從水泥工業(yè)污染控制歷程來看，過去主要是控制顆粒物排放，近年來隨著人們對NOx污染的認知，NOx污染控制越來越受到重視。

1、顆粒物

水泥工業(yè)目前使用的除塵技術(shù)主要是布袋除塵以及電袋復(fù)合除塵器。水泥窯的窯頭、窯尾，采用布袋除塵器或電袋復(fù)合除塵器均可，根據(jù)煙氣性質(zhì)，一般需要對煙氣降溫調(diào)質(zhì)，采用增濕等措施將高溫氣體降到150℃以下和適宜的比電阻（＜1011Ω.cm）。其他通風生產(chǎn)設(shè)備、揚塵點大多采用布袋除塵器。

(1)布袋除塵

布袋除塵技術(shù)是利用纖維織物的過濾作用（纖維過濾、膜過濾和顆粒過濾）對含塵氣體進行凈化。它處理風量范圍大、使用靈活，適用于水泥工業(yè)各個工序廢氣的除塵治理。

選擇適當?shù)倪^濾材料是布袋除塵器的關(guān)鍵，目前可供選擇的濾料材質(zhì)主要有滌綸（聚酯）、丙綸（聚丙烯）、亞克力（聚丙烯腈）、pps（聚苯硫醚）、諾梅克斯（芳香族聚酰胺）、玻璃纖維、P84（聚亞酰胺）和PTFE（聚四氟乙烯）覆膜濾料等。

目前大部分水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)窯尾布袋除塵器過濾材料均選用覆膜濾料，布袋除塵技術(shù)的除塵效率可達99.80-99.99%，窯尾顆粒物排放濃度可控制在10mg/m3以下，甚至更低，運行費用主要來自于更換濾袋和引風機電耗。

(2)電袋復(fù)合

電袋復(fù)合除塵器，就是在除塵器的前部設(shè)置一個除塵電場，發(fā)揮電除塵器在第一電場能收集80-90%粉塵的優(yōu)點，收集煙氣中的大部分粉塵，而在除塵器的后部裝設(shè)濾袋，使含塵濃度低的煙氣通過濾袋，這樣可以顯著降低濾袋的運行阻力，延長清灰周期，縮短脈沖寬度，降低噴吹壓力，延長濾袋的使用壽命，相應(yīng)減少了運行維護成本。

電袋復(fù)合除塵技術(shù)特別適用于原有靜電除塵器的改造，它充分結(jié)合了電、袋除塵的優(yōu)點，除塵效率可達99.80-99.99%，顆粒物排放濃度小于10mg/m3，甚至更低。

2、氮氧化物

水泥窯型對NOx排放有重大影響，新型干法工藝能顯著降低NOx排放。NOx的產(chǎn)生于燃燒狀況密切相關(guān)，因此可采取工藝控制措施，如低NOx燃燒器、分解爐分級燃燒。也可采用末端治理的方法，如SNCR、SCR，是有效去除NOx的環(huán)保措施。

(1)清潔生產(chǎn)工藝

新型干法水泥生產(chǎn)用燃料分別從窯頭和分解爐噴入，窯頭煤粉燃燒最高溫度可達1600℃以上，且燒成廢氣在高溫區(qū)停留時間較長；煤粉在分解爐處于無焰燃燒狀態(tài)，燃燒溫度為900℃左右。由于60%的燃燒料在分解爐內(nèi)燃燒，燃燒溫度低，在此幾乎沒有熱力型NOx生成，只產(chǎn)生燃料型NOx，因此與普通回轉(zhuǎn)窯(2.4kgNOx/t熟料)相比，削減了1/3的NOx排放，可使新型干法工藝NOx排放量控制在1.6kgNOx/t熟料。

(2)工藝控制措施

工藝控制措施主要是應(yīng)用低NOx燃燒器、分解爐分級燃燒，以及保證水泥窯的均衡穩(wěn)定運行。

低NOx燃燒器具有多通道設(shè)計，一般為三、四通道，分為內(nèi)風、煤風、外風，各有不同的風速和風向（軸向、徑向），在出口匯合形成同軸旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜射流。操作時通過調(diào)整內(nèi)、外風速和風量比例，可以靈活調(diào)節(jié)火焰形狀和燃燒強度，使煤粉分級燃燒，減少在高溫區(qū)的停留時間，相應(yīng)減少了NOx產(chǎn)生量。

分解爐分級燃燒包括空氣分級和燃料分級兩種，都是通過對燃燒過程的控制，在分解爐內(nèi)產(chǎn)生局部還原性氣氛，使生成的NOx被部分還原，從而實現(xiàn)水泥窯系統(tǒng)NOx減排。

工藝波動會造成水泥窯NOx濃度的劇烈變化（NOx濃度可以作為水泥窯工藝控制參數(shù)），需要保持水泥窯系統(tǒng)的均衡穩(wěn)定運行。通過保持適宜的火焰形狀和溫度，減少過剩空氣量，確保喂料量和喂煤量準確均勻穩(wěn)定，可有效降低NOx排放。

上述工藝控制措施綜合使用，大約可降低30~70%的NOx排放量，相應(yīng)NOx排放濃度可控制在300-600mg/m3，相當于末端治理前初始濃度在300-600mg/m3。

(3)末端治理措施

目前應(yīng)用較多、相對成熟的末端治理措施是選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），選擇性催化還原技術(shù)（SCR）還在進一步示范完善中。

SNCR是以分解爐膛為反應(yīng)器，通過向高溫煙氣（850-1100℃）中噴入還原劑（常用液氮、氨水和尿素），將煙氣中的NOx還原成氮氣和水。該技術(shù)系統(tǒng)簡單，NOx去除效率約60-70%，排放濃度可控制在100-240mg/m3。

工藝過程控制（低氮燃燒+分解爐分級燃燒）+末端治理SNCR，排放濃度可控制在100-240mg/m3。

SCR是在水泥窯預(yù)熱器出口處安裝催化反應(yīng)器，在反應(yīng)器前噴入還原劑(如氨水或尿素)，在適當?shù)臏囟?300-400℃)和催化劑作用下，將煙氣中的NOx還原成氮氣和水。該技術(shù)NOx去除效率可達85-90%，排放濃度可控制在100mg/m3左右。

從目前SCR技術(shù)的發(fā)展情況來看，有兩種選擇：一是將SCR設(shè)備安裝在除塵器之前，這時煙氣溫度較高，可滿足催化還原反應(yīng)要求，但由于粉塵濃度過高，會造成催化劑磨損和堵塞。另一種選擇是將SCR設(shè)備安裝在除塵器之后，這時粉塵濃度非常低，沒有了催化劑堵塞問題，但由于溫度下降較多，催化還原反應(yīng)溫度不夠。

目前大多數(shù)專家傾向于將SCR設(shè)備安裝在除塵器之后，希望通過加溫的方式將煙氣溫度提高，從而滿足SCR的催化還原反應(yīng)溫度要求。SCR技術(shù)一次投資較大，運行成本主要取決于催化劑的壽命。由于水泥窯尾廢氣粉塵濃度高，且含有堿金屬，易使催化劑磨損、堵塞和中毒，需要采用可靠的清灰技術(shù)和合適的催化劑。

要穩(wěn)定達到擬定標準提出的排放限值，企業(yè)需進一步進行技術(shù)改造。

一是采用SCR脫硝工藝。SCR脫硝效率高，脫除率可達到90%以上，應(yīng)用后可穩(wěn)定達到標準限值。目前,清華大學SCR選擇性催化還原脫硝技術(shù)已有研究成果，金隅冀東水泥、中建材等行業(yè)集團也在進行深入技改試驗。

二是在企業(yè)目前采取的“低氮燃燒+分解爐分級燃燒+SNCR”聯(lián)合脫硝工藝基礎(chǔ)上深度技改。包括對脫硝設(shè)施的各個分塊系統(tǒng)深入技改、分級燃燒系統(tǒng)升級改造、在氨逃逸不超標的前提下，增加氨使用量，提高氮氧化物脫除率等措施，也可將氮氧化物的排放限值降低到排放限值，但SNCR脫硝效率最佳70%，一般情況脫硝效率在60%-70%之間，且脫硝效率受窯皮的掉落、來料波動、窯內(nèi)燒成氣氛等工藝狀況影響較大，脫硝穩(wěn)定性較差。

3、其他污染物

水泥窯的高溫、長停留時間、氧化氣氛、堿性條件，有利于酸性氣體(HCL、SO2)、有機物的去除，重金屬（Hg除外）固結(jié)在水泥熟料中，因此其他大氣污染物排放量很少,SO2能控制在50mg/m3以內(nèi)。

4、無組織排放控制

水泥工業(yè)的粉塵無組織排放是一個突出的環(huán)境問題，2016年發(fā)布實施的《煤場、料場、渣場揚塵污染控制技術(shù)規(guī)范》（DB13/2352-2016）針對水泥行業(yè)物料運輸、裝卸、存儲提出了具體的污染控制技術(shù)要求，可有效降低粉塵無組織排放。

附錄：世界主要國家水泥工業(yè)大氣污染物排放標準比較

(1)美國

美國在聯(lián)邦法規(guī)典40CFR60SubpartF中列出了針對水泥行業(yè)常規(guī)大氣污染物的排放控制限值，排放限值見表3，其限值制定是基于最佳示范技術(shù)（BDT）

(2)歐盟

歐盟在其綜合污染預(yù)防與控制（IPPC）指令中，對各典型行業(yè)（包括水泥行業(yè)）提出污染物排放要求。為配合IPPC指令以及許可證制度的實施，根據(jù)各成員國和工業(yè)部門的信息交流成果，歐盟委員會出版了33份行業(yè)BAT參考文件（BREF）。水泥行業(yè)BAT文件最初發(fā)布于2001年12月，最新的文件是2010年5月，相應(yīng)BAT排放要求見下表。

(3)德國

德國在《聯(lián)邦排放控制法》下轄的《空氣質(zhì)量控制技術(shù)指南》中規(guī)定了對水泥工業(yè)的大氣污染排放限值。最新版(2002年)的《空氣質(zhì)量控制技術(shù)指南》對水泥行業(yè)的污染物排放要求為：顆粒物20mg/m3、SO2350mg/m3、NOx500mg/m3（一般行業(yè)為350mg/m3）、氟化物3mg/m3。

(4)日本

日本對水泥工業(yè)的顆粒物排放限值區(qū)分了一般地區(qū)和特殊地區(qū)，一般地區(qū)的限值為100mg/m3，特殊地區(qū)的限值為50mg/m3。

日本對水泥工業(yè)的NOx排放限值要求為500mg/m3和700mg/m3。

本標準限值與國外相關(guān)標準對比見下表（只列水泥窯的）。