水泥行業NOx的排放量約占全國工業排放總量的10%左右，已是居火力發電、汽車尾氣之后的第三大NOx排放大戶。調查統計水泥制造企業3535家，其中有熟料生產的水泥企業1793家。共有脫硝設施920套，排放NOx191.7萬噸。《水泥工業大氣污染物排放標準》（GB4915-2013）新標準確定NOx排放限值為一般地區400mg/m³、重點地區320mg/m³，這一濃度限值僅高于瑞典和德國，是世界上較嚴的標準。中國環境保護部發布《國家環境保護“十二五”規劃》，明確提出至2015年NOx排放總量要在2010年的基礎上削減10%，并強調新型干法水泥窯要進行低氮燃燒技術改造，新建水泥生產線要安裝效率不低于60%的脫硝設施。

　　1水泥窯NOx的產生

　　在水泥熟料煅燒過程中，NOx主要來源于高溫燃料中的氮和原料中的氮化合物。水泥熟料生產中，水泥生料將處在高溫爐內煅燒。由于爐內高溫的環境且含有大量O2，一系列的化學反應將因此發生而產生NOx，根據反應機理的不同可以將NOx的形成分為以下三種機理完成：

　　熱力型：高溫條件下空氣中的O2和N2直接反應而生成；

　　燃料型：燃料當中含氮物質的氧化；

　　瞬時型：空氣中的氮氣與燃燒過程中的部分中間產物反應而產生。

　　根據水泥窯爐的類型，水泥窯爐高溫區一般為1550℃~1900℃，此區域是生成NO的主要場所。隨著煙氣的流動，約5%~10%的NO轉換成NO2。水泥窯所生成的NOx中，熱力型NOx占據主導，其次為燃料型NOx。熱力型NOx主要在高于1400℃的回轉窯內生成，燃料型NOx主要在溫度較低的分解爐或預熱器內生成。

　　1.1熱力型NOx的產生機理

　　熱力型NOx是燃燒反應的高溫使得空氣中的N2與O2直接反應而產生的，以煤為主要燃料的系統中，熱力型NOx為輔。一般燃燒過程中N2的含量變化不大，根據澤里多維奇機理，影響熱力型NOx生成量的主要因素有溫度、氧含量和反應時間。反應機理如式（1）、（2）。

　　O2+N→2O+N（1）

　　N2+O→NO+N（2）

　　1.2燃料型NOx的產生機理

　　燃料型NOx是由燃料中N反應而生成，以煤為主要燃料的系統中，燃料型NOx約占60%以上。燃料型NOx主要在燃料燃燒初始階段形成，主要是含氮有機化合物熱解產生的中間產物N、CN、HCN等氧化生成NOx。影響燃料型NOx生成因素較多，與溫度、氧含量、反應時間，及煤粉的物化特性都有關系。

　　1.2.1溫度

　　溫度的升高對燃料型NOx生成量有促進作用。在1200℃以下時，其隨溫度升高顯著增加，溫度在1200℃以上時，增速平緩。對于燃料型NOx，燃料中N越高、氧濃度越高、反應停留時間越長，NOx生成量越大，與溫度相關性越差。

　　1.2.2氧含量

　　氧含量的增加，可以形成或強化窯爐內燃燒的氧化氣氛，增加氧的供給，促進燃料中N向NOx的轉化。燃料型NOx隨過剩空氣系數的降低而降低，在α<1時，NOx生成量急劇降低。在氧含量不足時，氧被燃料中的可燃成分消耗盡，破壞了氮與氧反應的物質條件。在α>1.1時，熱力型NOx含量下降，燃料型NOx仍上升。

　　燃料型NOx與煤的熱解產物和火焰中氧濃度密切相關，如果在主燃燒區延遲煤粉與氧氣的混合，造成燃燒中心缺氧，可使絕大部分揮發分氮和部分焦碳N轉化為N2。

　　1.2.3煤粉的物化特性

　　不同種類的煤，揮發分含量、氮含量等差異較大。通常揮發分和氮含量高的煤種生成NOx較多。煤粉細度較細時，揮發分析出速度快，燃燒速度快，加快了煤粉表面的耗氧速度，使煤粉顆粒局部表面易形成還原氣氛，產生抑制NOx生成的作用。煤粉細度較粗時，揮發分析出慢，也會減少NOx的生成量。特別是對劣質煤或是著火點較高的煤，這種情況會更明顯，控制合適煤粉細度可依據窯況和NOx生成量綜合考慮。煤揮發分中氧氮比越大，NOx轉化率越高。相同氧氮比條件下，過剩空氣系數越大，NOx轉化率越大。