2020年6月，河南省发布《关于印发河南省水泥行业超低排放改造实施方案的通知》，要求颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m³、35mg/m³、100mg/m³。文中明确提到，水泥厂烟气处理宜采取包括热碳催化还原在内的一种或多种组合脱硝技术。
另外，安徽省《水泥工业大气污染物排放标准》出台之后，相关负责人在解读中也指出，热碳催化还原复合脱硝技术等技术方案均能稳定达到《标准》要求，水泥工业企业提标改造技术已经成熟……
氮氧化物是水泥工业大气污染治理的关键难点，热碳催化还原复合脱硝技术之所以能够得到地方政府认可，得益于其极高的脱硝效率及稳定的运行工况。
“在河南省某水泥企业设计产能3200t/d生产线中，热碳催化还原复合脱硝技术实现了连续近40个月NOx稳定排放50mg/m³以下；实际控制值15-40mg/m³，同时氨逃逸不超过6mg/m³，经过多种方法进行监测后，氨逃逸仍长期处于3mg/m³以下；在能耗方面，吨熟料实物煤耗降低2kg以上，实际产量也逐年优化至4400t/d左右。” 天津朝阳环保科技集团有限公司（以下简称”朝阳集团“）董事长杨沛森表示。
天津朝阳环保科技集团有限公司董事长杨沛森
然而，就是这样一项业内认可度极高的脱硝技术，在数年前却鲜有人知。
“心之所向 素履以往”——无畏的开拓者
早在2013年《水泥工业大气污染物排放标准（GB4915-2013）》公布实施之后，业内有识之士就明确指出，随着国内环保政策的不断加码以及民众环境意识的觉醒，在煤炭、钢铁等行业逐步推进并实施超低排放之后，水泥行业超低排放也随之到来，而作为水泥行业三大污染物减排难度最大的一环，氮氧化物治理将成为关键的拦路虎。
彼时，志在通过技术革新实现环保梦想的杨沛森也意识到了水泥行业氮氧化物治理的重要性。
2014年，杨沛森着手创立天津朝阳环保科技集团有限公司，并与国家二级教授，天津大学、郑州大学博士生导师杨久俊等专家组成联合开发团队，开展热碳催化还原复合脱硝技术研发工作，力图为水泥行业寻找到一套高效、经济、环保的污染物治理技术方案。
时间来到2016年6月19日，由天津朝阳环保科技集团有限公司和天津城建大学等单位共同完成的《水泥厂热碳催化还原脱硝技术及应用》顺利通过专家评审，这是热碳催化还原技术作为一种新型水泥行业脱硝技术方案首次出现在多数业内人士视野中。
相关资料显示，该技术在分解炉内形成还原燃烧区，将原分解炉用煤（添加适当的催化改性材料）均匀喷射至该区域内，使其贫氧燃烧以便产生 CO等还原性气体，与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。
热碳催化还原技术具备三大特点：1、可以大幅降低氨水用量，并提高煤的燃烧效率，节约耗煤；2、可为用户节约大量的环保税；3、该技术所采用的催化剂主要为硅铝酸盐矿物，脱硝后融入水泥熟料实现水泥企业的产量微增。
在随后的数年时间中，热碳催化还原脱硝技术不断改进技术方案，通过优化工艺改造结构和优化催化剂配方等方式，将脱硝效率从最初的55%-70%大幅提升至95%以上，进而全面满足了当前水泥行业NOx超低排放要求。
2018年6月，朝阳集团在河南省完成了全国首例水泥生产线（稳定运行情况下）氮氧化物排放低于50mg/m³且氨排放低于3mg/m³（可经受现有全部检测方法验证）的非SCR脱硝改造。
杨沛森在项目施工现场
正如“罗马不是一天建成的”，作为一项对于水泥行业而言曾经极为“陌生”的脱硝方案，热碳催化还原脱硝技术一路走来也充满挑战。
“最大的挑战来自于两个方面，一个是组建一支具有共同愿景和价值观的研发团队，一个是让行业接受和认可热碳催化还原这一全新的技术路线”回顾过去几年的峥嵘历程，杨沛森有感而发。
为此，杨沛森在朝阳成立之初便为其烙上了明确而清晰的人文印记，即“致力于呵护人类美好生活环境”，通过实际行动为社会创造价值，作出贡献，并以此为出发点，构建了属于朝阳集团自己的核心价值观：以激情、忠诚、自律、责任为立身之本； 以仁爱、诚信、务实、共赢为兴业之基；以包融、高效、创新、卓越为强盛之道。将此充分落实在朝阳的每一处角落。朝阳的核心价值观为朝阳聚拢了一批“志同道合”之士。
“一开始我们也曾经考虑过去做在电力行业应用已经比较成熟的SCR脱硝技术，但什么是“致力于呵护人类美好生活环境”？就是真正达到资源有效利用，针对污染，预防为主，治理为辅。逐步实现低成本环保，无成本环保，盈利性环保的三级跳跃，这是朝阳真正的价值所在，也是我选择进入这一行业的原因”。提起创业初衷，杨沛森略显激动。在集合了一群有着共同理想并充满激情的“朝阳人”后，杨沛森和他的团队开始了艰难的开拓之旅。从实验室到初试，从中试到工厂实验再到成套项目全面落地，得益于热碳催化还原技术完全有别于传统脱硝技术的显著优势，天津朝阳环保也逐步获得了业内企业的广泛认同。”
杨沛森：“我们目前已经完成了7个一体化脱硝项目，并且和包括中联水泥在内的多家水泥企业建立了合作关系”。
“心无旁骛,行之以专” ——技术的专注者
“虽然从工作职责来说，我是企业的负责人，但我更喜欢别人将我看成一个技术员”。杨沛森笑着说。
作为一家立志通过技术革新呵护地球美好环境的环保服务企业，“技术流”是朝阳集团一个极为显著的特征。
“我们要把技术做到极致，把脱硝做到极致。技术一直是朝阳保持活力的生命之泉”，杨沛森表示，“目前，在热碳催化还原脱硝技术的基础上，我们的尾端超净化再循环系统（ACCR）也即将正式面世，该系统将较为完善的解决行业面对的难题。”每年朝阳集团都会将6%的营业额直接投入到技术研发方面，在朝阳集团未来五年发展规划中，朝阳将投资1亿元用于升级实验室实验装备，进一步改善技术研发条件。
如今的朝阳集团已形成了由博导、教授领军，博士、硕士为骨干的多学科背景的综合研发与管理团队，致力于为用户提供高质量全生命周期的环保解决方案。
同时，朝阳集团持有多项环保技术发明专利，与天津市建筑垃圾与燃煤废弃物利用技术工程中心等科研机构及天津大学、天津城建大学、郑州大学等大学院校一直保持着长期密切的合作关系，持续推进技术方案研发工作。
正是得益于对技术研发工作的重视，热碳催化还原技术在实际应用过程中，彰显出众多不同于以往脱硝方案的优良特性，从实际践行着“人无我有，人有我优”的核心技术理念。
热碳催化还原复合脱硝技术在某水泥厂应用
当前，国内涌现出不少脱硝技术方案，部分技术虽然能够使氮氧化物排放量短时间内达到超低排放要求，但是却难以实现长期稳定运行，同时还可能造成大量的氨逃逸问题，不仅浪费资源，还带来更严重的次生环境问题。
杨沛森说：“从本质上讲，氨水的生产本身就是一种高耗能行业，因此水泥生产线脱硝过程中要尽可能的减少污染物的产生、减少氨水的用量，降低氨逃逸量，另外，氨也是导致雾霾等环境问题的罪魁祸首，工业脱硝过程中的氨逃逸则是我国大气环境中氨来源的重要途径之一”。环保治理的本质是解决污染问题，而不是污染的转移，这也是朝阳集团极力推动热碳催化还原脱硝技术研发与推广应用的重要原因。并且，除了低成本、高效率、低氨逃逸这些明显优势以外，热碳催化还原还能够大幅度降低水泥厂的一氧化碳排放量，降低煤炭用量。
据杨沛森介绍，当前国内水泥企业一氧化碳排放量极为巨大，由于各个水泥厂在原燃料、工况以及操作等方面存在差异，排放浓度普遍能够达到600-2000mg/m³，在一些超产严重的水泥生产线，一氧化碳排放量甚至可能高达5000mg/m³以上，造成严重的燃料浪费，而通过热碳催化还原技术，稍加优化控制就可以一举将水泥厂一氧化碳排放浓度降低到200mg/m³以下。
另外，有消息称，一些地方政府已经在着手制定水泥厂一氧化碳排放浓度标准，要求控制到300mg/m³以下，如若实施，对于水泥行业而言，又将是一大挑战。
“砥砺前行 笃行远方”——梦想的追逐者
12月3日，工信部印发了《“十四五”工业绿色发展规划》的通知。明确要求，2025年水泥产品单耗达到世界先进水平、严控水泥煤炭消费、开展水泥窑高比例燃料替代、鼓励氢能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在水泥行业应用，稳步实施水泥超低排放改造。
事实上，从《水泥工业大气污染物排放标准》正式发布开始，我国水泥工业的三大污染物排放标准就已经实现与国际接轨，到2016年超低排放一词被引入水泥行业，并逐步被业内所重视；至2020年，生态环境部下发《关于在疫情防控常态化前提下积极服务落实“六保”任务坚决打赢打好污染防治攻坚战的意见》，第一次明确提出水泥超低排放的要求。近年来，水泥行业超低排放、绿色环保的步伐不断加快。
在此形势下，各地水泥工业大气污染排放标准逐步收紧，多数省市颗粒物、二氧化硫、氮氧化物已严控至10mg/m³、35 mg/m³，100 mg/m³，这一标准已经较欧美及日本等国家的排放标准严格了数倍有余。
如今，伴随着《“十四五”工业绿色发展规划》的出台，“十四五”期间，超低排放有望成为水泥行业标配，由此也将带来巨大的碳氧化物治理空间。
“总体来看，当前国内水泥行业污染物排放标准已经实现与欧美国家接轨，部分实行超低排放的省市，水泥工业大气污染物排放标准已经大幅度严于欧美标准，但是考虑到我国水泥工业巨大的产能体量以及生态环境的承载能力，实行超低排放非常有必要，特别是在一些工业发达，人口稠密的地区更是如此。通过这些年不断试错摸索，目前朝阳的技术已经初步进入了盈利性脱硝的领域，我们正在探索如何将投资回收期缩短至2年乃至1年以内.”，杨沛森表示。
力所能及的致力于呵护人类最美好的生活环境，面对未来严峻的大气环境治理形势，在脱硝领域不断突破技术瓶颈，为民众、为国家、乃至为全人类做出一些贡献，实现企业、社会的和谐发展，是朝阳人的共同愿景。
孟子有云：“穷则独善其身，达则兼济天下”。
朝阳集团的企业愿景更多的是一份责任，一份担当，以技术引领行业发展，以创新驱动产业升级，脚踏实地，仰望星空，一步一个脚印地不断前行。用杨沛森的话来说就是“我们想做一些有价值的事情，有价值的事情就是真正的去攻克一些难题，解决一些实际的问题，用自己所擅长的方式，呵护我们共同的家园.”，这也是朝阳集团一直以来的追求。
