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      [原創]西礦環保:“塵硫硝”超低排放誰與爭鋒 環境治理勇挑重任

      2019/02/14 中國水泥網信息中心

      伴隨著環境治理力度的加大,環保產業迎來嶄新時期,并日益成為我國經濟發展的重要產業。其中不乏有一批技術領先、綜合服務能力強、品牌影響力大、具有國際競爭力的環保公司競相涌現,正在成為環境治理的先鋒和領航者,包括深耕環保產業五十余年的西安西礦環保科技有限公司。......

        伴隨著環境治理力度的加大,環保產業迎來嶄新時期,并日益成為我國經濟發展的重要產業。其中不乏有一批技術領先、綜合服務能力強、品牌影響力大、具有國際競爭力的環保公司競相涌現,正在成為環境治理的先鋒和領航者,包括深耕環保產業五十余年的西安西礦環保科技有限公司(以下簡稱“西礦環保”)。

        大勢所趨 西礦成功建設國內水泥行業首套SCR脫硝項目

        近年來,隨著水泥行業在環保領域的升級發展,排放標準日益提高,但氮氧化物減排問題一直困擾業內,直到2018年10月,國內水泥行業首套SCR脫硝項目成功投運,NOx排放低于50mg/Nm3,標志著水泥行業氮氧化物超低排放迎來了關鍵里程碑。

        據中國水泥網報道,2018年10月14日,河南省登封市磴槽集團宏昌水泥有限公司5000t/d水泥生產線配套的SCR脫硝項目,通過由鄭州市環保局主持的專家核查。該項目氮氧化物入口濃度300mg/m3左右,出口排放穩定低于40mg/m3,達到燃煤電廠氮氧化物超低排放標準,遠低于河南省鄭州市日前對水泥行業規定的100mg/m3排放要求,系統溫降小于10℃,系統阻力約1000Pa,均優于設計標準,作為首套示范工程項目,開創了水泥煙氣氮氧化物超低排放治理技術的先河。

        宏昌水泥如何在環保政策和技術局限的雙重壓力下,完成經濟和綠色的雙豐收呢?這背后敢為天下先的“英雄”就是“西礦環保”。

        西礦環保董事長兼總經理 陳貴福

        “水泥行業未來一定是朝超低排放趨勢收嚴標準的,也許過不了太久國家或地方就會出臺水泥氮氧化物排放新的標準。”西礦環保董事長兼總經理陳貴福對中國水泥網記者表示。在水泥窯氮氧化物減排方面,西礦環保作為行業龍頭企業之一,早在多年前就開始了相關技術的研究并做了大量的技術方案對比。

        “脫除氮氧化物的技術途徑很多,但是要達到50mg/m3或者100mg/m3以下,就目前而言,世界上普遍采用的都是SCR技術。其他技術達到150mg/m3已經是極限,若要實現50mg/m3,幾乎是不可能的。要么成本高、要么運行費用大,或者不可靠。”陳貴福說。

        陳貴福(右)與中國水泥網總經理江勛(左)交流

        據了解,相比于粉塵和二氧化硫治理,氮氧化物治理可謂當前水泥行業大氣污染物減排面臨的最大難題。目前國內脫硝技術方案主要分為兩大類,一是過程控制(即:低氮燃燒、分級燃燒等改造方案);二是末端治理,主要包括SNCR和SCR,在實際應用中也有部分企業采用了過程控制加SNCR脫硝的模式,并宣稱取得了良好的效果。

        目前國內的水泥廠在用的都是SNCR(選擇性非催化還原)脫硝技術,然而其脫硝效率低下,在40%-60%之間,且氨水消耗量巨大,由此帶來的弊端---氨逃逸問題不可避免,而氨本身無論是生產還是排放到大氣中都會對環境造成污染。

        據陳貴福介紹,水泥行業的SNCR、分級燃燒+SNCR等,都要大量的噴氨,氨逃逸超標現象十分普遍,且氨逃逸問題對尾端的余熱發電、窯尾除塵器等整個后續設備腐蝕非常嚴重,極大地影響水泥生產線設備使用壽命。另一個無法忽視的問題是,氨水的使用成本較高,以宏昌水泥為例,一噸氨水市場價700元左右,原來每小時消耗氨水至少1.4噸,SCR改造后氨水每小時使用量不到700公斤,節約一半以上。甚至前端SNCR的氨逃逸量就足夠SCR脫硝反應。僅氨水方面一天可節約1萬多元,全年節約的氨水費用差不多可以相抵SCR的運行費用。

        “實施SCR改造后,比改造前的SNCR噴氨量減少一半以上,但是氮氧化物卻從過去300mg/m3降到了現在穩定的50mg/m3以下,減少氨逃逸,避免系統設備腐蝕,既環保又經濟。”陳貴福強調。

        有意思的是,有消息稱,國內北方某省區,冬季氨水用量大增,部分地區甚至出現斷貨現象,產生水泥行業與農業爭氨的情況。氨水“價高無貨”或將加速水泥行業的環保改造進程。

        河南宏昌水泥高溫電除塵+SCR脫硝項目

        但在宏昌水泥國內首套SCR脫硝技術成功投運后,業內稱贊之余也不乏一些反對聲音,譬如SCR投資大、運行費用高,水泥粉塵濃度高易導致催化劑堵塞、中毒等問題。

        對此,陳貴福詳細解釋了西礦環保的解決方案。

        首先是SCR的布置區段選擇。最好不選擇在余熱發電后布置,此區段溫度較低,在150℃-200℃之間,催化劑的選擇性小,且低溫催化劑還需要進一步實踐考驗,存在一定的風險。經過深入比對,西礦環保選擇在余熱鍋爐前的中高溫C1出口段布置,采取“高溫除塵器+SCR脫硝”技術方案,先降低粉塵濃度,再進行催化還原,有效降低了堵塞、中毒的風險,且粉塵濃度的下降,對后續余熱鍋爐的發電效率有幫助。

        為了防止SCR裝置前置后造成的溫度損失,西礦環保采取了縮短煙氣流程長度、加厚保溫材料等措施,宏昌水泥投運后的數據顯示,SCR系統進口端310℃時,出口端約300℃,溫降在10℃以內,對余熱發電影響不大。

        其次是除塵器的合理選用。水泥生產線粉塵濃度高,粉塵具有高鈣、高堿性,粒徑較小,黏性較大,粉塵濃度在100g/m3以上。針對這種工藝狀況,西礦環保采取除塵效率高、阻力較小的高溫電除塵裝置。結果表明,通過高溫電除塵,粉塵從100g/m3左右降到了30g/m3以下,使得進入SCR反應器的煙氣粉塵濃度大幅降低,相當于燃煤發電鍋爐的煙氣工況,因此實現對氮氧化物的超低排放顯然是有保障的。

        第三是催化劑的開發與選型。西礦環保專門與清華大學聯合開發了一種中溫稀土耦合釩鈦催化劑,該催化劑和燃煤電廠SCR使用的催化劑配方不同。電廠一般采用的是21孔蜂窩催化劑,而西礦選用的是專門研發的13孔規格,在保證催化還原效率的基礎上最大限度降低堵塞的概率。

        “從首臺套項目實際運行看,水泥氮氧化物減排采用SCR技術是完全可行的,不但達到穩定超低排放,系統運行也并沒有因此增加水泥企業太多的成本,假如扣除節約的氨水量,增加的費用噸熟料不到0.8元,而且增加SCR裝置后對減少氨逃逸、避免設備腐蝕都具有重要的改善。”陳貴福補充道。

        助力超低排放 塵硫技術并駕齊驅

        隨著電力超低排放逐漸完成,非電行業煙氣治理市場漸行漸近。2018年5月7日,生態環境部印發《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》,旨在推動鋼鐵行業污染治理,助力打贏藍天保衛戰。

        從政策來看,非電行業煙氣治理市場將開始爆發。據有關方面預測,鋼鐵、水泥、平板玻璃、陶瓷等主要非電行業的大氣治理市場空間達千億以上。一邊是潛力無限的市場,一邊是缺乏成熟的技術路線,非電行業煙氣治理將歷經怎樣的考驗?

        “從實際工程應用看,包括塵硫硝煙氣治理的各個方面,水泥行業執行超低排放已經有技術保障。”陳貴福對中國水泥網記者表示,從電除塵器起步,經過五十余年的發展,西礦環保在引進、消化、吸收德國魯奇公司技術基礎上,通過不斷的投入和自主創新,研究開發出各類靜電除塵器、布袋除塵器、電袋復合除塵器、轉爐煤氣HLG干法除塵以及自主開發的SK505塵硫一體化、SCR脫硝等一系列超凈技術,可以針對水泥、冶金、電力、化工等不同煙氣工況進行系統設計,為客戶提供量身定制的環境治理解決方案,全方位滿足客戶應對國家最新的“超低排放”要求。

        柬埔寨馬德望海螺窯頭電除塵器

        河南孟電5000t/d熟料水泥生產線窯尾超凈布袋除塵器

        華潤封開窯頭電改電袋除塵器項目

        老撾萬象紅獅水泥窯頭電除塵器

        其中,SK505脫硫除塵一體化技術在業內得到了廣泛使用。據中國水泥網報道,2018年4月1日,廣東陽春海螺12000t/d熟料生產線窯尾煙氣脫硫系統通過性能考核,成功投運。在線監測數據顯示SO2排放濃度最高39mg/m3,平均排放濃度15mg/m3,粉塵排放濃度4.5mg/m3,均優于設計要求,達到超低排放標準;廢水處理系統運行穩定,出水清澈,輸送至篦冷機蒸發,實現廢水零排放。

        陳貴福對此補充道,SK505脫硫除塵一體化技術,采用除塵灰作為脫硫劑,脫硫后產生的副產物--石膏,可作為水泥的添加劑繼續利用。實現了環保設施運行全過程的自給自足與資源循環再利用。

        陽春海螺12000t/d水泥窯尾脫硫EPC工程

        陽春海螺脫硫項目的成功投運,為水泥行業脫硫除塵超凈治理起到引領示范作用,也標志著西礦環保的SK505技術與水泥生產工藝的完美組合。

        當然,任何自信都需要建立在有效的技術保障之上的。在這先進的技術背后,是以陳貴福為主導的一個不斷革新的“開發機制”。在技術研發方面,西礦環保積極搭建平臺推動技術創新,每年投入大量的科研經費,研究開發市場急需的技術,并對成果實施獎勵,激發員工自主創新熱情。在人才培養方面,西礦環保不拘一格引進培養專業人才,有些特殊人員的待遇比企業領導還高,企業科技人員占比從過去的20%提高到現在的65%以上,實現從勞動密集型向知識密集型的轉變,徹底提高了企業的創新能力。在水泥除塵、脫硫、脫硝方面的核心技術,始終處于行業領先地位。

        延伸產業鏈 實現跨越式發展

        今年以來,中央環保督察加碼推進,污染防治和生態保護力度不斷加大;從“打好藍天保衛戰”到“打贏藍天保衛戰”,一字之差彰顯環保政策日趨嚴苛的必然性。在倒逼水泥行業尋求企業升級改造的同時,也推動著環保行業的快速發展。

        “環保設施升級改造對企業而言是一個社會效益大于經濟效益的事情,環保產業是政府主導,政策、法規驅動型的產業。”陳貴福強調。

        得益于政策紅利釋放,近年來,全國范圍持續推進的生態文明建設正在催生巨量的環保剛性需求。據市場機構統計,“十二五”期間全社會的環保投資合計4.17萬億;“十三五”期間,環保產業投資將突破16萬億元。

        但同時需要引起注意的是,傳統環保行業邁入成熟期,企業面臨業績和盈利能力增長的壓力,如何彌補產業鏈缺口、降低成本和跨區域發展,橫向擴大業務規模,縱向延伸產業鏈是環保企業未來發展策略的難點。

        陳貴福對此也表達了他的憂慮,以電力行業為例,大概三年左右時間,幾乎所有的電力燃煤機組都完成了“塵硫硝”超低排放改造。“政策施行后,環保改造的速度是很快的,按目前的環保治理強度,非電大氣治理大約維持五年左右的時間。”陳貴福預測。“當水泥、冶金等非電行業治理高峰過后,企業該如何立足環保市場生存?又該朝什么方向發展。這關乎企業生存問題。”陳貴福表示。

        正是站在企業長久可持續發展的戰略高度,西礦環保在深耕環保煙氣治理島業務后,又開始考慮進軍水泥窯協同處置固廢、危廢等新領域的規劃中來。

        和垃圾焚燒發電的原理相似,水泥窯協同處置固廢也是利用高溫處理固廢。但和垃圾焚燒發電不同的是,水泥窯協同處置方式直接利用水泥生產線窯爐的高溫,將固體廢棄物燃燒分解,無需增加末端尾氣治理投資。

        “當前歐美國家80%以上的水泥窯都興建有協同處置裝置,我國水泥窯協同處置固廢起步較晚,但其處置固廢的低成本性和徹底性已逐漸得到社會認可,未來很可能成為主流方式”陳貴福說。西礦環保作為水泥行業的環保知名企業,希望與水泥企業一道承擔更多的環境治理重任,這一轉型不僅基于自身發展戰略的考慮,也是踐行“凈化環境,造福人類”的歷史使命。

        陳貴福(右)與中國水泥網總經理江勛(左)合影留念

        西礦環保將秉承“質量第一,誠信為本”的經營理念,以“一流的技術、一流的產品、一流的服務”與社會各界攜手合作,為共同保護人類賴以生存的地球和環境作出應有的貢獻。

      (責任編輯:周程)

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