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氮氧化物、硫化物、粉塵如何治理? 水泥行業(yè)超低排放繞不開的話題

分類:行業(yè)熱點(diǎn) > 大氣防治    發(fā)布時(shí)間:2018年6月29日 11:04    作者: 來源:中國(guó)水泥網(wǎng)     文章來源:北極星固廢網(wǎng)

今年5月,成都發(fā)布《成都市2018年大氣污染防治工作行動(dòng)方案》,鼓勵(lì)水泥、平板玻璃、鋼鐵、磚瓦窯等行業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放,至此國(guó)內(nèi)要求或鼓勵(lì)水泥行業(yè)超低排放的省市再增一個(gè)。一個(gè)月后,16名院士聯(lián)名建議參照煤電排放標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)熱力、鋼鐵、水泥等行業(yè)的特點(diǎn)逐步制定嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn),預(yù)示著水泥行業(yè)推行超低排放將是大勢(shì)所趨。

近十年來,隨著新型干法水泥工藝在國(guó)內(nèi)的大規(guī)模推廣,水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平逐步實(shí)現(xiàn)與世界先進(jìn)水平接軌,某些領(lǐng)域甚至達(dá)到了引領(lǐng)地位。在環(huán)保方面,水泥工業(yè)也一改過往立窯時(shí)代的臟亂差形象,花園式工廠層出不窮。特別是新的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來,水泥行業(yè)污染物治理更上一層樓。

然而,即便如此,在環(huán)境治理日益嚴(yán)格的今天,水泥行業(yè)污染物治理仍然是工業(yè)領(lǐng)域繞不開的話題。與此同時(shí),作為加速落后產(chǎn)能淘汰的重要手段,在各省市限期推進(jìn)超低排放的背景下,水泥工業(yè)無疑正面臨前所未有的環(huán)保治理壓力,傳統(tǒng)三大污染(氮氧化物、硫化物、粉塵)如何進(jìn)一步減排成為當(dāng)前行業(yè)亟待回答的問題。

作為參加生態(tài)環(huán)境部水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)的唯一裝備行業(yè)代表,南京三維絲環(huán)保工程有限公司董事陳學(xué)功日前接受了中國(guó)水泥網(wǎng)專訪,就水泥行業(yè)超低排放問題談了自己的看法。陳學(xué)功認(rèn)為,從當(dāng)前的行業(yè)技術(shù)水平來看,水泥行業(yè)粉塵、硫化物治理技術(shù)相對(duì)成熟,氮氧化物要實(shí)現(xiàn)超低排放則難度較大。


南京三維絲環(huán)保工程有限公司董事陳學(xué)功

粉塵治理:除塵技改+智能巡檢

根據(jù)現(xiàn)有省市公布的超低排放標(biāo)準(zhǔn),水泥工業(yè)粉塵排放需要控制在10mg/m3甚至5mg/m3水平。對(duì)此,陳學(xué)功認(rèn)為,無論是上述哪個(gè)指標(biāo),對(duì)于現(xiàn)在的水泥行業(yè)而言均是可以實(shí)現(xiàn)的,并且投資不會(huì)太大,但需從三個(gè)方面入手。

1、對(duì)原有除塵器的過濾風(fēng)速和過濾面積做權(quán)威的技術(shù)評(píng)估和改造。根據(jù)水泥廠工況需要,對(duì)除塵器進(jìn)行改造,例如增加除塵室、增加除塵器高度等。在過濾面積和濾料選擇方面做出適當(dāng)調(diào)整,基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)粉塵排放的超低控制。

2、注重?zé)o組織排放,比如裝車機(jī)以及運(yùn)輸環(huán)節(jié)等等。相比于窯頭、窯尾部位的粉塵排放控制,裝車和包裝環(huán)節(jié)粉塵治理較為困難,不過目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了不少新技術(shù),對(duì)于解決水泥廠粉塵無組織排放問題效果明顯。

3、電改袋是必然趨勢(shì)。電除塵在技術(shù)改造之后也能滿足超低排放要求,但是相比于袋除塵事故率更高,維修更加困難。過去存在窗口檢修時(shí)間的情況下,電除塵故障對(duì)水泥廠影響有限,然而在現(xiàn)今環(huán)保要求不斷加大背景下,窗口檢修時(shí)間已經(jīng)基本成為過去式,水泥廠需要更加可靠,維護(hù)更加方便快速的除塵設(shè)備,相比之下袋除塵優(yōu)勢(shì)尤為明顯。

陳學(xué)功認(rèn)為,水泥工業(yè)粉塵治理最終還是要走智能化巡檢之路,通過智能化程度較高的袋除塵器,在大幅度降低粉塵排放的同時(shí),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制,實(shí)時(shí)在線更換濾袋,保證粉塵長(zhǎng)期穩(wěn)定超低排放。

硫化物:因地制宜高效控制

相比于粉塵排放治理這一全行業(yè)普遍存在的問題,硫化物治理的關(guān)注度要低很多。主要原因在于,水泥廠工藝系統(tǒng)本身就具備脫硫氛圍,石灰石細(xì)粉在溫度、濕度和停留時(shí)間滿足的情況下能夠很好的脫除水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫化物,正因如此,全國(guó)50%以上的水泥企業(yè)并不存在硫化物控制問題。

剩余近一半水泥企業(yè)面臨的硫化物治理問題主要原因在于原燃料的制約。陳學(xué)功表示,石灰石中硫化鐵含量影響水泥廠硫化物排放量的關(guān)鍵因素之一。通常情況下礦石中硫化鐵含量超過0.3%,水泥廠尾排硫化物濃度就會(huì)出現(xiàn)大幅度增加,企業(yè)就需要加裝脫硫裝置。當(dāng)然除礦石以外,煤炭中硫含量也是一大因素。

針對(duì)水泥廠硫化物治理,陳學(xué)功提出了兩個(gè)方案。

其一,對(duì)于生料立磨開啟時(shí)硫化物排放不超標(biāo),生料磨停機(jī)硫化物排放超標(biāo)的水泥廠,建議加裝簡(jiǎn)單的氨法脫硫,僅僅數(shù)十萬元的投資就能解決水泥廠硫化物控制問題。

其二,針對(duì)生料磨無論開啟與停機(jī)硫化物排放均超標(biāo)的情況,水泥廠需要安裝專門的濕法脫硫系統(tǒng)。相比于之下,一次性投資較高,以5000t/d生產(chǎn)線為例,一次性投資可高達(dá)2000多萬元,但好處在于可以根本上解決水泥廠硫化物排放超標(biāo)問題,并且運(yùn)行穩(wěn)定。

陳學(xué)功同時(shí)也表示,上述兩種方案也是當(dāng)前南京三維絲正在重點(diǎn)推行的水泥廠脫硫技術(shù)方案,已經(jīng)在國(guó)內(nèi)眾多水泥廠得到實(shí)際應(yīng)用,根本上解決了水泥廠由于原燃料問題帶來的硫化物排放超標(biāo)問題。

氮氧化物:阻力較大任重而道遠(yuǎn)

相比于粉塵和硫化物治理,氮氧化物排放治理可謂當(dāng)前水泥行業(yè)大氣污染物減排面臨的最大難題。

目前,國(guó)內(nèi)脫硝技術(shù)方案可以分為兩大類,一是過程控制(即:低氮燃燒,分級(jí)燃燒等改造方案),二是末端治理,主要包括SNCR和SCR,在實(shí)際應(yīng)用中部分企業(yè)也采用了過程控制加SNCR脫硝的模式,取得了良好的效果,但是要實(shí)現(xiàn)超低排放要求,SCR脫硝更具可行性也更具潛力。

但是,目前SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)應(yīng)用面臨兩大難題,其一是粉塵濃度高,導(dǎo)致催化劑堵塞,嚴(yán)重影響使用壽命并帶來催化劑中毒風(fēng)險(xiǎn);其二是對(duì)溫度要求較高,需要將催化還原溫度穩(wěn)定在280度以上才能發(fā)揮SCR技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

基于上述兩個(gè)問題,陳學(xué)功提出了兩個(gè)技術(shù)方案。

其一,在C1出口加裝高溫電除塵器,通過電除塵器降低粉塵含量,將70-75%大顆粒粉塵去除,然后進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng),如此能夠有效保護(hù)催化劑并且保證SCR脫硝效率。但此種方案面臨一些問題,一方面我國(guó)現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線位置緊湊,采用此方案需要加裝電除塵和SCR反應(yīng)器,并且鋪設(shè)新的管道,部分水泥企業(yè)可能沒有空間做如此大規(guī)模的技術(shù)改造;另一方面,水泥廠一次性投資較大,根據(jù)陳學(xué)功的測(cè)算,5000t/d生產(chǎn)線加裝電除塵和SCR脫硝裝置一次性投資高達(dá)4000萬左右,同時(shí)還會(huì)帶來電耗增加,導(dǎo)致窯尾風(fēng)機(jī)和變頻器改造,可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身,對(duì)水泥廠工況影響較大。

其二,在窯尾除塵器后面加裝SCR脫硝裝置,如此也能保證對(duì)催化劑的保護(hù),但是因?yàn)楦G尾溫度較低,一般在80-100度,因此需要對(duì)煙氣溫度進(jìn)行升溫。即便是考慮到采用低溫催化劑的使用,也至少應(yīng)該保證溫度達(dá)到180度以上。這一做法會(huì)增加補(bǔ)熱裝備,同時(shí)也要對(duì)窯尾風(fēng)機(jī)和變頻器進(jìn)行改造,并且對(duì)水泥廠余熱利用帶來不利影響。

總體而言,兩種技術(shù)方案在特定情況下都可以實(shí)現(xiàn),并且在國(guó)外也有相關(guān)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),但是國(guó)內(nèi)目前還沒有成熟案例。另外,值得一提的是,催化劑每立方價(jià)格在2萬元左右,水泥企業(yè)采用SCR脫硝還要面臨催化劑成本問題。

綜上所述,陳學(xué)功認(rèn)為,國(guó)內(nèi)水泥廠工況條件不盡相同,內(nèi)部管理差異較大,導(dǎo)致煙氣排放情況因廠而異,因此在超低排放治理中,水泥廠應(yīng)該做到量身定制,一廠一方案,如此才能用最低的成本達(dá)到最好的減排效果。

最后陳學(xué)功還指出,除三大污染(粉塵、硫化物、氮氧化物)以外,水泥企業(yè)還應(yīng)在噪音治理、水污染治理、汞及其化合物減排等方面引起重視。雖然這些污染問題在多數(shù)水泥廠并不嚴(yán)重,但從全社會(huì)發(fā)展的角度而言,為了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,為了數(shù)以億計(jì)的國(guó)人身體健康,包括水泥廠在內(nèi)的社會(huì)各界,應(yīng)該對(duì)多種污染物協(xié)同治理問題引起足夠的重視。


 來源:中國(guó)水泥網(wǎng)  

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