[原创]西矿环保：“尘硫硝”超低排放谁与争锋 环境治理勇挑重任
伴随着环境治理力度的加大，环保产业迎来崭新时期，并日益成为我国经济发展的重要产业。其中不乏有一批技术领先、综合服务能力强、品牌影响力大、具有国际竞争力的环保公司竞相涌现，正在成为环境治理的先锋和领航者，包括深耕环保产业五十余年的西安西矿环保科技有限公司。......
伴随着环境治理力度的加大，环保产业迎来崭新时期，并日益成为我国经济发展的重要产业。其中不乏有一批技术领先、综合服务能力强、品牌影响力大、具有国际竞争力的环保公司竞相涌现，正在成为环境治理的先锋和领航者，包括深耕环保产业五十余年的西安西矿环保科技有限公司（以下简称“西矿环保”）。
大势所趋 西矿成功建设国内水泥行业首套SCR脱硝项目
近年来，随着水泥行业在环保领域的升级发展，排放标准日益提高，但氮氧化物减排问题一直困扰业内，直到2018年10月，国内水泥行业首套SCR脱硝项目成功投运，NOx排放低于50mg/Nm³，标志着水泥行业氮氧化物超低排放迎来了关键里程碑。
据中国水泥网报道，2018年10月14日，河南省登封市磴槽集团宏昌水泥有限公司5000t/d水泥生产线配套的SCR脱硝项目，通过由郑州市环保局主持的专家核查。该项目氮氧化物入口浓度300mg/m³左右，出口排放稳定低于40mg/m³，达到燃煤电厂氮氧化物超低排放标准，远低于河南省郑州市日前对水泥行业规定的100mg/m3排放要求，系统温降小于10℃，系统阻力约1000Pa，均优于设计标准，作为首套示范工程项目，开创了水泥烟气氮氧化物超低排放治理技术的先河。
宏昌水泥如何在环保政策和技术局限的双重压力下，完成经济和绿色的双丰收呢？这背后敢为天下先的“英雄”就是“西矿环保”。
西矿环保董事长兼总经理 陈贵福
“水泥行业未来一定是朝超低排放趋势收严标准的，也许过不了太久国家或地方就会出台水泥氮氧化物排放新的标准。”西矿环保董事长兼总经理陈贵福对中国水泥网记者表示。在水泥窑氮氧化物减排方面，西矿环保作为行业龙头企业之一，早在多年前就开始了相关技术的研究并做了大量的技术方案对比。
“脱除氮氧化物的技术途径很多，但是要达到50mg/m³或者100mg/m³以下，就目前而言，世界上普遍采用的都是SCR技术。其他技术达到150mg/m³已经是极限，若要实现50mg/m³，几乎是不可能的。要么成本高、要么运行费用大，或者不可靠。”陈贵福说。
陈贵福（右）与中国水泥网总经理江勋（左）交流
据了解，相比于粉尘和二氧化硫治理，氮氧化物治理可谓当前水泥行业大气污染物减排面临的最大难题。目前国内脱硝技术方案主要分为两大类，一是过程控制（即：低氮燃烧、分级燃烧等改造方案）；二是末端治理，主要包括SNCR和SCR，在实际应用中也有部分企业采用了过程控制加SNCR脱硝的模式，并宣称取得了良好的效果。
目前国内的水泥厂在用的都是SNCR（选择性非催化还原）脱硝技术，然而其脱硝效率低下，在40%-60%之间，且氨水消耗量巨大，由此带来的弊端---氨逃逸问题不可避免，而氨本身无论是生产还是排放到大气中都会对环境造成污染。
据陈贵福介绍，水泥行业的SNCR、分级燃烧+SNCR等，都要大量的喷氨，氨逃逸超标现象十分普遍，且氨逃逸问题对尾端的余热发电、窑尾除尘器等整个后续设备腐蚀非常严重，极大地影响水泥生产线设备使用寿命。另一个无法忽视的问题是，氨水的使用成本较高，以宏昌水泥为例，一吨氨水市场价700元左右，原来每小时消耗氨水至少1.4吨，SCR改造后氨水每小时使用量不到700公斤，节约一半以上。甚至前端SNCR的氨逃逸量就足够SCR脱硝反应。仅氨水方面一天可节约1万多元，全年节约的氨水费用差不多可以相抵SCR的运行费用。
“实施SCR改造后，比改造前的SNCR喷氨量减少一半以上，但是氮氧化物却从过去300mg/m³降到了现在稳定的50mg/m³以下，减少氨逃逸，避免系统设备腐蚀，既环保又经济。”陈贵福强调。
有意思的是，有消息称，国内北方某省区，冬季氨水用量大增，部分地区甚至出现断货现象，产生水泥行业与农业争氨的情况。氨水“价高无货”或将加速水泥行业的环保改造进程。
河南宏昌水泥高温电除尘+SCR脱硝项目
但在宏昌水泥国内首套SCR脱硝技术成功投运后，业内称赞之余也不乏一些反对声音，譬如SCR投资大、运行费用高，水泥粉尘浓度高易导致催化剂堵塞、中毒等问题。
对此，陈贵福详细解释了西矿环保的解决方案。
首先是SCR的布置区段选择。最好不选择在余热发电后布置，此区段温度较低，在150℃-200℃之间，催化剂的选择性小，且低温催化剂还需要进一步实践考验，存在一定的风险。经过深入比对，西矿环保选择在余热锅炉前的中高温C1出口段布置，采取“高温除尘器+SCR脱硝”技术方案，先降低粉尘浓度，再进行催化还原，有效降低了堵塞、中毒的风险，且粉尘浓度的下降，对后续余热锅炉的发电效率有帮助。
为了防止SCR装置前置后造成的温度损失，西矿环保采取了缩短烟气流程长度、加厚保温材料等措施，宏昌水泥投运后的数据显示，SCR系统进口端310℃时，出口端约300℃，温降在10℃以内，对余热发电影响不大。
其次是除尘器的合理选用。水泥生产线粉尘浓度高，粉尘具有高钙、高碱性，粒径较小，黏性较大，粉尘浓度在100g/m³以上。针对这种工艺状况，西矿环保采取除尘效率高、阻力较小的高温电除尘装置。结果表明，通过高温电除尘，粉尘从100g/m³左右降到了30g/m³以下，使得进入SCR反应器的烟气粉尘浓度大幅降低，相当于燃煤发电锅炉的烟气工况，因此实现对氮氧化物的超低排放显然是有保障的。
第三是催化剂的开发与选型。西矿环保专门与清华大学联合开发了一种中温稀土耦合钒钛催化剂，该催化剂和燃煤电厂SCR使用的催化剂配方不同。电厂一般采用的是21孔蜂窝催化剂，而西矿选用的是专门研发的13孔规格，在保证催化还原效率的基础上最大限度降低堵塞的概率。
“从首台套项目实际运行看，水泥氮氧化物减排采用SCR技术是完全可行的，不但达到稳定超低排放，系统运行也并没有因此增加水泥企业太多的成本，假如扣除节约的氨水量，增加的费用吨熟料不到0.8元，而且增加SCR装置后对减少氨逃逸、避免设备腐蚀都具有重要的改善。”陈贵福补充道。
助力超低排放 尘硫技术并驾齐驱
随着电力超低排放逐渐完成，非电行业烟气治理市场渐行渐近。2018年5月7日，生态环境部印发《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》，旨在推动钢铁行业污染治理，助力打赢蓝天保卫战。
从政策来看，非电行业烟气治理市场将开始爆发。据有关方面预测，钢铁、水泥、平板玻璃、陶瓷等主要非电行业的大气治理市场空间达千亿以上。一边是潜力无限的市场，一边是缺乏成熟的技术路线，非电行业烟气治理将历经怎样的考验？
“从实际工程应用看，包括尘硫硝烟气治理的各个方面，水泥行业执行超低排放已经有技术保障。”陈贵福对中国水泥网记者表示，从电除尘器起步，经过五十余年的发展，西矿环保在引进、消化、吸收德国鲁奇公司技术基础上，通过不断的投入和自主创新，研究开发出各类静电除尘器、布袋除尘器、电袋复合除尘器、转炉煤气HLG干法除尘以及自主开发的SK505尘硫一体化、SCR脱硝等一系列超净技术，可以针对水泥、冶金、电力、化工等不同烟气工况进行系统设计，为客户提供量身定制的环境治理解决方案，全方位满足客户应对国家最新的“超低排放”要求。
柬埔寨马德望海螺窑头电除尘器
河南孟电5000t/d熟料水泥生产线窑尾超净布袋除尘器
华润封开窑头电改电袋除尘器项目
老挝万象红狮水泥窑头电除尘器
其中，SK505脱硫除尘一体化技术在业内得到了广泛使用。据中国水泥网报道，2018年4月1日，广东阳春海螺12000t/d熟料生产线窑尾烟气脱硫系统通过性能考核，成功投运。在线监测数据显示SO2排放浓度最高39mg/m³，平均排放浓度15mg/m³，粉尘排放浓度4.5mg/m³，均优于设计要求，达到超低排放标准；废水处理系统运行稳定，出水清澈，输送至篦冷机蒸发，实现废水零排放。
陈贵福对此补充道，SK505脱硫除尘一体化技术，采用除尘灰作为脱硫剂，脱硫后产生的副产物--石膏，可作为水泥的添加剂继续利用。实现了环保设施运行全过程的自给自足与资源循环再利用。
阳春海螺12000t/d水泥窑尾脱硫EPC工程
阳春海螺脱硫项目的成功投运，为水泥行业脱硫除尘超净治理起到引领示范作用，也标志着西矿环保的SK505技术与水泥生产工艺的完美组合。
当然，任何自信都需要建立在有效的技术保障之上的。在这先进的技术背后，是以陈贵福为主导的一个不断革新的“开发机制”。在技术研发方面，西矿环保积极搭建平台推动技术创新，每年投入大量的科研经费，研究开发市场急需的技术，并对成果实施奖励，激发员工自主创新热情。在人才培养方面，西矿环保不拘一格引进培养专业人才，有些特殊人员的待遇比企业领导还高，企业科技人员占比从过去的20%提高到现在的65%以上，实现从劳动密集型向知识密集型的转变，彻底提高了企业的创新能力。在水泥除尘、脱硫、脱硝方面的核心技术，始终处于行业领先地位。
延伸产业链 实现跨越式发展
今年以来，中央环保督察加码推进，污染防治和生态保护力度不断加大；从“打好蓝天保卫战”到“打赢蓝天保卫战”，一字之差彰显环保政策日趋严苛的必然性。在倒逼水泥行业寻求企业升级改造的同时，也推动着环保行业的快速发展。
“环保设施升级改造对企业而言是一个社会效益大于经济效益的事情，环保产业是政府主导，政策、法规驱动型的产业。”陈贵福强调。
得益于政策红利释放，近年来，全国范围持续推进的生态文明建设正在催生巨量的环保刚性需求。据市场机构统计，“十二五”期间全社会的环保投资合计4.17万亿；“十三五”期间，环保产业投资将突破16万亿元。
但同时需要引起注意的是，传统环保行业迈入成熟期，企业面临业绩和盈利能力增长的压力，如何弥补产业链缺口、降低成本和跨区域发展，横向扩大业务规模，纵向延伸产业链是环保企业未来发展策略的难点。
陈贵福对此也表达了他的忧虑，以电力行业为例，大概三年左右时间，几乎所有的电力燃煤机组都完成了“尘硫硝”超低排放改造。“政策施行后，环保改造的速度是很快的，按目前的环保治理强度，非电大气治理大约维持五年左右的时间。”陈贵福预测。“当水泥、冶金等非电行业治理高峰过后，企业该如何立足环保市场生存？又该朝什么方向发展。这关乎企业生存问题。”陈贵福表示。
正是站在企业长久可持续发展的战略高度，西矿环保在深耕环保烟气治理岛业务后，又开始考虑进军水泥窑协同处置固废、危废等新领域的规划中来。
和垃圾焚烧发电的原理相似，水泥窑协同处置固废也是利用高温处理固废。但和垃圾焚烧发电不同的是，水泥窑协同处置方式直接利用水泥生产线窑炉的高温，将固体废弃物燃烧分解，无需增加末端尾气治理投资。
“当前欧美国家80%以上的水泥窑都兴建有协同处置装置，我国水泥窑协同处置固废起步较晚，但其处置固废的低成本性和彻底性已逐渐得到社会认可，未来很可能成为主流方式”陈贵福说。西矿环保作为水泥行业的环保知名企业，希望与水泥企业一道承担更多的环境治理重任，这一转型不仅基于自身发展战略的考虑，也是践行“净化环境，造福人类”的历史使命。
陈贵福（右）与中国水泥网总经理江勋（左）合影留念
西矿环保将秉承“质量第一，诚信为本”的经营理念，以“一流的技术、一流的产品、一流的服务”与社会各界携手合作，为共同保护人类赖以生存的地球和环境作出应有的贡献。
编辑：周程
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