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[原创]低投资 高效率 低氨脱硝为水泥行业减“氮”带来出路

2018/07/24 中国水泥网信息中心 北京 2

在水泥行业传统三大污染物的治理中,氮氧化物因其超低排放技术难度要求高,且目前没有成熟的示范线可供参考,因而成为当前水泥企业关注的焦点。......

  当前,水泥行业仍施行《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)大气污染物排放标准,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物三项污染物排放指标分别为30mg/m3、200 mg/m3和400 mg/m3,重点区域执行20mg/m3、100 mg/m3和320mg/m3标准,部分地区因地方差异有所不同。

  但是,近年来随着国家及地方政府环保政策的进一步收紧,多省市连续出台水泥工业大气污染物特别排放值实施计划,要求1-2年内水泥行业全部完成超低排放改造,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度要分别不高于10 mg/m3、50 mg/m3、100 mg/m3。需要指出的是,在当前的环保形势下,水泥企业降低污染物排放已经不仅仅是提升自身竞争力的需要,在淘汰落后产能的进程中,环保水平正在成为事关企业生存与发展大计的关键指标。

  在水泥行业传统三大污染物的治理中,氮氧化物因其超低排放技术难度要求高,且目前没有成熟的示范线可供参考,因而成为当前水泥企业关注的焦点。对此,北京绿岩环保科技有限责任公司总工程师孙晋国也指出,在氮氧化物减排领域,现有主要技术包括SCR、SNCR、分级燃烧、低氨脱硝这四种方式,但是基于不同企业生产线工况条件的差异,以及上述四种脱硝方式本身的不同优势,水泥企业要选择一条符合自身的氮氧化物脱除技术并不容易。

  为此,孙晋国还对上述四种降低氮氧化物排放的技术方案做了详细对比:

  SCR(选择性催化还原技术):该技术以氨水或尿素为脱硝剂,在吸收塔内的催化剂作用下作催化选择吸收,脱硝率可达80%-90%,但该技术建设成本高,企业在改造时资金投入巨大,其一次性投资和运行成本大约在SNCR的两倍以上。此外,对已建有余热发电的窑尾系统来说,在空间布置上也较困难,增加的系统阻力较大、电耗较高。孙晋国还表示,SCR的核心技术是催化剂,SCR的温度窗口一般在250~450 ℃之间,若温度变化可能会使催化剂改变,造成新的污染。

  SNCR(选择性非催化还原技术):这是目前水泥行业主推的脱硝手段,尽管相对于SCR而言具有一次性投资较小、占用空间较小的优点,但脱硝率较低,一般为50%-80%。并且后期运行成本较高,氨水作为脱硝剂消耗量巨大,其氨水成本甚至可使水泥吨熟料成本上升3-5块。若氨水使用不当还可能会造成水泥生产线氨逃逸超标,造成二次污染。

  分级燃烧:该技术是指通过多点供煤、多点供风,避免局部高温来降低分解炉内产生的氮氧化物。尽管分级燃烧技术投入成本不高,但水泥生产线氮氧化物90%左右产生在回转窑,分解炉内只占10%,所以分级燃烧对于降低水泥生产线整体的氮氧化物效果不突出,脱硝率较低。

  低氨脱硝:具体方案是将四级下料管的单管下料改为双管下料,燃烧器下移,三次风管上移,采用分解炉高强还原燃烧控制技术和窑头窑尾用煤量优化控制技术,使煤粉在分解炉内全部分解,形成大量的还原剂,将窑内产生的热力型NOX强力还原成N2。从而大幅度减少窑尾烟气的NOX含量,达到脱硝的目的,脱硝效率可达到60%以上,结合现有SNCR脱硝设施,在投入极少改造资金的情况下,可以使水泥企业氮氧化物排放量实现超低排放要求。

  综合来看,孙晋国认为,基于当前水泥行业现状,低氨脱硝技术可能更适合国内水泥企业降低氮氧化物排放的需要。

  孙晋国介绍到,北京绿岩环保引进国外最新的技术和理念,结合我国当前水泥生产线实况,研究出先进的低氨脱硝改造技术。该技术能有效解决回转窑内氮氧化物排放,不仅能达到国内氮氧化物排放标准,甚至能实现超低排放,且投入成本低,回收周期短,一般在3-6个月,没有后期维护费用,减轻水泥企业的资金压力。

  以河南宝丰大地水泥为例,其5000t/d生产线技改前氮氧化物排放为260-280mg/m3,氨水每小时使用量为1300升-1500升。北京绿岩环保对该生产线进行全面调研并进行低氨脱硝改造后,氮氧化物排放稳定在70-80mg/m3,氨水使用量减少到每小时700-800升。大大减少氨水使用量,降低氮氧化物排放,帮助企业实现了氮氧化物减排目标。

  除此外,北京绿岩环保凭借其突出的低氨脱硝技术与完善的售前售后服务,与内蒙古君正化工水泥有限责任公司、宁夏胜金水泥有限责任公司、金隅冀东永吉水泥有限公司、山西桃园东义水泥有限公司、涞水金隅冀东水泥有限公司等国内近20家水泥企业展开合作,并获得一致好评。

  当前,我国水泥行业环保指标日益严苛,企业环保压力增大,孙晋国表示,北京绿岩将承担起环保企业的社会责任,在目前的低氨脱硝技术上进行研发和改造,为持续降低水泥企业氮氧化物排放而不懈努力。

  水泥行业氮氧化物、颗粒物等减排难度大、成本高,寻找一条可行的技术路径使氮氧化物、颗粒物及二氧化硫减排技术排放指标满足超低排放要求迫在眉睫。为此,中国水泥网于2018年8月9日-10日在河南郑州召开“2018中国水泥行业超洁净排放研讨会”,诚邀政府主管领导、技术专家、科研单位等共聚一堂,探讨更高效,更经济的水泥行业超低排放实施方案,进而实现超低排放,推动行业绿色可持续发展。届时北京绿岩环保又将带来怎样的精彩分享?让我们拭目以待。

(责任编辑:周程)

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