毛志偉:新標(biāo)準(zhǔn)即將出臺(tái) NOx排放量嚴(yán)控在450mg/Nm³以下
合肥水泥研究設(shè)計(jì)院、副總工程師毛志偉
日前,“第五屆中國(guó)水泥環(huán)保大會(huì)暨水泥除塵、脫硝研討會(huì)”在南京召開(kāi),合肥水泥研究設(shè)計(jì)院、副總工程師毛志偉做了《水泥窯高溫除塵及NOx控制技術(shù)探討》的報(bào)告,以下是報(bào)告全文:
一、國(guó)內(nèi)水泥工業(yè)主要污染現(xiàn)狀
在報(bào)告中,毛志偉指出當(dāng)前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)的污染主要來(lái)源以下幾個(gè)方面:
1.粉塵:主要是在水泥生產(chǎn)過(guò)程中原燃料和水泥成品儲(chǔ)運(yùn),物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序產(chǎn)生的廢氣排放或外逸而引起的;
2.有害氣體:主要是窯系統(tǒng)產(chǎn)生的SO2、NOx、CO2、HF等;
3.在協(xié)同處置廢棄物:產(chǎn)生的總有機(jī)碳(TOC)、二噁英(PCDD)和多氯二苯并呋喃(PCDF)、金屬及其化合物、汞、氯化氫和氟化氫;
4.廢水、噪聲和固廢。
我國(guó)水泥工業(yè)近些年廢氣污染排放量表
從表中可以看出,氮氧化物排方量、隨水泥總產(chǎn)量的增加而加大,我國(guó)水泥行業(yè)氮氧化物的排放占全國(guó)總排放量的10%,是氮氧化物的重要排放源;居火力發(fā)電和汽車尾氣排放之后的第三位。
[Page]二、國(guó)內(nèi)外水泥工業(yè)污染排放控制標(biāo)準(zhǔn)
各國(guó)水泥大氣排放標(biāo)準(zhǔn)比較表
1.德國(guó)
德國(guó)水泥行業(yè)NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程
德國(guó),2012年以前的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)都是將煙氣轉(zhuǎn)化為10%氧含量的干態(tài)狀態(tài)來(lái)衡量的,德國(guó)的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)也是歐盟最嚴(yán)的。
2.美國(guó)
美國(guó)水泥工業(yè)有害氣態(tài)污染物排放限額
2009年4月21日,美國(guó)環(huán)保署發(fā)布了《針對(duì)水泥工業(yè)的危險(xiǎn)性空氣污染物國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)》提案。其主要內(nèi)容為:
?。?)認(rèn)定廢氣中的汞、碳?xì)浠衔?、氯化氫和粉塵,均為危害性污染物。
?。?)必須對(duì)汞、碳?xì)浠衔锖吐然瘹湓鲈O(shè)更嚴(yán)格的限制。美國(guó)現(xiàn)行水泥窯排放標(biāo)準(zhǔn)中均未列入這三項(xiàng)指標(biāo),故必須增補(bǔ)。
?。?)水泥窯廢氣中粉塵排放的限值,對(duì)已投產(chǎn)水泥窯為0.085lb/mil.t.cl(約23mg/ Nm³);新建窯為0.080 lb/mil.t.cl(約21mg/Nm³)。
上述4項(xiàng)污染物排放的建議控制、均為每連續(xù)30天窯排放實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值;每一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)日都必須計(jì)算在內(nèi),不得剔除開(kāi)窯、停窯、調(diào)試和故障處理期間的任何非正常工況時(shí)的數(shù)據(jù)。
3.歐盟
歐盟IPPC(綜合污染預(yù)防與控制)指令(96/61/EC)關(guān)于《水泥制造業(yè)的最佳可用技術(shù)(BAT)與污染物排放指南》指出:采用電除塵器和袋式除塵器過(guò)濾技術(shù),對(duì)應(yīng)的排放控制水平為20~30 mg/m³(標(biāo))。該指南將成為歐洲各國(guó)制定排放標(biāo)準(zhǔn)、頒發(fā)許可證的指南或依據(jù)。英國(guó)為實(shí)施該指令對(duì)水泥工業(yè)提出的標(biāo)準(zhǔn)與此相當(dāng)。有一些國(guó)家(如德國(guó)、荷蘭),水泥工業(yè)粉塵排放甚至要求達(dá)到10mg/m³(標(biāo))。
4.中國(guó)
中國(guó)水泥排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂內(nèi)容中規(guī)定:氟化物10 mg/Nm³,降低到5 mg/Nm³,統(tǒng)一排放30mg/Nm³,NOx排放320---450mg/Nm³,同時(shí)禁止水泥廠非正常排放,所有除塵工藝采用高效布袋收塵。這一排放標(biāo)準(zhǔn)將于2013年1月1日在所有新建水泥生產(chǎn)線執(zhí)行,到2015年1月1日,現(xiàn)有的所有生產(chǎn)線都將執(zhí)行新的排放標(biāo)準(zhǔn)。[Page]
三、水泥窯高溫除塵技術(shù)探討
粉塵排放控制最佳可行技術(shù)及其適用條件
新型干法生產(chǎn)線全部配套袋除塵器越來(lái)越多,電改袋已成為趨勢(shì)。山東青州中聯(lián)6000t/d ,徐州中聯(lián)水泥10000噸/日水泥熟料生產(chǎn)線,河南南陽(yáng)沙特納及蘭等水泥廠以及天瑞水泥廠12000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線都以實(shí)現(xiàn)了電改袋。
1、電除塵器改為袋除塵器三種方案:
(1)電除塵器全改為袋除塵器。將原來(lái)的電除塵器全部拆除,在原地重新上一臺(tái)袋除塵器,要考慮風(fēng)機(jī)增加全壓。
(2)電除塵器半改為袋除塵器。保留電除塵器的殼體、灰斗、進(jìn)出口喇叭及輸灰系統(tǒng),將頂蓋、內(nèi)部極板、極線及振打機(jī)構(gòu)等拆除,再將脈沖袋除塵器的內(nèi)部花板、噴吹系統(tǒng)、濾袋、袋籠裝上。
?。?)電除塵器改為電袋組合除塵器。保留電除塵器的殼體、灰斗、進(jìn)出口喇叭、輸灰系統(tǒng)及第一電場(chǎng),將二三電場(chǎng)的頂蓋、內(nèi)部極板、極線及振打機(jī)構(gòu)等拆除,再將脈沖袋除塵器的內(nèi)部花板、噴吹系統(tǒng)、濾袋、袋籠裝上。
2、水泥行業(yè)常用高溫濾袋的特性
常用的幾種高溫濾袋
水泥窯用高溫濾袋的比較
隨排放標(biāo)準(zhǔn)提高引出除塵器的發(fā)展過(guò)程[Page]
四、NOx排放控制技術(shù)路線
1.NOx排放現(xiàn)狀
根據(jù)2010年對(duì)150多家水泥企業(yè)的調(diào)研,水泥廠的大氣污染物基本上得到了控制,但是氮氧化物已成為主要的廢氣污染源。
對(duì)于每條5000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線而言,企業(yè)每年需繳納排污費(fèi)約90~100萬(wàn)元,其中,NOx排污費(fèi)約占85%,即每年NOx排污費(fèi)約76~85萬(wàn)元。
國(guó)內(nèi)新型干法窯已達(dá)90%,但水泥工業(yè)廢氣脫氮技術(shù)當(dāng)時(shí)還未被列入議事日程。對(duì)于SNCR法和SCR法脫氮只是介紹國(guó)外理論和實(shí)踐發(fā)展概況。這些技術(shù)如用于國(guó)內(nèi),不盡設(shè)備昂貴、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高、技術(shù)復(fù)雜,且在使用時(shí)NH3易造成二次污染問(wèn)題。2012年開(kāi)始,國(guó)家將水泥企業(yè)氮氧化物減排作為各級(jí)政府的首要任務(wù)。
2.國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(國(guó)外)
歐州各種減排技術(shù)對(duì)NOx的減排量
?。?)歐美各國(guó)水泥工業(yè)在(新型干法)上采用SNCR法削減NOx排放的大致共有100余臺(tái),其中德國(guó)就有50多臺(tái),占德國(guó)現(xiàn)有PC窯總數(shù)的80%以上。德國(guó)在應(yīng)用SNRC方面具有較多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果。
?。?)日本住友水泥廠采用協(xié)同控制NOx:日本主要采取以下3種方法:一是空氣二級(jí)燃燒,二是采用高效率的TMP燃燒器,三是尾部添加尿素。日本規(guī)定水泥氮氧化物的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為480ppm,而住友工廠的實(shí)際排放濃度在340ppm以下。
?。?)美國(guó)二個(gè)5000噸/日水泥廠(替代燃料+SNCR)西弗吉尼亞州的 Essroc和馬丁斯堡Lehigh 二各水泥廠(5000噸)采用干化污泥顆粒作為替代燃料,同時(shí)采用SNCR技術(shù)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝處理。處理后NOx由0.80 kg/t熟料下降至0.60kg/t熟料,實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放,但運(yùn)行成本增加0.58美分/t熟料,約為3.65元人民幣/t熟料。
3.國(guó)內(nèi)技術(shù)使用現(xiàn)狀
以一次控制技術(shù)為主,采用低氮燃燒器、分級(jí)燃燒和優(yōu)化窯和分解爐的燃燒制度等方式。目前,少數(shù)企業(yè)開(kāi)始SNCR法的使用,如:
?。?)都江堰拉法基水泥有限公司,中材湘潭水泥企業(yè),陜西川威,廣西西普南雁水泥有限公司,采用SNCR技術(shù)進(jìn)行治理,
(2)貴州黔桂金州建材有限公司5000噸/日水泥廠采用SNCR/SCR技術(shù),年底投運(yùn)。
?。?)目前全國(guó)還有浙江南方水泥,東北北方水泥,湖南南方水泥等三十幾家企業(yè)在上。[Page]
4.水泥窯氮氧化物減排技術(shù)路線
水泥窯采用的NOx治理技術(shù)及效果
目前,水泥窯采用的NOx治理技術(shù)路線主要有以下兩種:
?。?)低氮燃燒+SNCR組合技術(shù)。氮氧化物濃度低于400-500mg/Nm³,綜合氮氧化物減排效率大于60%,SNCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸濃度應(yīng)低于8mg/m³。
?。?)低氮燃燒+SCR組合技術(shù)??傮wNOx減排效率大于85%,煙氣中NOx濃度低于200mg/Nm³,SCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸濃度應(yīng)低于5 mg/m³以下。
編輯:劉冰
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