2016年1月1日是北京市《水泥工業大氣污染物排放標準》第二階段的實施日期。從這個時間節點開始，北京市的水泥制造企業將依照“水泥窯及窯尾余熱利用系統氮氧化物排放不得超過200mg/m3“的新標準進行運行。相比此前的320 mg/m3的老標準，意味者北京市的水泥制造企業將進一步針對氮氧化物排放做出減排約40%的努力。而對水泥制造企業來說，則意味者脫硝工藝路線的全新升級，由SNCR(選擇性非催化還原)全面轉向SCR(選擇性催化還原技術)。
原有SNCR脫硝技術難以滿足水泥行業新排放標準
記者在與國家環境保護燃煤大氣污染控制工程技術中心高翔主任的采訪中了解到，作為世界水泥的主要生產國，中國在2014年的水泥產量接近25億噸，占世界產量的一半以上。在水泥生產過程中每年排放氮氧化物約200萬噸，約占全國氮氧化物工業排放量的15%左右，是繼電力、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放源。同時，“十二五”期間，氮氧化物的排放首次被列入約束性指標體系。隨著國家對于大氣污染治理的力度進一步加大，對于水泥行業的排放標準也面臨著進一步收緊。而北京作為全國空氣污染治理的重點城市，已在這方面先行一步，將在2016年1月1日起執行水泥制造企業氮氧化物排放不得高于200mg/m3的新標準。
現有水泥企業脫硝基本采用SNCR(選擇性非催化還原)技術，即將質量濃度25%～30%的氨水，通過霧化噴射系統直接噴入窯爐合適溫度區域-旋風分離器(760~950℃)，霧化后的氨與氮氧化物(NO、NO2 等混合物)進行選擇性非催化還原反應，將氮氧化物轉化成無污染的N2。該項技術的主要特點是脫硝裝置簡單、工藝成熟穩定、一次性投資降低，主要面臨的課題是由于工藝局限性導致脫硝效率不高(最高約為50%)及運行費用較高(氨水消耗量較大)。在面對200mg/m3的新標準時顯得力不從心。
SCR水泥脫硝面臨機會 技術難點為低溫脫硝催化劑
選擇性催化還原法(SCR)是向催化劑上游的煙氣中噴入氨氣或其它還原劑、利用催化劑將煙氣中的氮氧化物轉化為氮氣和水，以達到減排目的的脫硝手段。據了解，該技術在火電行業已經得到了廣泛應用，目前國內火電行業95%生產線采用SCR技術進行脫硝，同時該技術在玻璃窯爐等其它工業窯爐上也成功實現應用。
事實上，SCR是工業上應用最廣的一種脫硝技術，以氮氧化物脫除效率高著稱：理想狀態下，可使氮氧化物的脫除率達90%以上，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和氮氧化物反應，是目前最好的固定源脫硝治理技術。在電力行業執行氮氧化物排放值50mg/Nm3的情況下，仍可以很好的實現排放要求。然而，如此高效率的脫硝技術緣何在水泥行業應用甚少?究其原因，水泥行業復雜的工況環境和較高的一次性投入等不利因素制約了SCR技術在水泥行業的應用。
成本限制：采用SCR技術脫硝需要要增設裝置、占用空間、投資大、運行費用較高。有資料顯示，2500t/d生產線利用SCR總投資在2000萬元以上，運行成本噸熟料6元左右。
溫度限制：據了解催化劑當今最普遍應用的是多孔Ti2O5(載體)做成蜂窩狀模塊化，載體表面敷有起催化作用的活性成分V2O5和WO3，反應溫度在280℃～400℃為佳。而在新型干法水泥生產線中，預熱器出口的溫度先進的已降到300℃以下，同時為貫徹國家節能降耗政策，我國2500t/d以上的生產線普遍加裝余熱鍋爐，其排氣溫度在150℃左右，這也對脫硝催化劑提出了新的挑戰，要能夠在較低的溫度下達到80%以上的脫硝效率，這對于核心技術均為日本及德國外購的國內催化劑生產商來說是個巨大的挑戰。
金隅集團或成國內水泥SCR低溫脫硝“嘗鮮者”
針對如此大的技術難度和日趨嚴格的排放標準，北京金隅集團下屬金隅紅樹林環保技術有限責任公司與中能國信(北京)科技發展有限公司一起于2014年7月開始了在水泥窯低溫SCR脫硝上的探索并已取得成功，預計將于今年下半年進行工業化嘗試。其間，由中能國信公司提供的與清華大學材料學院歷時3年共同研發、同時也是國內首款能夠滿足水泥窯150℃達成脫硝效率的低溫催化劑在其中起到了決定性作用。
記者從項目負責人北京金隅紅樹林環保技術有限責任公司詹永利副總經理處了解到，這次低溫SCR脫硝的嘗試歷經8個月，整套20000風量的脫硝裝置歷經了水泥廠各種工況下的考驗，表現一直相當穩定。130℃時平均脫硝效率達到30%以上;150℃時脫硝效率穩定在50%的水平;而在170℃時，脫硝效率則能達到最高90%，平均80%的效率。經測算，完全可滿足2016年的北京水泥行業氮氧化物新標準，并可進一步降低氨水消耗量，降低整體脫硝裝置運行費用。
而中能國信(北京)公司的總經理王晨則對記者表示，由該公司連同清華大學共同開發的低溫SCR脫硝催化劑能夠滿足自130-380℃溫度區間的多樣化當氧化物減排需求，且連續運行狀況十分穩定，處于國內絕對領先水平。并在2014年已于平板玻璃等行業進行了率先嘗試，希望能夠在2015年與金隅集團一起完成全國首條水泥窯SCR低溫脫硝示范線，為北京能夠“常有APEC藍”做出貢獻。
