1. 陶瓷行业大气污染物排放现状

陶瓷工业是我国历史悠久的传统优势产业之一，在国民经济中占有重要地位。我国是陶瓷生 产大国，建筑、卫生、日用陶瓷产量已连续多年位居世界第一。目前全国拥有规模以上陶瓷企业3678家，规模以下企业数以万计。建有建筑陶瓷生产线约3350条，卫生陶瓷隧道窑生产线500多条，梭式窑1000多座。如此规模的产量也带来严重的环境问题，目前，我国建筑陶瓷使用的燃料主要是煤制气、天然气、水煤浆；卫生、日用陶瓷等主要采用天然气、石油液化气和电力作为窑炉的供热能源。据统计，陶瓷工业炉窑产生烟气总量已超过10000万亿m3，颗粒物、SO2、NOx年排放总量占全国排放量的：1.1%，2.1%，3.4%，排放量较大。因此，陶瓷工业是我国大气污染控制重点行业，其大气污染防治具有重要意义。

随着环保要求日趋严格，环境保护部于2010年发布了《陶瓷工业污染物排放标准》（GB 25464-2010），对喷雾塔、烧成窑的污染物排放指标提出了相应要求；为进一步完善国家污染物排放标准，《陶瓷工业污染物排放标准》（GB 25464-2010）修改单将喷雾干燥塔、陶瓷窑的颗粒物限值调整为30 mg/m3、二氧化硫限值调整为50 mg/m3、氮氧化物限值调整为180 mg/m3。2014年4月1日开始实施的《建筑卫生陶瓷行业准入标准》再次明确了粉尘、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物的排放要求。

2. 陶瓷行业NOx控制技术

建筑陶瓷工业烟气来源于窑炉烧成及喷雾干燥塔前的热风炉，主要污染物有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等，陶瓷烟气参数如下。

（1）喷雾塔烟气参数：1）烟气的排放温度:80~110℃；2）喷雾塔燃烧炉燃烧的温度：850~1100℃；3）粉尘：7000~9000 mg/Nm3；4）SO2：碱性浆液吸收部分SO2；（水煤浆）≤300 mg/Nm3；（粉煤）1000~2000 mg/Nm3；5）NOx：500~700 mg/Nm3；6）烟气中的水分比较大。

（2）陶瓷辊道窑炉烟气参数：1）烟温：（烧成窑）300~380℃；（干燥窑）140~180℃；2）粉尘：70~100 mg/Nm3；3）NOx：400~600 mg/Nm3；4）SO2：800~1000 mg/Nm3。

国内针对陶瓷烟气污染控制，除尘、脱硫技术已经成熟，但对NOx的控制技术研究和应用还相对缺乏。目前对于喷雾塔热风炉烟气的脱硝是借鉴电力行业的高温脱硝技术，在喷雾干燥塔的燃烧炉处（850~1100℃），采用陶瓷行业适用的选择性非催化还原SNCR技术，可以保证50%的脱硝效率，但随着环保标准日趋严格，单独采用SNCR工艺已无法满足排放要求。对于大量的陶瓷辊道窑排放的烟气经过一次余热利用后，烟气的温度较低（一般都在150℃左右），适用脱硝方法有超低温SCR脱硝技术或臭氧氧化法脱硝技术，其中臭氧氧化法由于产生二次污染逐渐被淘汰，因此超低温SCR是陶瓷工业脱硝发展方向。

3. 超低温SCR脱硝技术在陶瓷行业应用的可行性分析

对于低温烟气脱硝——选择性催化还原脱硝系统而言，催化剂是SCR技术的核心部分，决定了SCR系统的脱硝效率和经济性，而宁天环境新开发的超低温SCR脱硝催化剂，特点如下：

（1）低温性能较好，烟温100℃时可以达到70%以上的脱硝效率，在120℃时脱硝效率达到90%以上，可完美适用于陶瓷工业烟气；

（2）SCR脱硝反应器布置位置灵活，采用末端布置工艺，叠加在烟气除尘、脱硫工序后，不对原有系统造成干扰，另外烟气成分较为干净，不易造成孔道堵塞及活性组分中毒等一系列问题，从而降低SCR脱硝运行成本；

（3）催化剂组分中不含钒和重金属，且催化剂可以回收利用，降低二次更换催化剂的成本，其运输、使用和回收等过程均无特别要求，按照普通固体化学品管理即可；

（4）具有较宽的温度区间，可避免企业由于烟气温度低而造成的NOx超标现象；

（5）工程建设和运行成本低。超低温SCR脱硝催化剂使用温度低，配套设施少，工程建设和运行成本低于现有的中低温和中高温体系。

4. 陶瓷行业超低温SCR脱硝工艺技术路线

对于建筑陶瓷工业烟气脱硝方案的设计，主要设计依据如下。

1）喷雾干燥塔热风炉采用“SNCR脱硝技术+超低温SCR脱硝技术”。由于干燥塔前端的热风炉烟气温度较高（850~1100℃），符合SNCR脱硝温度范围，且SNCR投资成本低，运行可靠，因此，在喷雾干燥塔前端的热风炉进行SNCR法脱硝治理，保证50%以上的脱硝效率，再在除尘脱硫后结合超低温SCR脱硝技术使NOx达到超低排放标准。

2）窑炉超低温SCR脱硝技术。由于陶瓷窑排放烟气温度较低，排烟温度为130~180℃，这个温度符合超低温SCR脱硝的温度窗口。设计的技术路线如下：

江苏宁天环境科技有限公司致力于大气污染物综合治理，与南京大学、天津大学等多所知名科研院所建立了产学研合作，拥有多项专利和专有技术，获得省、市各类奖励；拥有多项国家级和省部级科研成果奖，其中具有典型性的是高性能稀土基超低温脱硝催化剂（100~180℃），适用于固定源（水泥、钢铁、工业窑炉及化工等非电细分领域）末端烟气的超低温SCR脱硝工艺，使得企业以较低的成本实现氮氧化物的超低排放成为可能。