明專利45項，實用新型專利17項;軟件著作權(quán)1項;申請國外專利2項。項目執(zhí)行期間發(fā)表學術論文54篇，其中中文期刊34篇，外文期刊20篇。

在國家科技支撐計劃項目“水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)”驗收會上，專家認為，項目研究突破了水泥行業(yè)關鍵技術瓶頸，解決了我國水泥行業(yè)NOx及粉塵減排的重大需求，實現(xiàn)了更低的排放值，完全滿足《水泥工業(yè)污染物排放標準》GB4915-2013的規(guī)定，為我國水泥、冶金、電力、炭黑等工業(yè)實現(xiàn)排放達標和清潔生產(chǎn)提供了支持，為PM2.5粉塵的治理提供了有力的技術支撐，具有廣闊的市場應用前景。項目研發(fā)的高性能濾料不僅適用于水泥工業(yè)高溫煙氣除塵行業(yè)，還可廣泛應用于電力、鋼鐵、化工等工業(yè)窯爐及垃圾焚燒爐等高溫、高腐蝕煙氣除塵行業(yè)。專家指出，項目完成了立項批復和課題任務書規(guī)定的研究內(nèi)容，達到了考核指標要求，取得了多項原創(chuàng)性技術突破，有較大的市場應用推廣前景和潛力，一致同意項目驗收通過。

“水泥窯爐粉塵及氮氧化物減排關鍵材料及應用技術開發(fā)”項目驗收會由科技部高新技術發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司材料處處長李志農(nóng)主持，中國建材聯(lián)合會副會長徐永模作總結(jié)講話，中國建材聯(lián)合會副秘書長、科技工作部主任潘東暉代表組織單位向項目主管單位及與會專家匯報了項目實施情況，項目課題承擔單位的有關代表參加了會議。

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