吳善淦:水泥工業(yè)大氣污染治理超低排放 技術(shù)改造與裝備更新
6月13日,“第十一屆中國水泥節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會——《暨裝備更新論壇》”盛大召開。中國水泥網(wǎng)高級顧問,合肥院教授級高工、原袋委會秘書長吳善淦作《水泥工業(yè)大氣污染治理超低排放技術(shù)改造與裝備更新》主題報(bào)告,探討了如何評價(jià)水泥工業(yè)大氣污染治理技術(shù)的進(jìn)步、水泥工業(yè)大氣超低排放技術(shù)改造與裝備更新、低效失效大氣污染治理設(shè)施排查整治工作方案、水泥工業(yè)大氣污染治理超低排放工程技術(shù)改造、水泥工業(yè)大氣污染物治理設(shè)施的智能化運(yùn)維管理等問題。
一、水泥工業(yè)超低排放技術(shù)改造與裝備更新
水泥工業(yè)環(huán)保壓力不小,1月份生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施水泥行業(yè)超低排放的意見》明確:2025年底前,50%水泥熟料產(chǎn)能完成超低改造,大型國有企業(yè)基本完成有組織、無組織超低排放改造;到2028年底前,重點(diǎn)區(qū)域水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)基本完成改造,全國力爭80%水泥熟料產(chǎn)能完成改造。全國水泥企業(yè)都要執(zhí)行超低排放要求的:水泥行業(yè)全流程顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50mg/ Nm3 。
現(xiàn)在水泥工業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,整個(gè)行業(yè)效益都在大幅下滑,基本沒有什么效益,現(xiàn)階段建議對現(xiàn)有污染治理設(shè)施進(jìn)行改造而不完全是“更新”。
二、關(guān)于《低效失效大氣污染治理設(shè)施排查整治工作方案》
去年11月生態(tài)環(huán)境部制定《低效失效大氣污染治理設(shè)施排查整治工作方案》明確:對鋼鐵、水泥、焦化等涉工業(yè)爐窯行業(yè)全 面排查大氣污染治理設(shè)施;建立排查整治清單,“淘汰一批、整治一批、提升一批”;要淘汰不成熟、不適用、無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的治理工藝。
今年底全國都要完成排查工作,排查內(nèi)容:1.治理工藝的適用性;2.物料平衡計(jì)算;3.污染治理設(shè)施檢查;4.自動控制系統(tǒng)和生產(chǎn)臺賬檢查;5.無組織與非正常工況排放檢查;6.自動監(jiān)測檢查;7.手工監(jiān)測檢查;8.其他檢查(是否有排污許可證)。
水泥工業(yè)污染治理設(shè)施排查整治要求:
1 、除塵設(shè)施運(yùn)行維護(hù)排查整治要求,重點(diǎn)檢查排放濃度、除塵系統(tǒng)阻力、積灰、濾袋更換、濾袋壓差、 過濾風(fēng)速、風(fēng)機(jī)功率、卸灰方式等與除塵設(shè)施運(yùn)維規(guī)范的匹配性;
2 、脫硝工藝及裝備排查整治要求 ,排查重點(diǎn)是企業(yè)煙氣排放特征、脫硝工藝,核實(shí)采用的脫硝工藝與 排放特征是否相匹配,是否與排污許可證載明信息相符。檢查脫硝 設(shè)備管道腐蝕情況,以及脫硝劑流量、溫度、壓差等關(guān)鍵參數(shù)表計(jì) 配備情況,明確氨逃逸不高于 8mg/ Nm3 。
3 、與脫銷要求相似,對脫硫工藝和要求都有明確規(guī)定
三、水泥工業(yè)大氣污染治理超低排放工程技術(shù)改造
水泥工業(yè)主要污染物就是顆粒物、 NOx和SOx;水泥行業(yè)超低排放是指所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)(破碎、粉磨、配料、熟料煅燒、烘干、協(xié)同處置等,以及原燃料和產(chǎn)品儲存運(yùn)輸)的大氣 污染物有組織、無組織排放及運(yùn)輸過程達(dá)都要達(dá)到超低排放要求。
(一)、水泥工業(yè)顆粒物超低排放治理工程
現(xiàn)在的水泥工業(yè)顆粒物污染治理也就是除塵技術(shù)已非常成熟,只是有些早期建設(shè)的企業(yè),有的窯頭、窯尾還在用電除塵,后期也沒改造,電除塵器要達(dá)到顆粒物超低排放難度很大;還有些企業(yè)在建設(shè)過程中為節(jié)省投資采用一些低效袋式除塵器和運(yùn)維過程中不到位,包括配件不按技術(shù)要求采購等,尤其低價(jià)中標(biāo)購買配件,造成顆粒物達(dá)不到超低排放要求。對于這些工程的技術(shù)改造有如下幾條建議:
1 、電改袋技術(shù)方案:
方案一:利用原有靜電除塵器的箱體,將原有電除塵器改造成袋式除塵器;
方案二:設(shè)備更新,拆除原有電除塵器,用一臺全新的袋式除塵器替代原有的電除塵器;
方案三:保留原電除塵器第一個(gè)電場,與后面電場實(shí)施“電-袋復(fù)合除塵器”相結(jié)合。
電改袋成功案例:合肥院去年改造的懷寧上峰5000t/d生產(chǎn)線水泥窯尾除塵器,將電除塵器箱體改造成袋室、增加平臺、欄桿、氣路系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng),采用的是安徽績溪華林玻纖濾料公司的高通量玻纖覆膜濾袋。
2 、濾袋采購和安裝:濾袋是袋式除塵器的核心,一定要采購正規(guī)公司產(chǎn)品,不能用低價(jià)競標(biāo)產(chǎn)品,尤其窯頭、窯尾用的高溫濾袋;濾袋安裝也非常重要。
3 、袋式除塵器的運(yùn)維
袋式除塵器的運(yùn)行和維護(hù)是保證超低排放可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),尤其水泥工藝線的錯(cuò)峰生產(chǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)率低的情況,每次停窯和啟動過程,袋式除塵器都必須嚴(yán)格按操作規(guī)程的要求運(yùn)維,建議改造成智能化運(yùn)維控制系統(tǒng),保證系統(tǒng)長期可靠運(yùn)行。
尤其現(xiàn)在水泥錯(cuò)峰生產(chǎn)的常態(tài)化,設(shè)備開開停停對環(huán)保設(shè)施運(yùn)行帶來很大影響,更需要加強(qiáng)運(yùn)維管理。
4 、無組織排放控制措施
物料儲存、物料輸送、生產(chǎn)工藝 過程等無組織排放源,在保障安全生產(chǎn)的前提下,采取密封等有效控制設(shè)施。無組織排放控制設(shè)施與生產(chǎn)設(shè)施同步正常運(yùn)行, 產(chǎn)塵點(diǎn)及生產(chǎn)設(shè)施無可見煙粉塵外逸,廠區(qū)整潔無積塵。
5 、在線監(jiān)測
水泥企業(yè)一定要檢查環(huán)保部門配備的在線監(jiān)測設(shè)備原理選型是否合理,是否按要求標(biāo)定,是否能夠提供符合標(biāo)準(zhǔn)要求的調(diào)試檢測報(bào)告、技術(shù)驗(yàn)收報(bào)告, 并按照調(diào)試檢測結(jié)果設(shè)置相關(guān)參數(shù)。
(二)、水泥工業(yè)NOx超低排放治理工程
這是水泥工業(yè)大氣污染治理的難點(diǎn),也是投入最大的。水泥企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝煙氣特征,科學(xué)的使用高效適宜的脫硝工藝,淘 汰簡易除塵脫硫脫硝一體化、微生物法脫硝、直接在煙道中噴灑脫硝劑等低效脫硝技術(shù),以及處理機(jī)制不明、無法通過脫硝劑或副產(chǎn) 物進(jìn)行污染物脫除效果的治理技術(shù)。 氨的裝卸、儲存、輸送、制備等過程應(yīng)密閉,并采取氨氣泄漏 檢測措施。
采用 SCR 脫硝的,單層催化劑阻力要求不高于 300Pa,催化劑性能應(yīng)達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。
最近幾年,水泥工業(yè)還搞了很多種SCR脫銷工藝路線,要達(dá)到超低排放要求,還是應(yīng)科學(xué)合理選擇技術(shù)路線,從已經(jīng)投運(yùn)的SCR技術(shù)路線看,“高溫低塵”技術(shù)路線運(yùn)行可靠性要高一些,主要有以下幾大優(yōu)勢:
1、釩鈦系是經(jīng)典和成熟的催化劑,在溫度窗口范圍內(nèi)催化效果好;
2、催化劑用量少,相比較其它方式,用量減少1/2;
3、低塵解決了催化劑的磨損和中毒問題;
4、氨水用量大大減少,也解決了氨逃逸問題,氨 水消耗量小于3.5kg/t熟料;
5、提高余熱鍋爐的換熱效率,減少換熱面清灰次數(shù),穩(wěn)定窯系統(tǒng)工藝參數(shù)。
其它的SCR脫銷工藝路線還需要時(shí)間驗(yàn)證。
以華潤水泥長治5000噸/日項(xiàng)目為例,實(shí)際運(yùn)行參數(shù):
標(biāo)況煙氣量:380000Nm3/h ;
煙氣溫度:310℃;
入口粉塵濃度:100g/Nm3;
入口NOx濃度:500mg/Nm3;
出口粉塵濃度:<10mg/Nm3;
出口NOx濃度:<30mg/Nm3;
氨逃逸:<2.5mg/Nm3 ;
系統(tǒng)阻力:<1000Pa 。
(三)、 水泥工業(yè)SOx超低排放治理工程
水泥工業(yè)的硫氧化物,主要是燃料和其他物質(zhì)在燃燒、分解過程中所產(chǎn)生的,超低排放要求水泥窯的SOx控制在35mg/Nm3以內(nèi),就需要增加尾氣處理設(shè)施,現(xiàn)有主流技術(shù)還是濕式石灰石-石膏法。環(huán)保要求濕法脫硫均需排放廢液廢渣或副產(chǎn)物,石灰/石灰石-石膏、氨 法、鎂法反應(yīng)后漿液 pH 應(yīng)為弱酸性,鈉堿法、雙堿法反應(yīng)后漿液應(yīng)為堿性。禁止將脫硫副產(chǎn)物摻入燃料、原料中燃燒,或不經(jīng)處理隨廢水直排。
四、水泥行業(yè)大氣污染物治理的智能化運(yùn)維
吳善淦表示,水泥工業(yè)超低排放改造進(jìn)入加速階段,除塵、脫硫和脫銷技術(shù)路線繁多,各有利弊;各企業(yè)在超低排放改造工程中應(yīng)根據(jù)自身工藝、管理水平、投資、人才配備和原材料情況,科學(xué)合理的選擇合理的超低排放技術(shù)路線。
目前水泥行業(yè)正經(jīng)歷前所未有的經(jīng)濟(jì)和人才匱乏的困難時(shí)期;環(huán)保是水泥企業(yè)生存的紅線,預(yù)期未來還能生存下來的水泥企業(yè)應(yīng)有長期的發(fā)展規(guī)劃,科學(xué)合理的選擇能夠穩(wěn)定運(yùn)行、技術(shù)成熟、管理方便、運(yùn)行成本低、無二次污染、當(dāng)前還應(yīng)考慮啟停方便和節(jié)能的超低排放技術(shù)路線,尤其對脫銷技術(shù)路線的選擇一定要以長期、可靠運(yùn)行為首選。
編輯:戴冬虞
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