关注两会雾霾议题：探寻“好用不贵”的超低排放创新技术

2016年3月3日，备受瞩目的全国两会正式拉开帷幕。但令人遗憾的是，会议还未开始，北京的天气就再度遭遇雾霾，干脆利落地为本次会议上最受关注的环保热点议题之一——“雾霾治理”做足了铺垫。

眼下，中国面临的雾霾问题已经相当严重，如同恶性肿瘤一样反反复复，至今未能根本性地解决问题。论及雾霾产生的原因，工业和民用燃煤造成的SO2、NOX、CO2、粉尘等排放则是公认的罪魁祸首之一。其中，火电、热电、钢铁、玻璃、水泥、焦化冶金等行业通过锅炉或窑炉废气排放造成的污染尤为严重。同时，大湿法脱硫(石灰石膏法为主)加剧气溶胶排放、石膏抛弃时产生飞灰和二次污染等更是很大程度上直接造成了固体颗粒物进入大气，在雾霾“久治不愈”的问题上无疑担有重要责任。

当然，没有一家企业希望造成这样的结果，毕竟环境污染的代价包括了企业主自己和家人的健康。但是，由于市场上使用的、从国外引进的主流烟气治理技术存在着工艺局限性，在国家倡导超低排放标准下，用户必须担负高额的采购费用和使用费用，这就导致环保治理难以开展、甚至造成越治理雾霾越严重的尴尬局面。

但是，这样的困局真的无法破解吗?其实不然。想要从根本上解决工业烟气排放导致的雾霾问题，关键其实在于找到既能实现超低排放，又能让用户用得起、乐意用的烟气脱硫脱硝治理技术。因此，在本文中，我们将针对适用电厂锅炉烟气以及玻璃厂、水泥厂窑炉烟气超低排放的常用技术问题进行分析探讨，并向大家推荐一种可实现超低排放的、初期投资合理、运行成本为零甚至产生经济效益的脱硫脱硝一体化治理技术方法，从而探寻能根本解决雾霾难题的最优方案。

常用烟气治理工艺路线例举及其利弊简析

1. 常用工艺

(1)脱硫工艺

石灰(石)—石膏法技术工艺是采用石灰(石)浆液作为吸收剂，在脱硫塔中与SO2进行吸收反应和鼓入空气进行氧化反应，生成硫酸钙石膏。该法是从国外引进的，脱硫技术比较成熟，脱硫效率比较高(>90%)，设备运行转率较高，目前我国火力发电厂大部分采用这种技术。

弊端：石灰(石)—石膏法脱硫设备占地面积大、电耗大、初投资和运行费用大、终止物石膏销售困难(若抛弃后易产生二次污染)，该法工艺烟气排放产生的气溶胶易增加雾霾程度。当2017年需要超低排放时，即使增加一个塔(或增加塔的高度)、即使用户承担很大的运行费用，也很难连续维持超低排放环保要求。

(2)脱硝工艺

选择性催化还原法SCR法是在烟道中的300～400℃有催化剂下，喷入氨水，使烟气中的NOx换变成N2和水排放掉。该法是从国外引进的，脱硝技术比较成熟，脱硝效率比较高(>80%)。目前我国发电厂锅炉及其他窑炉大部分采用这种技术。

选择性非催化还原法SNCR法是在锅炉950-1050℃下喷入氨水，使烟气中的NOx换变成N2和水排放掉。该法是从国外引进的，投资较低的、脱硝技术比较成熟的技术。

弊端：SCR法脱硝必须将烟气温度提升到300～400℃，总投资高;所用催化剂一般2～3年就中毒，更换非常麻烦(没有备用时更换需停炉造成损失)，中毒后的催化剂没有好的方法处理，产生了二次污染问题。该法极易在排放的烟气中形成氨气溶胶，加重雾霾现象。

SNCR法的弊端也很明显。首先，脱硝效率比较低(≤50%);第二，因只有锅炉才有比较接近950-1050℃温度，很多窑炉通常都高于以上温度，故SNCR法在窑炉上使用困难。第三，往往因控制不好喷氨量，SNCR法生成铵盐后容易造成炉后热交换器等堵塞而影响锅炉性能。第四，因消耗大量的氨水，使运行费用很大。第五，向空中排放大量的N2使大气氮氧比例失衡所造成的后续问题不可预测。第六，该法也极易在排放的烟气中形成氨气溶胶，加重雾霾现象。

总而言之，不管是用以上几种方法还是其他技术工艺，经过增加工艺过程的量，基本上都能做到超低排放要求，但极高的运行费用、催化剂中毒产生的二次污染和追加的处理费用等问题是用户无法接受的，以上问题已经严重制约了这几种技术的推广使用。

2. 部分行业工艺分析

(1)玻璃窑炉的技术工艺

玻璃行业的几个特点;一是玻璃生产过程中加入芒硝、纯碱等使烟气成分复杂。二是多数玻璃生产线燃用石油焦粉等劣质燃料，使烟气二氧化硫，氮氧化物浓度很高，有的达到5000 mg/Nm3。三是窑炉动态换火时二氧化硫、氮氧化物、粉尘都会发生剧烈变化。四是窑压平衡一旦破坏将导致玻璃品质出现瑕疵甚至整窑玻璃报废。

目前，已经使用的玻璃行业烟气治理技术工艺基本上在石灰(石)—石膏法脱硫+SCR脱硝工艺上进行变化。比如有的从余热锅炉中抽取300-400℃的烟气进入SCR反应器，再进入石灰(石)—石膏法脱硫塔;有的先将烟气升温后进入SCR反应器脱硝+石灰(石)—石膏法脱硫塔+汽水分离装置+布袋除尘器工艺;有的先将烟气升温后进入SCR反应器脱硝+石灰(石)—石膏法双塔脱硫+湿电除尘器。

弊端：以上工艺存在的最大问题是;投入大、运行费用高。一台600吨/日浮法玻璃生产线脱硫脱硝除尘全套近2000万元，每年运行费用近800万元。还没考虑催化剂中毒更换和处理费用。一般用户根本无法接受这个代价。

(4)水泥窑炉的技术工艺

水泥窑炉的特点：一是烟气氮氧化物浓度比二氧化硫浓度高，主要以脱硝为主。二是粉尘浓度高，其中粉尘结垢性强。三是烟气氮氧化物浓度变化起伏大且频繁。

目前我国水泥行业唯一采用的是选择性非催化还原法SNCR法脱硝。

弊端：因采用SNCR法脱硝效率低，国家将水泥行业氮氧化物排放标准下调降到320mg/Nm3。但现在雾霾越来越严重，相信很快就要将标准提高甚至要求脱硫和超低排放。到时只有取创新技术和采用布袋除尘，降低粉尘浓度，才能让企业生存下去。

雾霾治理的出路——技术创新

我国环保行业一直走的是花大价钱引进国外技术的思路，技术核心都是别人的，基本上忽略了我国自主创新路径。实际上这几十年来不乏自主创新的技术和人才，但由于各种原因很多都被淹没掉了，只有寥寥可数的几个技术经过多年打拼和奋斗，克服重重阻力走向市场，侥幸存活下来。

分析我国环保治理现状出现的问题，主要还是目前的技术已经不能适应中国复合型雾霾环境和史上最严厉的新环保标准。比如上述的石灰(石)-石膏法脱硫和SCR法脱硝。

因此，为了确保治理雾霾效果，必须尽快开发具有自己知识产权的、买得起更用得起的、投资省的、运行费用低的、无二次污染的、能变废为宝的、可循环再利用的、能产生经济效益的、适合我国国情的新工艺技术。

将废气变成宝贝，用户脱除效率越高，效益也越大，不用环保局监督，用户自己就会自觉自愿的连续的、高效率的运行，从而出现对用户有利、对国家有利、对环保厂家有利的“三有利”良性循环状况。

创新技术推荐：半干式氧化吸收法脱硫脱硝一体化技术

为了治理雾霾，达到超低排放和三有利状况，经过二十多年的刻苦专研，上海泾恬环保科技有限公司(www.dxjttech.com)采用半干式氧化吸收法进行脱硫脱硝一体化专利技术，结合电布型除尘器，完全可以达到超低排放标准，并做到总投资小于石灰石膏法+SCR法组合投资、运行费用为负值(即终止物销售掉去除所有运行费用后能产生经济效益)，甚至几年后能收回工程投资。

为缓解地球变暖和厄尔尼诺的发生，该技术还能做到80%以上脱碳效率，终止物销售后更能产生很高的经济效益。

氧化吸收法就是在WOA洗涤塔内将烟气中NO氧化成NO2，再利用碱性液体吸收成为各种盐，从而达到烟气脱硫脱硝目的。根据不同需要，采用不同碱性液体，得到不同盐，其工艺流程和终止物销售价格也有所不同，经济效益也有所不同。

脱硫脱硝一体化是采用氧化吸收法专利技术工艺，吸收烟气中的二氧化硫、氮氧化物，生成含有亚硝酸钙的石膏。因亚硝酸钙是延长水泥寿命的高级添加剂，销售给水泥厂的石膏远远超过单纯卖石膏的价格，给用户带来经济效益。

如果考虑脱碳硫硝一体化同时脱除时，产生大量的轻质碳酸钙(少量其他钙盐)可以用于现在发电厂的石灰石-石膏法脱硫工艺中，因此不用发愁销售问题。碳酸钙市场价格为300元/吨，即使按200元/吨核算，销售后也能产生很大经济效益。

经过对电厂、水泥厂、焦化厂、钢铁厂、玻璃厂、化工厂等案例的分析计算，脱硫脱硝一体化的终止物销售后(特别是考虑脱碳后)，去除运行成本，预测基本上每种行业都可以在2-3年内收回废气治理投资成本。

从技术上讲，根据我们所做脱除多种烟气实践监测中发现，不仅技术上、经济上远超过目前国际上试验的碳捕捉封存技术。特别是脱碳的同时，顺便将二氧化硫、氮氧化物一起脱除，而且能达到超低排放标准。这一点目前还没有见到过媒体报道。

新技术带来的好处

1.真正稳定做到超低排放，极大减少雾霾程度，减少空气污染对人类的损害。

2.变废为宝，变投入为产出，降低了用户负担，使用户的投入变成投资和回报，增加了用户的经济效益。可将以前的政府补贴转为补贴循环再生利用、风电、光伏等新能源领域。

3.一次性将硫氮碳全部脱除并有收入，用户会自觉自愿的进行废气治理，从根本上消除偷排造假的行为，减少了用户的心里压力和环保部门的工作量。形成社会效益和经济效益同步发展的局面。

4.已经投产的石灰(石)-石膏法脱硫的电厂使用脱碳终止物碳酸钙进行脱硫，不用再购买从自然矿产的石灰物质了，避免了新的二氧化碳排放污染现象，没有增加大气总体二氧化碳绝对量，减少了二氧化碳污染，也就减缓了全球气候变暖速度。

脱硫脱硝超低排放技术经济举例说明

1.一台600MW燃煤机组

(1) 有关技术参数

(2) 运行经济核算

(3) 投资

600MW燃煤机组超低排放项目设备总投资(含50米烟道、不含土建);小于5000万元。

以上案例结果表明，达到烟气超低排放指标，粉尘5mg/Nm3,二氧化硫35mg/Nm3, 氮氧化物50mg/Nm3,抵消所有运行费用后，副产品销售每年能赚取1616万元，预测3年内能收回工程投资。

2. 二台600T/D玻璃窑炉

(1) 有关技术参数

(2) 运行经济核算

(3) 投资

2台600T/D玻璃窑炉二炉一塔形式，超低排放项目设备总投资(含50米烟道、不含土建);小于2000万元。

以上案例结果表明，达到烟气超低排放指标，粉尘5mg/Nm3,二氧化硫35mg/Nm3, 氮氧化物50mg/Nm3,抵消所有运行费用后，副产品销售每年能赚取580万元，预测3年内能收回工程投资。

结语

通过以上介绍和推荐的技术及其案例简析可以看到，火电厂、玻璃厂等企业完全可以通过将“环保投入”变为“环保投资”并快速收回成本的创新技术，而实现烟气超低排放与有益企业经营这两个目标一举两得的效果。

而作为环保企业，要想真正做到彻底治理雾霾，还子孙后代一个蓝天白云和健康的身体，必须要跳出传统的“高投入高运行搞环保”思路，寻求真正能在效益和效果上均为用户带来环保好处的创新技术，不仅要能达到超低排放，更要让用户买得起更用得起。

2016年将是“中国智造”快速崛起的一年，而在环保行业，我们也同样有能力打造“中国智造”品牌企业，用我们自己的先进知识产权去解决全国乃至世界的环保问题。只要不断在技术上开拓创新，相信人类历史污染最严重的、范围最广的环境难题——复合型雾霾，将在不久的未来会被中国人自己的技术顺利攻克。

作者简介：李湘忠 性别 男 1960年8月16日出生 职务 总工程师

1986年湖北电大毕业 理工科 2001年中国人民大学MBA硕士结业

1995年开始从事废气治理治理研究工作至今。

曾经获得废气脱硫脱硝方面多项国家实用新型专利和国家发明专利。

工作单位：上海泾恬环保科技有限公司