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专家谈非电行业烟气排放特征及控制技术

北极星环保网来源:全联环境商会 朱廷钰2016/12/21 9:14:30我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 脱硝 SCR

北极星环保网讯:12月4日,由全国工商联环境商会主办的“2016中国环保上市公司峰会”,分论坛三:大气环境治理,中国科学院工程研究所研究员、博士生导师朱廷钰,与参会人员分享非电行业烟气排放特征及控制技术。

超低排放

各位专家、企业家,上午好!

这几年电力行业受到的关注比较多。电力烟气治理行业作为一个环保龙头行业,技术发展快。相对而言,非电行业是一个比较新型的行业,但是非电行业面临的环保压力比电力行业还要严重。电力行业已经实行超低排放,"十三五"已经提出超超低排放。

2015年环境统计年鉴还没有出来,根据最权威的2014年污染物排放数据,电力及非电行业中烟尘、SO2及NOx占工业总量比例均在50%以上。可以看到现在电力和非电在排放常规污染物方面,包括颗粒物,二氧化硫及氮氧化物总的比例基本持平。

2015年,全国约有20%多的电力基础设施实现超低排放,而非电行业两个字“过剩”,三个字是“去产能”,所以非电行业经营效益有限,污染物消减量不高。我估计2015年的数据统计出来以后,非电行业污染物的排放量将明显超过电力行业。

这是在非电行业列举的几个示例,非电行业严格来说还应该包括工业锅炉,主要是燃煤为主,而且工业锅炉包括供热。我们这里主要指的是工业炉窑。非电集中污染,一是钢铁、有色组成的冶金,一是水泥、玻璃、陶瓷组成的建材,还包括化工。钢铁行业这几年关注最多的是烧结,为什么关注烧结?

因为钢铁业20%颗粒物、70%SO2、90%大气二恶英来自烧结机,所以钢铁行业要治理污染首先要治理烧结。但是钢铁行业也不同于电力行业,电力行业锅炉排出气量是一定的,但是钢铁包括焦炉、烧结、铁合金、转炉等这些工序都产生污染,采用的技术也没有办法联合起来,所以排放特别多。

水泥国家现在也面临巨大挑战,氮氧化物排放,除了电力、汽车以外,水泥行业排名第三,但是水泥行业考虑到经济性,这个不合理。我们国家很多排放标准极不平衡,非电排放标准浓度限值特别高,有的相对其行业特别放松。排放限值没有多大意义,比如提出来超低排放,都进入了考核,电力行业是好的,因为稍微一个波动就超了,所以不敢释放,二氧化硫25%,氮氧化合物是30%。我们现在说的是绝对的,其实没有什么意义。

排放里面最重要的一个参数,都不提,就是折氧量,火电是60%,工业锅炉8%含氧量,钢铁行业不产生,水泥是10%,合理吗?玻璃号称是8%。钢铁行业排放烟气,烧结机一般是16%到18%,意味着烧结机现在国家排放最新标准,二氧化硫200,特别排放限值180;颗粒物排放50,特别排放40;氮氧化物300,这些都没有什么意义。

如果折合成燃煤的含氧量意味着技术含量乘2.5,所以颗粒物特别排放乘2.5,折合火电,而一台300KW的烧结机,每小时排放气量超过100万。例如,一个30万的机组排放,如果执行标准,现在300微克/立方米的标准,一台烧结机实行超低排放以后,200万的机组都超过了总量,所以看到现在各行业的国家排放标准是多么不平衡。这里列举的是绝对值,只供参考,没有什么意义。

现在火电行业实现超低排放,下一步分两个方向,第一是实现所有煤的超低排放。超低排放和煤种关系紧密,煤种差一点是实现不了超低排放。我国的稀产率不够,只有百分之五六十,国外几乎是100%,所以挥发份很高。第二是实现优质煤超超低排放,什么是超低排放?什么是“超超低排放”?基本是主要污染削减50%以上,这个是超低排放。把超低排放主要污染物再削减50%,基本上就是超超低排放,这是火电的发展方向。

另外一个火电行业虽然实行超超低排放,关注污染物指标比较多是颗粒物、二氧化硫、氮氧化物,但三氧化硫等污染物指标是多少?很多国家都有三氧化硫排放限值,新加坡规定15毫克。我国三氧化硫很多是气溶胶形式存在,难易检测,尤其是难以再清洁。氮氧化合物现在实现超低排放,所以很多人认为SCR2000不够就上3000机组。SCR催化剂对氮氧化合物的还原,重金属氧化是有利的,但对二氧化硫要求不高于1%。

以电力行业为例,根据燃煤的煤种不同,本身燃烧以后有0.5%~2%是三氧化硫。如果以1%三氧化硫估计,1%二氧化硫估计,则共计约60毫克/立方米。所以规定二氧化硫才消减至35毫克,没有什么意义,因为三氧化硫对环境的危害是远远高于二氧化硫的。国外的指标是SOx,也就是二氧化硫和三氧化硫的总和。重金属现在实行30%,这是一个非常宽松的指标。基本上除了西南地区,国内所有的行业都可以达标,不愿意要求很高。而美国不同的州虽然指标限值不一样,但基本都在1%~3%,排放高的是十几毫克/立方米,低的还不到十毫克/立方米。

我国电力行业毕竟是环保技术产业化成熟的领域,从电力结合非电力排放需求以及技术进行二次开发,电力行业在大气污染控制领域仍然代表最先进的方向。电力发展方向一是SCR脱硝催化剂再生,二是SO3协同控制。催化剂吸附了重金属变成危废,这将成为一个方向,催化剂离线再生,需要处理以降低运行成本。

非电行业有很多需求,包括很多行业,每个行业排放特征不一样,运营状态和技术不同,处理要求也不一样。总体上,我们认为在“十三五”国家真正要实现污染物大量减排,应该寄托在非电行业减排。非电污染物排放标准高,很多非电行业烟气量也不大,同时技术水平也非常低,而且因为前几年极速扩张,因为技术支撑不到位,需求较大。

中国环保产业发展有三个特征:第一环保产业标准变化很快。有些没有根据,但是国家需要就改。有些排放标准和国外相比很夸张,有的行业烟气一台机组就二三十万废气量,而我国二氧化硫排放是50毫克/立方米,国外限值500毫克/立方米。有的行业一台窑炉四五百万气量,而国内排放标准很宽松,所以很不合理,各个行业限值不是真正根据总量要求去修改标准。

第二个特征,我们国家技术的发展跟不上行业的要求。有些技术没有中国科研人员做研究,因为这个行业出现的技术不是太成熟,需要强化研发技术,国家实行政策太超前了,执行的力度和方式不合理。

第三个特征,环保企业是五花八门,有科研院、制造产业转型,有重资产和轻资产型的企业,中国环保产业也是处于一个战略发展时期。环保市场现在变化比较大,如果工业不景气,调控持续,如果电力像钢铁行业一样过剩,就要严格限制电力,那么环保需求端的市场能持续多久?现在看不到太大的危机,因为我们国家环保太剔透了,所以我们认为以后非电行业控制技术将是一个新的发展方向。

延伸阅读:

超低排放之高效双混SCR烟气脱硝技术及工程应用

烟气超低排放脱硫系统单塔脱硫、除尘协同处理技术

火电厂氮氧化物超低排放改造工程实例

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