脫硝、協(xié)同處置與無鉻化是水泥清潔生產(chǎn)重點
《方案》要求在水泥行業(yè)重點推廣水泥窯氮氧化物減排技術、水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術以及水泥窯窯襯使用無鉻耐火材料(磚)等技術。預計到 2015 年,技術普及率分別達到80%、5%和70%,可實現(xiàn)減排氮氧化物約135.4萬噸/年;協(xié)同處置城市生活垃圾、消納污泥(含水80%)及工業(yè)廢物(危險廢物)約1890萬噸/年;節(jié)能約221.2萬噸標準煤/年,減排二氧化碳約553.1萬噸/年、減排二氧化硫約31萬噸/年;減少使用含六價鉻耐火材料12.6萬噸/年。
一、水泥窯氮氧化物減排技術
1.1節(jié)能型多通道低氮燃燒器技術
該技術采用新型結構,增加燃燒器風道,最內層凈風出口處裝有可調換、角度不同的旋流器,最外層外流凈風管端部裝有一組可調換的環(huán)形噴嘴口。通過靈活調節(jié)可實施組織燃燒,利用該技術降低火焰燃燒過程中的溫度不均齊性,控制熱力氮氧化物因局部的高溫而大量形成,減少氮氧化物的形成量。
與傳統(tǒng)工藝技術相比,該技術通過增加低氮燃燒自主研器,使一次風量僅占燃燒空氣量的8-10%左右,實現(xiàn)能耗降低 1-3%,NOx 削減效率可達 5-10%。
1.2分解爐分級燃燒技術
分解爐采用助燃空氣分級或燃料分級燃燒技術,利用助燃風的分級或燃料分級加入,降低分解爐內燃料NOx 的形成,并通過燃燒過程的控制,盡可能還原爐內的 NOx,從而實現(xiàn)NOx減排。
與原有工藝技術相比,該技術通過對分解爐燃燒方式的改進,實現(xiàn)在分解爐 自主研發(fā)內燃燒過程中降低NOx 的形成,NOx 削減效率可達10-30%左右。
1.3選擇性催化還原(SNCR)脫硝技術
設立氨水或尿素(溶解液)輸送泵站。氨水或尿素溶解溶液經(jīng)過濾后,經(jīng)加壓進入流量調節(jié)閥和流量計,經(jīng)計量的溶液進入噴嘴,在噴嘴內與壓縮空氣混合,霧化后在分解爐的中下部(約850-1050℃) 噴入,在有部分氧存在的條件下,發(fā)生定向還原反應,實現(xiàn)NOx減排。
該技術通過在分解爐的中下部噴入氨水或尿素溶解液,與分解爐內煙氣充分混合, NOx發(fā)生化合反與應將其還原成氮氣和水,大幅度地削減 NOx 的排放,NOx 削減效率可達 30%~50%。
按目前水泥企業(yè)實際排放平均水平考慮,采用該組合技術后,可實現(xiàn)噸熟料減排氮氧化物約 1.2千克(按排放濃度≤500mg/Nm3考慮)。以1條規(guī)模 4000噸/日熟料生產(chǎn)線為例,采用本項技術,按排放濃度≤500mg/Nm3 計算,每年可實現(xiàn)減排 NOx約1488噸,具有顯著的氮氧化物減排效果。該技術開始產(chǎn)業(yè)化應用,潛在普及率100%,預計到 2015年有約80%的生產(chǎn)線使用該技術,按約有11.2億熟料產(chǎn)能計算,可實現(xiàn)年減排NOx約134萬噸。
二、水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術
2.1水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術
對垃圾進行預處理,預處理后的垃圾作為可替代燃料或充分利用各種垃圾焚燒爐(包括氣化爐)焚燒產(chǎn)生的氣體(含有熱量、飛灰)及灰渣,將其直接用于水泥新型干法窯生產(chǎn)。根據(jù)水泥窯高溫、堿性物質多等生產(chǎn)特點,吸收在焚燒垃圾過程產(chǎn)生的二惡英等有害酸性物質,大幅度削減有害物質產(chǎn)生。同時焚燒的灰渣可作為原料,通過配料、煅燒進入水泥熟料中。
減少城市生活垃圾對環(huán)境的污染。與垃圾焚燒比,可以大量減少二惡英等有害物質的產(chǎn)生,沒有垃圾殘渣和飛灰產(chǎn)生,可替代部分原、燃料,實現(xiàn)城市垃圾“無害化、減量化、資源化”,是解決當前城市垃圾的有效途徑。利用水泥生產(chǎn)線協(xié)同處置垃圾,其投資比建一套同等處理規(guī)模的垃圾焚燒發(fā)電廠投資低。
采用該技術可實現(xiàn)噸熟料處置垃圾平均約80千克,噸產(chǎn)品節(jié)約10.9千克標準煤,噸產(chǎn)品減排 CO2 約27.3千克 ,噸產(chǎn)品減排SO2約1.5千克。以5000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例,年可處理垃圾12.4萬噸生活垃圾,可實現(xiàn)年節(jié)約1.35萬噸標準煤(與垃圾熱值有關);實現(xiàn)減排CO2約3.4萬噸,減排SO2約1890 噸。目前該技術只有1-2家企業(yè)工業(yè)化試生產(chǎn),潛在普及率 10%,預計到2015年,推廣普及率可達到 5%以上,熟料產(chǎn)能約0.7億噸,年實現(xiàn)處理垃圾560萬噸。每年可節(jié)約76.3萬噸標準煤, 實現(xiàn)減排CO2、SO2各約190.8萬噸、10.7萬噸。
2.2水泥窯協(xié)同處置污泥技術
該技術利用水泥窯生產(chǎn)產(chǎn)生的余熱干化污泥(直接干化技術或間接干化技術,將含水80%的污泥干燥至含水30-40%),之后送入水泥窯尾煙室焚燒,替代部分燃料和原料。焚燒污泥過程產(chǎn)生的二惡英等有害物質,經(jīng)水泥窯分解爐、預熱器和生料磨系統(tǒng)的吸收處理后,大幅度削減。污泥中的重金屬隨焚燒灰渣作為原料通過煅燒進入水泥熟料而達到固化。
干化污泥作為水泥窯替代原、燃料進入窯內焚燒,能有效處置污泥的同時兼顧了水泥生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗及氮氧化物減排。實現(xiàn)城市污泥“無害化、減量化、資源化”處理,減少城市污水處理廠污泥填埋對地下水以及對城市環(huán)境的污染,是解決當前城市污泥的有效途徑。
采用該技術可實現(xiàn)噸熟料產(chǎn)品處置污泥(干化)平均約100千克,節(jié)約9.7千克標準煤,噸產(chǎn)品減排CO2約 24.3千克,噸產(chǎn)品減排SO2約1.4千克,減排NOx約0.2千克。以6000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例,利用水泥窯協(xié)同處置污泥,可年處置市政污泥18.6萬噸(含水率80%),可實現(xiàn)年節(jié)約1.8萬噸標準煤,年減排CO2約4.5萬噸、SO2約2520噸、NOx約372噸。目前該技術有2家企業(yè)進行工業(yè)化試生產(chǎn),潛在普及率20%,預計2015年普及率達到5%以上,熟料產(chǎn)能約0.7億噸,可協(xié)同處置污泥量約700萬噸,年節(jié)約67.9萬噸標準煤,年實現(xiàn)減排CO2、SO2各約169.8萬噸、9.5萬噸,減排NOx約1.4萬噸。
2.3水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物技術
水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物主要包括:(1)將工業(yè)廢塑料、廢皮革 、廢橡膠、漆渣、污染土、釀造廢渣等破碎、調配、計量等預處理后送入窯頭、分解爐或窯尾煙室焚燒,替代部分燃料或原料,焚燒后殘渣進入水泥熟料。(2)將工業(yè)廢酸液、廢堿液 、有機溶劑(廢棄農藥)、乳化液、礦物油等調配、計量預處理后送入窯頭焚燒,實現(xiàn)處置或部分燃料替代。(3)將危險廢物送入窯爐1100℃以上區(qū)域焚燒(窯尾煙室等),達到徹底焚毀有害物的目的。
該技術在減少有機化學物質或有毒有害工業(yè)廢物對環(huán)境污染的同時,利用有些可燃物質替代部分燃料,焚燒后的殘渣進入水泥熟料中,實現(xiàn)工業(yè)廢物“無害化、減量化、資源化”的處理。與專業(yè)焚燒裝置相比,在處置廢物類別范圍內具有更低的建設投資(低約60%);更經(jīng)濟的運行成本(低約40%);更少的污染物排放、更高的熱資源利用效率。
采用該技術可實現(xiàn)噸熟料產(chǎn)品處置工業(yè)廢物平均約50千克,節(jié)約標煤約6.1千克,噸產(chǎn)品減排CO2約15.3千克,噸產(chǎn)品減排SO2約0.9千克。以4000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例,用水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物(有毒有害),年可處置約6.2萬噸,實現(xiàn)資源替代達到年節(jié)約礦物資源1.7萬噸,部分低熱值工業(yè)廢物的利用實現(xiàn)年節(jié)能折標準煤約0.8萬噸,年實現(xiàn)減排CO2、SO2 各約2.0萬噸、1120 噸。目前該技術剛開始產(chǎn)業(yè)化應用,潛在普及率15%,預計2015 年普及率達到約5%以上,熟料產(chǎn)能約0.7億噸,年實現(xiàn)處理廢棄物350萬噸??蓪崿F(xiàn)年節(jié)標準煤約萬42.7萬噸,減排CO2、SO2各106.8萬噸、6.0萬噸。
三、水泥窯窯襯使用無鉻耐火材料(磚)技術
采用鎂鋁鐵(或鎂鋁、鎂鐵)復合尖晶石磚替代目前水泥行業(yè)常用的鎂鉻質耐火材料(磚),實現(xiàn)水泥窯窯襯使用無鉻堿性耐火材料(磚)替代含鉻堿性耐火材料(磚)。
該技術消除了水泥企業(yè)在運輸、儲存、生產(chǎn)及使用各環(huán)節(jié)可能存在的含鉻耐火材料六價鉻殘留引起的環(huán)境污染風險。同時可延長了水泥窯窯襯使用壽命,提高窯的運轉率約10-20%。
按每條窯高溫帶平均所需耐火材料約200噸計,約60%使用鎂鉻質耐火材料,則平均每臺窯使用約120噸。該技術目前行業(yè)普及率約為30%,潛在普及率100%,預期到2015年推廣普及率提高到70%,每年可減少約12.6萬噸含鉻材料對環(huán)境的影響。
編輯:方運田
監(jiān)督:0571-85871667
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