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氮氧化物(NOx)是引起大气污染的最主要污染源之一，主要成分包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，其中NO、NO2和N2O3等在大气中极其易溶入雨水，形成酸雨，成为主要的污染物。水泥作为用量最大，使用最广泛的建筑材料，2013年我国水泥产量达到24.2亿吨，熟料产量达16亿吨，连续30年世界第一。然而在水泥生产过程中不仅仅需要消耗大量的能源以及资源，而且会排放大量的CO2和氮氧化物等废气。其中，因为空气中的氮分子燃烧氧化，并与燃料中的氮、氧元素发生反应，生成NO、NO2和N2O3等(简称NOx)，这些NOx直接排放到大气中将会对环境产生严重的污染。因此，如何降低或者消除水泥工业生产窑炉中NOx的排放是一项重要的课题。本研究系统地分析了选择性非催化还原（SNCR）与窑炉分级燃烧两种技术在水泥窑中降氮的原理、技术工艺参数以及具体的经济效益。生产实践证明，先进的设备、优化的系统设计及必要的技术措施可使预分解窑中NOx排放量较原有的类似窑炉系统减少50％以上。在水泥窑预分解器中，可采用选择性非催化还原技术（SNCR）。该技术是指在水泥窑预分解炉中相应的位置喷入胺基化合物等，利用胺基化合物在800~1100℃的高温条件下还原燃料燃烧产生的NOx。试验表明，在温度900℃左右位置，喷入25%氨水后，可将水泥窑中的NOx排放量控制至<140mg/m3以下，更重要的是该技术工艺简单，对水泥窑系统的改造很小，降氮效果显著。分级燃烧技术，即在分解炉中通过调整燃料与三次风的燃烧次序和匹配关系，使分解炉中部分燃烧区域处于弱还原燃烧的环境，通过高温下发生还原反应来降低分解炉燃料中NOx的形成，并还原一部分在窑内已经形成的热力型NOx。试验结果表明，NOx的减排量可以达到30~50%。由于需要对分解炉进行改造，因而该工艺前期投入相对较高，而且业内普遍认为分解炉的容量至少要在1200m3以上。通过对选择性非催化还原（SNCR）与分级燃烧两种降氮技术在水泥窑炉中应用的经济效果分析可知，SNCR技术初期投入较少，但是后期的运行成本极大，而且会产生二次污染，不利于企业的长期发展；而分级燃烧，可使用部分污泥作为燃料，既可以降低煤的消耗，又能够为社会处理大量的污泥，具有极大的社会价值。