水泥行业超低排放被山西省列为“十四五”重点工程，2021年山西省生态环境厅、山西省工信厅联合印发《山西省水泥行业超低排放改造实施方案》及《水泥行业超低排放监测评估技术指南》，全面启动水泥行业超低排放改造，进一步推进水泥行业绿色升级，方案中氮氧化物排放浓度降低到50mg/Nm3以下是最主要的任务之一。
目前，市场上水泥窑使用的主流脱硝技术路线有如下几种：
（1）DSR-iSNCR脱硝技术路线中的DSR脱硝，突破了传统低氮技术在分解炉上进行三次风管改造、燃烧器改造等技术路线，将低氮技术与熟料生产过程充分融合，通过在窑尾烟室和分解炉之间内嵌大炉容的CO发生总管，喷入部分煤粉和生料形成高浓度还原性气体CO，通过提高烟气中的还原性氛围（CO浓度高达1?000ppm）和延长烟气停留时间，将来自回转窑烟气中的NOx降至近0水平，并承担一部分分解炉预分解功能。
（2）高效ATR管道脱硝系统+精准SNCR脱硝以及袋收尘扩容改造技术作为“源头控制+过程控制+末端治理”相结合的先进典型案例，大幅度降低企业颗粒物、氮氧化物排放，且在脱硝过程中不产生其他废污水或固体废弃物，无二次污染物生成。
（3）SNCR+SCR技术。其中，SNCR技术是在高温条件下直接使用氨水或尿素将氮氧化物还原为氮气。这种方法无须催化剂，通过在烟气中喷入适量的氨水或尿素，使其与氮氧化物发生反应，将其转化为氮气和水。SNCR技术操作简单、成本较低。SCR技术是通过在一定温度下使用催化剂将氮氧化物和氨（NH3）进行反应，将其转化为氮气和水。这种方法需要在燃烧过程中注入适量的氨水或尿素，以便与烟气中的氮氧化物发生反应。SCR技术具有高效、可靠、稳定的特点，能够有效地降低氮氧化物的排放。
1、改造前生产线的运行情况
我公司现有一条5?000t/d熟料生产线，2019年采用低氮燃烧器+SNCR脱硝工艺，氮氧化物排放浓度执行地方的排放标准小于240mg/Nm3；2020年进行了分级燃烧等改造，达到氮氧化物排放浓度小于100mg/Nm3，运行良好，稳定达标排放。表1是该条生产线改造之前的运行情况。
表1生产线基础数据
鉴于我公司已有SNCR系统运行良好，选用SNCR+SCR混合技术，发挥两种方式的优点，可以达到治理效果并降低投资。
2、技术方案的选择
2.1脱硝路线的选择：SNCR+SCR脱硝的选择
水泥窑采用SNCR（选择性非催化还原法）技术，是指在无催化剂的条件下，使用20%的氨水作为还原剂，在850~1?000℃温度范围喷入分解炉或五级旋风筒合适位置，还原剂将烟气中的氮氧化物还原为N2和H2O。SNCR的脱硝效率一般为30%~60%。
SCR（选择性催化还原法）脱硝技术是在有催化剂条件下，使用20%的氨水作为还原剂，高温SCR脱硝催化剂常规治理温区一般为320~400℃，脱硝效率可达到90%左右；而且使用氨水的运行成本较低，在同样脱硝效率的情况下与SNCR技术相比，还原剂的使用量较少。
SNCR+SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入分解炉技术同SCR工艺利用未反应氨进行催化反应结合起来，或利用SNCR和SCR还原剂需求量不同，分别分配还原剂喷入SNCR系统和SCR系统的工艺有机结合起来，达到所需的脱硝效果。其把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。SNCR+SCR混合工艺的脱硝效率可达到60%~95%。
2.2高温高尘SCR脱硝技术
水泥窑C1出口烟气温度较高（300℃以上），含尘量大（80~100g/Nm3）、含有大量碱和碱土金属等特点。在分析我公司生产线实际情况下，对几种技术方案进行对比，见表2。
表2SCR工艺不同温度方案的选择和对比
鉴于我公司高温风机风压富余量不足，中低温催化剂的活性较差，决定采用高温高尘SCR工艺。高温高尘SCR技术是将SCR系统布置在预热器C1出口处，出口烟气进入反应器进行脱硝反应，然后进入SP余热锅炉进行余热发电。这个温度区段的催化剂最为成熟，活性高，有利于还原反应的进行。高温高尘脱硝工艺的主要优点在于使用的结构单元相对简单，压降小，系统故障点少，稳定性高，运行成本低；难点在于整个工艺的清灰系统，由于含尘量相对较大，灰尘黏性相对较高，清灰难度大，这对催化剂选型和吹灰系统的设计提出了更高的要求。
3、技术方案的实施
3.1SCR脱硝工艺的流程
SCR反应器采用高温高尘布置，反应器布置在预热器（C1出口）和余热锅炉之间，设计反应温度为350℃（系统反应温度区间为280~420℃）。
烟气流程：炉内高温段（SNCR）→预热器→SCR系统→余热锅炉→高温风机→除尘器→尾排风机→烟囱。
还原剂加入流程：氨区→SNCR氨水喷入点→SCR补氨喷入点→SCR系统。
本项目采用20%氨水作为还