彭長(zhǎng)壽：水泥行業(yè)煙氣“超低排放”整體解決方案

  9月12日-13日，第三屆中國(guó)水泥節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會(huì)在山東泰安召開，江蘇科行環(huán)保集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)彭長(zhǎng)壽做了題為《水泥行業(yè)煙氣“超低排放”整體解決方案》的報(bào)告，就水泥脫硫、脫硝等問題進(jìn)行了詳細(xì)闡述。他介紹說，水泥企業(yè)可以通過采用低NOx燃燒器、分解爐空氣分級(jí)燃燒、分解爐燃料分級(jí)燃燒、優(yōu)化操作等達(dá)到減少氮氧化物的排放。在脫硫方面，他表示，當(dāng)SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，石灰石-石膏法脫硫技術(shù)非常適合水泥行業(yè)，脫硫效率高；脫硫劑用的是石灰石，可以采用窯灰；副產(chǎn)品脫硫石膏可以用作水泥緩凝劑。

江蘇科行環(huán)保集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)彭長(zhǎng)壽

一、水泥行業(yè)煙氣排放值 GB4915-2013（mg/Nm³）

  二、水泥行業(yè)污染物“超低排放”目標(biāo)值 （mg/Nm³）

  三、水泥窯煙氣脫硝技術(shù)

  水泥窯SNCR脫硝項(xiàng)目主要業(yè)績(jī)

  截止目前，水泥窯脫硝項(xiàng)目業(yè)績(jī)共有262條，其中空氣分級(jí)燃燒16條。

  水泥窯低氮燃燒技術(shù)

  采用低NOx燃燒器：就是一次風(fēng)量低的燃燒器，可選用一次風(fēng)量在5%-6%之間；分解爐空氣分級(jí)燃燒：分出一部分三次風(fēng)管高溫氣體去分解爐中部，使分解爐噴煤管處燃燒在缺氧狀況下進(jìn)行（理論計(jì)算此處過剩空氣系數(shù)α在0.8左右）；分解爐燃料分級(jí)燃燒：燃料分級(jí)燃燒是指在煙室和分解爐之間建立還原燃燒區(qū)，將原分解爐用燃料的一部分均布到該區(qū)域內(nèi)，使其缺氧燃燒產(chǎn)生還原劑；

  優(yōu)化操作：非常重要，不論采用何種分級(jí)燃燒，只要窯尾煙室O₂大于3%，都無效果。

  四、水泥窯電除塵器改造技術(shù)

  北京琉璃河水泥有限公司1#（2#）線窯頭電除塵改造（2500t/d）

  主要性能參考指標(biāo)

  袋除塵器型號(hào)：KDM150-2×4/165-2×2

  處理煙氣量： 380000（400000） m³/h

  最高允許煙氣溫度 ：250℃

  設(shè)計(jì)過濾風(fēng)速：0.98 m/min

  入口含塵濃度：≤30 g/m³

  出口含塵濃度：4.0 mg/Nm³ （實(shí)測(cè)）

  收塵器阻力：650 Pa

  濾袋規(guī)格：   φ160×8000mm

  改造工期：   12天

  投運(yùn)時(shí)間：   2012年9月

  “電改袋” 項(xiàng)目主要業(yè)績(jī)

  截止目前，電改袋業(yè)績(jī)共107個(gè)。

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  五、水泥窯煙氣脫硫技術(shù)

  1.新型干法水泥生產(chǎn)線窯煙氣SO₂排放狀況

  在2013年新標(biāo)準(zhǔn)修訂的抽樣調(diào)查，共獲得153個(gè)有效的水泥窯SO₂排放樣本，平均排放濃度59.6mg/m³。

  2.新型干法水泥生產(chǎn)線窯煙氣SO₂生成

  原料硫

  水泥生產(chǎn)所用原料中的硫化物大部分為黃鐵礦和白鐵礦（兩者均為FeS₂），還有一些單硫化物（如FeS）。會(huì)在500-600℃發(fā)生氧化生成S0₂氣體，主要發(fā)生在第二級(jí)到第三級(jí)旋風(fēng)筒之間。

  燃料硫

  燃料中的硫的存在形式和原料中的一樣，燃料在分解爐或者回轉(zhuǎn)窯燃燒，而分解爐存在大量的活性Ca0，同時(shí)分解爐的溫度正是脫硫反應(yīng)發(fā)生的最佳范圍，因此燒成帶產(chǎn)生的S0₂氣體可以在分解爐被Ca0吸收或者在過渡帶和燒成帶與堿結(jié)合生成硫酸鹽。

  3.新型干法水泥生產(chǎn)線自身的S0₂脫除

  生料磨

  生料磨中石灰石（CaC0₃）持續(xù)產(chǎn)生新鮮表面，同時(shí)粉料有較長(zhǎng)的停留時(shí)間；另外立磨中氣體溫度通常已經(jīng)降到200℃以下，因此相對(duì)濕度較高。生料立磨中硫的脫除率超過50%，其脫硫產(chǎn)物是Ca（HS0₃）2，入窯后會(huì)被氧化生成H₂S0₂和CaS0₂。

  除塵器

  袋除塵器的脫硫效果要好于電除塵器。這是由于袋除塵器的濾袋表面捕集的堿性物質(zhì)與試圖通過濾袋的酸性物質(zhì)結(jié)合成鹽類，從而降低了酸性氣體的濃度。

  目前國(guó)內(nèi)脫硫的主流技術(shù)：干法脫硫，半干法脫硫，濕法脫硫。其中濕法脫硫分為：氨法，氧化鎂，氧化鋅，氧化錳，海水法，堿式硫酸鋁，鈉堿法，石灰石/石灰石膏法，雙堿法，磷銨法。

  爐窯濕法煙氣脫硫

  濕式脫硫法已廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)像電力、冶金行業(yè)。國(guó)內(nèi)電力行業(yè)脫硫裝置90%采用此方法，目前國(guó)外有多家水泥廠也采取了該方法。脫硫效率可以達(dá)到95%以上。下表是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中《鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》HJ462

  通過我們的研究：當(dāng)SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，石灰石-石膏法脫硫技術(shù)非常適合水泥行業(yè)。一是脫硫效率高；二是脫硫劑用的是石灰石，可以采用窯灰；三是的副產(chǎn)品脫硫石膏可以用作水泥緩凝劑。

  石灰石—石膏濕法脫硫原理：

  石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應(yīng)劑，與煙氣中的SO₂發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO₃），亞硫酸鈣CaSO₃與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣（CaSO₄）。其脫硫效率和運(yùn)行可靠性高，是應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。

  進(jìn)入脫硫塔煙氣量850000m³/h；

  進(jìn)入脫硫塔SO₂濃度1200mg/Nm³；

  出脫硫塔SO₂濃度≤100mg/Nm³；

  脫硫效率≥92%；

  除塵效率≥50%

  窯灰消耗量1290kg/h；

  石膏生成量1890kg/h；

  系統(tǒng)水耗量20.9t/h；

  水泥窯煙氣污染物不達(dá)標(biāo)技術(shù)方案建議

  重點(diǎn)地區(qū)，對(duì)窯尾采用電收塵器，如SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，粉塵排放濃度小于40mg/Nm³，建議不需要電改袋，直接采用濕法脫硫皆可達(dá)標(biāo)排放；

  重點(diǎn)地區(qū)，對(duì)窯尾采用電收塵器，如SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，粉塵排放濃度大于40mg/Nm³，建議不需要電改袋，直接采用濕法脫硫+濕式除污器即可達(dá)標(biāo)。

  與袋式除塵器相比優(yōu)勢(shì)：濕式除污器阻力只有300Pa，比袋式除塵器至少節(jié)約700Pa以上阻力，降低風(fēng)機(jī)電耗，另其它使用費(fèi)也低于袋式除塵器。

  濕式除污器優(yōu)點(diǎn)

  除塵效率高：無二次揚(yáng)塵； 粉塵排放可≤10mg/Nm³， 除塵性能穩(wěn)定，不受粉塵比電阻影響。

  多種物質(zhì)脫除效率高：PM2.5去除率＞90%，汞及重金屬去除率＞90%。

  解決藍(lán)煙酸霧：SO₃去除率＞90%，水霧去除率＞75%， 解決煙囪腐蝕問題。

  運(yùn)行穩(wěn)定：無運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，設(shè)備故障率低。

  濕法脫硫典型業(yè)績(jī)

  科行集團(tuán)將濕法脫硫引入水泥行業(yè)的優(yōu)勢(shì)：合理優(yōu)化引入濕法脫硫至水泥窯，與同等電廠濕法脫硫相比，投資下降30%。

  例如：將不常用電動(dòng)閥改為手動(dòng)閥；廢除濾液箱、濾液沖洗泵等，與地坑系統(tǒng)共用；氧化風(fēng)機(jī)、除霧器沖洗水泵、藝水泵不采用備用；將DCS控制改為PLC控制等；脫硫塔采用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，合理選取進(jìn)風(fēng)口至第一層噴淋距離，在同等液氣比情況下提高脫硫效果，以降低運(yùn)行電耗；除霧器采用除霧效果最好的屋脊式；采用靈活配置噴淋層個(gè)數(shù)，以適應(yīng)不同的SO₂入口濃度。

  六、節(jié)能風(fēng)機(jī)

  科行集團(tuán)承擔(dān)的脫硫脫硝及電改袋工程，都與風(fēng)機(jī)相關(guān)聯(lián)，因此，我們與安徽科達(dá)風(fēng)機(jī)（科達(dá)潔能控股）聯(lián)合組織團(tuán)隊(duì)對(duì)水泥廠用風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)及供貨。

  改造步驟：

  1、風(fēng)機(jī)是否耗能，我們通過以下進(jìn)行初步判斷：運(yùn)行電流長(zhǎng)期處于額定電流80%以下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)；調(diào)風(fēng)門長(zhǎng)期處于90%以下開度運(yùn)行的風(fēng)機(jī)。

  2、風(fēng)機(jī)測(cè)試診斷；

  3、風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)。

  七、對(duì)脫硫脫硝及電改袋提供融資租賃業(yè)務(wù)

  我公司為環(huán)保部工程技術(shù)中心依托單位，已成為環(huán)保部用融資租賃推進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的首批試點(diǎn)單位之一。

  融資租賃的定義：

  指承租方（客戶）根據(jù)所需設(shè)備，自主選定設(shè)備供應(yīng)商（科行），由出租方（融資租賃公司）根據(jù)承租方（客戶）的請(qǐng)求負(fù)責(zé)購(gòu)置，然后交付承租方使用，承租方按租約定期交納租金（一般為月支付，類似住房按揭）。

  融資租賃過程中相關(guān)費(fèi)用：

  1、租金：本金+利息，采用等額還款，租金恒定；

  2、管理服務(wù)費(fèi)：按照設(shè)備合同總額的1%，最低3萬元，發(fā)  貨前一次性收??；

  3、保險(xiǎn)費(fèi)：按照設(shè)備合同總額的0.1%計(jì)算；

  4、逾期利息、罰金：客戶若逾期則，

  對(duì)承租方的好處：

  1、增加流動(dòng)資金：可幫助客戶實(shí)現(xiàn)快速低成本融資，進(jìn)入程序到放款在1-2個(gè)月。特別是可以通過售后回租的方式，將客戶現(xiàn)有的設(shè)備轉(zhuǎn)化為現(xiàn)金，即變死錢為活錢。避免其他金融機(jī)構(gòu)對(duì)負(fù)債率和贏虧情況的苛刻要求；

  2、還款期限長(zhǎng)：企業(yè)通過融資租賃所享有資金的期限可達(dá)2-3年，高于銀行貸款期限（一般為1年），省去每次轉(zhuǎn)貸及過橋的中間費(fèi)用，且不占用銀行授信額度；

  3、降低財(cái)務(wù)成本：利息開增值稅，可用于抵扣稅款，實(shí)際支付的費(fèi)用大約在5%；可加速折舊，具有節(jié)稅功能，承租人可加速租賃設(shè)備折舊，把折舊費(fèi)用打入企業(yè)成本；

  4、降低負(fù)債率：可以控制好承租方的資產(chǎn)負(fù)債率，減少短貸資金長(zhǎng)期使用的麻煩；

  5、提前環(huán)保達(dá)標(biāo)：將未來近期的技改一并提前，完成環(huán)保達(dá)標(biāo)。

  觀點(diǎn)：

  觀點(diǎn)1——通過以上整體解決方案，水泥窯煙氣完全可以達(dá)到以下超低排放值：顆粒物≤10mg/Nm³，NOx≤100mg/Nm³，SO2≤50mg/Nm³。水泥企業(yè)可以享受環(huán)保稅50%減半征稅；

  觀點(diǎn)2——對(duì)有濕法脫硫設(shè)施的水泥生產(chǎn)線，PM2.5、汞及重金屬去除率將更高，達(dá)＞90%；

  觀點(diǎn)3——將水泥工業(yè)高溫風(fēng)機(jī)、窯頭窯尾風(fēng)機(jī)、生料磨風(fēng)機(jī)、篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)、煤磨風(fēng)機(jī)、水泥磨風(fēng)機(jī)等改為節(jié)能風(fēng)機(jī)，是水泥行業(yè)目前降低成本的最佳選擇；

  觀點(diǎn)4——水泥工業(yè)在目前經(jīng)濟(jì)新常態(tài)大環(huán)境下，應(yīng)該敢于突破傳統(tǒng)融資方法，拓寬融資渠道，改善融資結(jié)構(gòu)，將融資租賃等新型金融工具嫁接到自己的企業(yè)發(fā)展當(dāng)中，進(jìn)一步降低自身發(fā)展的資金風(fēng)險(xiǎn)。