水泥环保产业脉冲布袋除尘器与脱硫脱硝的未来
时间:2017-05-22 11:43 作者:奥科除尘 点击:

   (1)我国环保产业的发展

  随着我国对环保工作的日益重视,近年来我国环境污染治理投资总额占GDP比重逐步提高,但与西方国家污染治理高峰期以及中国污染治理的实际需要相比,环保投入还相差甚远。按照国际经验,在经济高速增长时期,环保产业投资要达到GDP的3.0%才能有效地控制污染,使环境保护与经济发展相适应。中科院科技政策与管理科学研究所所长王毅提出,要实现我国的环境保护目标,在维持高速经济增长的情况下,关键是要确保环保投入到位。今后10年,若要控制环境污染,改善环境质量,环保投入占GDP比重应提高到2%~3%,力争达到3%,工业污染控制投资占其固定资产投资比例提高到5%~7%。因此,10年之内大致需要投入10万亿元。
  2005年~2012年我国环境污染治理投资总额从2388亿元增长到8253.6亿元,“十一五”以来,国内环保投资逐年增加,对环保产业、GDP增长等方面具有较为显著的拉动作用,《环境保护“十二五”规划》提出,为把“十二五”环境保护目标和任务落到实处,全社会环保投资需求约3.4万亿元,其中,优先实施“主要污染物减排工程”在内的8项环境保护重点工程,投资需求约1.5万亿元。根据《“十二五”节能环保产业发展规划》要求,到2015年,节能环保产业总产值达4.5万亿元,节能环保产业产值年均增长15%以上。为加快提升我国节能环保技术装备和服务水平,布袋式除尘器脱硫脱硝设施建设投资要超过8000亿元,环境服务总产值将达5000亿元。在中欧城镇化伙伴关系高层会议上表示,“十二五”期间,中国环保累计投入将超过5万亿元,“十二五”时期是我国节能环保产业发展难得的历史机遇期,未来节能环保领域的市场潜力巨大。
  近期城市空气污染加剧,大气污染防治成为“十二五”期间环保产业的重中之重,以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出。2012年全国废气中二氧化硫、氮氧化物排放总量分别为2117.6万吨、2337.8万吨,位居世界第一,烟粉尘排放量为1234.3万吨,远超出环境承载能力。由于这些烟粉尘颗粒在大气层处于悬浮状态,形成相对较为稳定的气溶胶,无法重力沉降,所以造成城市天气雾霾,PM2.5污染治理是一个较为复杂的综合性工程。
  未来烟气脱硫脱硝设备市场空间巨大,市场份额将在千亿元以上。根据《水泥工业"十二五"发展规划》对节能减排的要求,水泥行业应着力减少二氧化碳及氮氧化物、二氧化硫等主要污染物排放;新建生产线必须配套建设效率不低于60%的烟气脱硝装置;严格控制粉尘排放,推广减排降噪新技术、新设备。
  (2)水泥环保产业向多元化发展
  水泥行业的技术和规模发展很快,提出了零排放、环境材料和利用可燃废弃物等新概念,从而对环保也提出了新的内涵和要求。众所周知微细粉尘对人体的危害很大,因此解决微细粉尘捕集是除尘行业的一个研究重点,也是达到零排放的前提。此外,不断开发出重量轻、性能稳定、能耗低、适应性强和高寿命的脉冲布袋除尘器设备是环保产业技术进步的要求。  
  环保领域除大气污染控制外还包括水污染的防治、噪声污染防治、固体废弃物的治理和生态环境保护等,而在大气污染控制领域中,除粉尘控制外还有脱硫脱氮、有害气体控制等。目前,我国环保产业已形成了包括环保产品生产、洁净产品生产、环境保护服务、废弃物循环利用、自然生态保护等跨行业、多种经济形式并存的综合性产业,但目前我国对于遏制环境不断恶化的趋势,还没有达到有效的控制和改善。  
  水泥行业环保装备产业的服务目前主要是向用户提供相关产品,这种服务方式将由单一的方式逐步向多元化服务的方向发展。一是采用网络技术,提供实时服务。二是提供环境保护服务,即生产企业将生产过程中的环保工作交给环保企业承担,这就形成了环保服务产业。三是参与环保投资,环保企业可直接参与建设项目的环保投资(包括提供产品、管理、运行和服务)。
  (3)关于袋式除尘设备
  袋式除尘设备目前在水泥工业广泛应用,具有处理量大,效率高,稳定性好,水泥回收率高等特点,符合国家节能减排的产业政策,属于国家发改委重点鼓励发展的环保装备要求。与静电除尘器相比,袋式除尘技术具有粉尘排放浓度低、节水等优点。根据《水泥行业准入条件》,新建水泥(熟料)项目要采用先进成熟、节能环保型技术装备,严格执行环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用的环境保护“三同时”制度。工信部于2010年11月印发的《关于水泥工业节能减排的指导意见》将静电除尘器改造为袋式除尘器列为水泥行业节能减排重点建设工程,因此,能够为水泥行业配套生产低阻、高效袋式除尘器的生产企业和能够承担“电改袋”工程的主机生产企业具有较大的发展空间。
  我国水泥工业的粉尘、SO2、NOx排放量占全国排放总量的比例分别为15%~20%、3%~4%、8%~10%,属于污染控制重点行业。根据《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)、《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)及其配套的《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ662-2013)的要求,粉尘排放限值由原标准50mg/m³~30mg/m³提高至30mg/m³~20mg/m³,NOx排放限值由800mg/m³提高到400mg/m³,新建企业自2014年3月1日起执行新的排放限值,现有企业到2015年7月1日后执行。
  (4)水泥厂脱硝的技术方案
  目前,大多数水泥企业脱硝都采用SNCR技术,但由于存在污染转嫁、成本高、氨逃逸等问题,所以关于最佳脱硝方案的争议一直存在。
  瑞典作为氮氧化物排放要求最严格的国家,一直实行200mg/Nm³排放标准,通过SNCR技术依然能够达到。氨在炉内含量最大,但很大一部分氨都被生料吸收,所以逃逸的氨并不多,关键在于企业是否采用合格的脱硝设备。
  如果不采用分级燃烧,全部采用SNCR喷氨方式,会增加脱硝运行成本。一吨水泥熟料成本要增加4元~5元甚至更多,在当前水泥企业本身利润不大的情况下,单纯采用SNCR脱硝将大大降低企业的市场竞争力。
  低氮燃烧的脱硝效率一般在10%~20%,达不到脱硝标准,意味着还是需要上SNCR,目前SNCR对于达到脱硝标准来说是一个比较保险的方法。
  SNCR脱硝技术由于大量使用氨水,实际上转嫁了环境污染。合成氨本身就是高污染产业,这种拆东墙补西墙的做法并不明智。采用SNCR脱硝,氨逃逸不可避免,若未来脱硝标准再提高时,将很难满足标准的要求。低氮燃烧和分段燃烧技术相对较为方便,前期投入较低,后期基本不存在运行费用,不产生二次污染和污染转移,目前能够达到30%的脱硝率,可大幅降低我国水泥工业氮氧化物排放量。
  SNCR技术毕竟是一种高耗能的方式,后期投资较大,可能出现污染转移。此外,大量使用氨水作为还原剂,对水泥企业的安全管控要求较高。氨水的储存、逃逸与检测等问题都值得水泥企业重视,要避免危险发生。
  事实上,在SNCR补贴政策并不明朗的情形下,诸多水泥企业出于成本的考虑,会选择工艺改造优先。借鉴欧美水泥行业经验,水泥厂脱硝第一步也是工艺优化,其次是低氮燃烧、分级燃烧,最后是SNCR技术。
  相对成熟的治理措施是低氮燃烧技术和选择性非催化还原技术(SNCR),脱硝效率更高的选择性催化还原技术(SCR)还在进一步示范完善中。随着水泥脱硝标准提高,SNCR脱硝技术将很难达到更高的效率,同时氨的耗量会成倍增加,二次污染加剧。因此要加快水泥行业SCR脱硝技术的研究,同时积极寻找适合水泥窑炉特定运行环境的高效脱硝新技术。
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