[大PK]高翔:SNCR能滿足水泥脫硝新標(biāo)準(zhǔn)要求 進(jìn)一步提升堪憂

中國水泥網(wǎng)信息中心 方運田 · 2013-09-22 13:40 留言

  我國是世界水泥生產(chǎn)大國,2012年我國水泥產(chǎn)量22.1億噸,占世界水泥產(chǎn)量的一半以上;水泥生產(chǎn)過程中每年排放NOx約190萬噸,約占全國工業(yè)排放量的10%~12%,是繼火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大NOx排放源。同時,“十二五”期間,NOx的排放首次被列入約束性指標(biāo)體系。國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃提出“新型干法水泥窯要進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造,新建水泥生產(chǎn)線要安裝效率不低于60%的脫硝設(shè)施”。因此,開展水泥行業(yè)NOx排放控制勢在必行。

  水泥脫硝標(biāo)準(zhǔn)合理 有進(jìn)一步提高可能性

  《水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿中,提出NOx排放標(biāo)準(zhǔn)由800mg/m3降低到現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線NOx排放限值要降至450mg/Nm3,新建水泥生產(chǎn)線要低于320mg/Nm3的標(biāo)準(zhǔn)。國家環(huán)境保護(hù)燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任高翔接受中國水泥網(wǎng)記者采訪時表示,《水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》的修訂與我國環(huán)境污染現(xiàn)狀和環(huán)境質(zhì)量要求是相適應(yīng)的。

  新標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿中排放限值的確定,一般基于二方面考慮,一方面是環(huán)境空氣污染物的濃度,即環(huán)境容量,點源污染物的排放對其產(chǎn)生率的影響,這是主要的因素;其次是根據(jù)目前的減排技術(shù)可達(dá)到的水平,提出標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的時間性。新標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高了NOx排放控制要求,對于水泥行業(yè)大氣污染物減排和改善環(huán)境質(zhì)量都具有非常重要意義。

  水泥行業(yè)NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂,將對當(dāng)前大氣污染治理有積極的作用,并將促進(jìn)我國水泥行業(yè)脫硝技術(shù)的發(fā)展。然而,也要注意到與當(dāng)前的火電廠的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)相比(100mg/Nm3),水泥行業(yè)的NOx排放值是偏高的。他認(rèn)為,隨著水泥脫硝技術(shù)水平的提高以及成本的降低,水泥行業(yè)的NOx排放值還有下降的可能。

  SNCR能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求 進(jìn)一步提升堪憂

  要適應(yīng)即將出臺的新標(biāo)準(zhǔn)中更嚴(yán)排放要求,現(xiàn)有水泥企業(yè)必然要進(jìn)行相關(guān)脫硝技術(shù)改造,而當(dāng)前行業(yè)中關(guān)于低氮燃燒、選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術(shù)選擇上一直爭論不休。高翔表示,低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)是目前水泥行業(yè)脫硝應(yīng)用最廣的兩項技術(shù),各有各的特點,一般結(jié)合使用。

  通常業(yè)界將能降低NOx生成的噴煤管為低氮燃燒器,根據(jù)NOx的生成機(jī)理,主要通過采用空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)和低氮燃燒器等方法降低煤粉燃燒過程中NOx的生成量。SNCR脫硝技術(shù)是一種不使用催化劑,在850~1100℃溫度范圍內(nèi)還原NOx的方法,最常使用的還原劑為氨和尿素。

  據(jù)高翔介紹,低氮燃燒和SNCR脫硝裝置相對簡單,投資、運行費用較低,是經(jīng)濟(jì)、有效的脫硝技術(shù)。目前應(yīng)用較多、相對成熟的治理措施也是采用低氮燃燒技術(shù)和選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR),脫硝效率更高的選擇性催化還原技術(shù)(SCR)還在進(jìn)一步示范完善中。

  在水泥脫硝中,低氮燃燒大約可降低30%的NOx排放量,相應(yīng)NOx排放濃度可控制在500~800 mg/m3;SNCR脫硝效率約為40%~60%,NOx排放濃度可控制在300~500 mg/m3。SNCR脫硝技術(shù)是目前水泥行業(yè)脫硝的首選,尤其對于工藝改造難度大或不具備改造條件的現(xiàn)有企業(yè)來說,應(yīng)優(yōu)先考慮采取SNCR脫硝技術(shù);而對于新建企業(yè),則需要采取低氮燃燒技術(shù)和SNCR脫硝技術(shù)相結(jié)合的措施,以滿足更嚴(yán)格的NOx排放限值要求。

  從環(huán)境保護(hù)部2013年24號文公布的數(shù)據(jù)中顯示,全國投運水泥生產(chǎn)線脫硝設(shè)施清單我國已建成投運水泥熟料生產(chǎn)線脫硝設(shè)施148臺,熟料年生產(chǎn)能力1.57億噸(約占全國水泥生產(chǎn)能力的7.1%);已投運的脫硝設(shè)施中僅有1臺采用氧化吸收法(紹興兆山),其余全部采用SNCR脫硝技術(shù)。SNCR脫硝技術(shù)結(jié)合低氮燃燒技術(shù)完全可以實現(xiàn)新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

  盡管SNCR脫硝技術(shù)完全可以實現(xiàn)新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,但由于SNCR脫硝技術(shù)存在氨逃逸的臭味擾民問題,以及上游合成氨生產(chǎn)的高能耗、增加氨氮排放等問題,各方對該技術(shù)的一直爭論不休。

  對此,高翔表示,當(dāng)前SNCR脫硝技術(shù)使用的問題均可以通過運行管理措施以及必要的技術(shù)手段得到解決。需要注意的是,隨著水泥脫硝標(biāo)準(zhǔn)提高,SNCR脫硝技術(shù)將很難達(dá)到更高的效率,同時氨的耗量會成倍增加,二次污染加劇,因此他建議加快水泥行業(yè)SCR脫硝技術(shù)的研究,同時積極尋找適合水泥窯爐特定運行環(huán)境的高效脫硝新技術(shù)。

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  為適應(yīng)未來標(biāo)準(zhǔn)提升需求 新技術(shù)亟需研發(fā)

  選擇性催化還原法(SCR)是是目前火電行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的高效NOx治理技術(shù),該技術(shù)NOx去除效率可達(dá)70~90%,甚至更高,排放濃度可控制在100~200 mg/m3,甚至100 mg/Nm3以下。SCR技術(shù)中要用到催化劑,由于水泥窯尾廢氣粉塵濃度高,且含有堿金屬,易使催化劑磨損、堵塞和中毒,因此,需要采用可靠的清灰技術(shù)以及開發(fā)適合水泥窯爐煙氣特性的新型催化劑。

  水泥窯SCR脫硝技術(shù)在國外已有成功的應(yīng)用案例。德國Solnhofen水泥廠、意大利Monselice水泥廠和Calavino水泥廠分別在2001年、2006年、2007年分別安裝SCR脫硝裝置,脫硝效率在85%以上,長期運行穩(wěn)定。國內(nèi)適用于水泥窯SCR的催化劑配方及成型等工藝技術(shù)正在發(fā)展完善中,尚沒有水泥窯SCR脫硝應(yīng)用案例。未來,高翔認(rèn)為隨著水泥窯SCR脫硝技術(shù)的成熟及環(huán)保要求的進(jìn)一步提高,可能需采用SCR脫硝技術(shù)或者SNCR-SCR聯(lián)合脫硝技術(shù),以實現(xiàn)更嚴(yán)格的水泥窯爐NOx排放控制要求。

  此外,國內(nèi)外對等離子體/臭氧氧化脫硝技術(shù)也有一定的研究。國外,低溫氧化技術(shù)(LoTOx)的工程應(yīng)用表明該技術(shù)在國外已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。國內(nèi),紹興兆山水泥廠采用氧化吸收法技術(shù),但現(xiàn)階段臭氧的制備費用較高,制約了該技術(shù)的規(guī)?;茝V使用,隨著臭氧發(fā)生裝置的逐步改進(jìn),臭氧氧化同時脫硫脫硝技術(shù)必將會有更加廣泛的應(yīng)用前景。

  大氣污染減排是企業(yè)責(zé)任 企業(yè)脫硝應(yīng)積極應(yīng)對

  當(dāng)前,國內(nèi)水泥行業(yè)當(dāng)前面對的不僅僅是“增速下滑、需求疲軟、價格下跌、利潤縮水”的困境,更需面對我國水泥生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染等嚴(yán)重問題。高翔表示,水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩,利潤低都是現(xiàn)實,但是大氣治理是每個企業(yè)的責(zé)任,無論企業(yè)在發(fā)展的那個階段,都必須作為一個主要任務(wù)來抓。因此,在此次全行業(yè)脫硝進(jìn)展中,建議水泥企業(yè)應(yīng)做到:

  1、無論是宏觀政策導(dǎo)向和行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的外部壓力,還是企業(yè)提升自身競爭力的內(nèi)在需求,節(jié)能降耗已經(jīng)是當(dāng)前行業(yè)最關(guān)心的話題。水泥行業(yè)應(yīng)響應(yīng)國家政策,進(jìn)行行業(yè)重整,淘汰高能耗、低產(chǎn)能的水泥廠,做強(qiáng)一些技術(shù)好、能耗低的水泥廠。水泥行業(yè)能耗占全國建材行業(yè)總能耗的75%左右,是高能耗工業(yè),其消耗的煤炭占全國煤炭總消費量的15%左右,因此水泥行業(yè)節(jié)能降耗工作的進(jìn)展,不僅對行業(yè)自身的發(fā)展有重要意義,而且對國家節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)也將起到非常重要的作用。

  2、目前水泥行業(yè)節(jié)能減排主要通過以下技術(shù)實現(xiàn):①綜合利用工業(yè)廢渣;②大量采用替代燃料和替代原料(城市生活垃圾、固體廢棄物);③余熱發(fā)電;④利用預(yù)粉磨技術(shù)和助磨劑來降低水泥粉磨電耗。

  3、在脫硝過程中,脫硝會增加企業(yè)投資、能源消耗、生產(chǎn)運營成本,還可能產(chǎn)生二次污染。當(dāng)前,在水泥產(chǎn)能過剩、效益下滑之際,水泥企業(yè)期盼國家能出臺相關(guān)脫硝補(bǔ)償政策或激勵機(jī)制。當(dāng)然,企業(yè)也應(yīng)加強(qiáng)對脫硝裝備的安全運行和管理,減少費用,同時優(yōu)化資源和資金配置。

  高翔:國家環(huán)境保護(hù)燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任;“長江學(xué)者”獎勵計劃特聘教授;國家杰出青年科學(xué)基金獲得者;浙江大學(xué)能源工程學(xué)系系副主任。

  更多信息詳見:氮氧化物減排PK專題

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