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非电行业时代来临 烟气治理难题待解
发布时间:2018-06-02 丨 阅读次数:856

随着电力超低排放逐渐完成,非电行业烟气治理市场渐行渐近。5月7日,生态环境部印发《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》,旨在推动钢铁等行业超低排放改造,打赢蓝天保卫战。

从政策来看,非电行业烟气治理市场今年将开始爆发。据预测,钢铁、水泥、平板玻璃、陶瓷等主要非电行业的大气治理市场空间之和约为1999亿元至3044亿元。一边是潜力无限的市场,一边是缺乏成熟的技术路线,非电行业烟气治理将历经怎样的考验?

在2018钢铁、焦化行业烟气治理技术与应用研讨会,清华大学环境学院教授、博士生导师李俊华谈了自己的看法。

非电行业和电力超低不一样 排放限值及技术不能简单照搬

随着我国燃煤电厂实现超低排放,减排效果显著。非电行业烟气主要污染物排放居高难下,成为大气污染治理重点和改善区域空气质量的关键。

李俊华表示,我国非电行业中钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷等工业产能占世界的半壁江山,但非电行业烟气主要污染物排放长期执行比较宽松的环保政策,造成主要大气污染物排放总量大,大气污染治理的重点转向非电行业成为必然。但不同非电行业的超低排放限值,应该根据不同行业的工艺过程和国内外治理技术的最新进展,制定各自的新技术或最佳可行技术支撑下的各个行业的超低排放限值,而不是照搬电力行业的PM、SO2、NOx排放浓度分别不得超过10、35、50mg/m3的超低排放标准。需要综合考虑最佳制造工艺过程后的主要污染物排放浓度,结合当前先进的末端治理技术的最佳使用效果,才能给出超低排放限值。举例来讲,钢铁烧结烟气末端治理前如果氮氧化物浓度为250mg/m3,结合最有效的SCR脱硝技术,脱硝效率保证80%以上,可望实现50mg/m3超低排放;玻璃行业源头排放是1000mg/m3以上,即使脱硝效率保证80%甚至90%,超低限值也需要在200mg/m3左右。同样,焦化和水泥等重污染工业的超低排放限值的确定,也必须结合各自行业的污染物排放特征及最佳治理技术而定,不能够采用一套超低排放限值。

既有电力超低排放的成功经验,非电行业烟气治理技术能否照搬?李俊华认为,烟气治理是系统工程,涉及到源头减排、过程控制和末端治理,污染物包括硫硝尘常规污染物及一系列非常规污染物,需要实现多污染物高效协同净化。此外,不仅仅是技术问题,还涉及到经济社会等方面的因素。非电行业烟气治理不能简单的照搬电力超低排放。

电力超低排放能够快速有效展开,一是与电力行业烟气治理科学技术基础较好,二是电厂烟气排放条件相对稳定,三是环保电价补贴等激励政策到位,四是电力企业大都是国有公司,整体大数据监管水平较高。多方面因素导致电力企业有超低排放提标改造的积极性,而非电行业与电力行业不一样。

李俊华进一步表示,首先相对于电力,非电行业超低排放改造更复杂。这表现为:一是非电行业排放源众多,包括钢铁、水泥、焦化、有色、玻璃等众多工业;二是各个工业行业的工艺过程不同,排放的污染物种类复杂、流量及浓度差异较大;三是不同工业烟气的温度、湿度及流量、流速等参数波动较大。

再次,技术支撑不足。非电涉及到的每个工业都有各自特点,从技术适应性看,一种技术或一套技术要满足非电各个工业污染源排放特征,实现超低排放难度可想而知。还有经济问题。非电行业环保投入不足,可能是由于某些行业效益不佳,更为重要的是,缺少相应的环保激励政策,超低排放深度治理的企业守法成本高。总之,多方面因素导致非电行业烟气深度治理进展缓慢。

在环境压力和激励政策的推动下,烟气治理市场由电力转向非电是大势所趋,非电行业将是大气治理的下一个主战场。

钢铁超低排放首当其冲 诸多难题待解

今年的政府工作报告中,钢铁行业的超低排放改造被单独提出。生态环境部也明确,2018年我国将启动钢铁行业超低排放改造。

4月25日,河北省印发《钢铁工业大气污染物超低排放标准(征求意见稿)》。《意见稿》规定,现有企业自2020年1月1日起,烧结(球团)的颗粒物、SO2、NOx排放浓度分别不得超过10、35、50mg/m3。钢铁超低排放改造序幕正式拉开。

5月7日,生态环境部办公厅发布关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见的函。《意见稿》明确,新建(含搬迁)钢铁项目要全部达到超低排放水平。到2020年10月底前,京津冀及周边、长三角、汾渭平原等大气污染防治重点区域具备改造条件的钢铁企业基本完成超低排放改造;到2022年底前,珠三角、成渝、辽宁中部、武汉及其周边、长株潭、乌昌等区域基本完成;到2025年底前,全国具备改造条件的钢铁企业力争实现超低排放。此次生态环境部出台全国性的钢铁超净排放改造征求意见稿,吹响了钢铁行业全面超净排放改造的号角。

李俊华表示,钢铁行业作为大气污染物的主要排放大户,SO2年排放量仅次于燃煤电力,氮氧化物和粉尘排放量也排在各类工业污染源前列。此外,钢铁工业比较集中,相对容易管理,这些因素可能是促成钢铁率先开始超低排放改造。如何能够实现钢铁工业烟气稳定超低排放,仍是钢铁企业能否下决心超低排放改造的关键因素之一。

目前,钢铁行业的脱硫、除尘工艺比较成熟,大多数企业也能够实现超低排放相应的指标,在技术路线上也有多种选择。当前钢铁行业烟气治理最大的难点是脱硝。

李俊华坦言,以前钢铁行业氮氧化物特别排放限值(300mg/Nm3)比较宽松,现在超低标准提高到50mg/Nm3后,很多企业难以达标,必须治理改造。目前技术路线主要有三类,一是活性炭吸附/催化多污染物一体化技术,该技术为吸附-解析循环工艺途径,可以实现高效去除二氧化硫、氮氧化物及非常规污染物二噁英和重金属等,我们实施的示范工程烟气排放中,粉尘可以控制在10mg/Nm3左右,二氧化物可以稳定在35mg/Nm3以下,氮氧化物去除效率在80%左右。该技术可以实现脱硫脱硝及二噁英一体化,适应烟气范围较广,而且可实现硫高值化利用;二是高效SCR脱硝技术,在目前钢铁企业已经安装了高效除尘脱硫设施后,可以预见加装SCR会成为主流,存在的问题是烧结烟气温度普遍较低,即使中低温脱硝催化剂稳定工作仍需要在200oC以上,烟气换热后脱硝成为必然。该技术优点是脱硝效率高,占地面积较小;三是通过臭氧氧化技术途径,该技术脱硫脱硝一体化,对烟气中硫适用性较强。

每项技术都有优点,也都有不足和局限性。SCR和活性炭技术需要考虑氨逃逸二次污染的问题,同时SCR脱硝技术要考虑催化剂中毒和再生,活性炭技术占地面积较大,硫资源化途径要因地制宜,此外要特别关注活性炭可能自燃的安全问题。臭氧氧化技术要关注二氧化氮及硝酸盐,减少黄烟逃逸现象和二次污染。此外,臭氧氧化技术要实现超低排放,仍需要提高脱硝效率。同时,我们最近对大量烧结烟气和焦化烟气监测结果表明,烟气中CO和VOCs排放需要引起关注,这类化合物尤其对臭氧浓度贡献较大。

没有最好的技术只有最合适的技术。钢铁超低排放应该根据不同企业特点选择最佳的技术路径,李俊华强调。

各方探索解决方案 积极推进非电行业深度治理

市场尚未成熟,前景却被业内普遍看好。甚至有机构预测,非电行业烟气治理市场将形成千亿“风口”。现阶段如何破冰?污染企业、环保公司、科研机构、政府部门等多方都在积极探索,以期解决非电行业烟气治理诸多难题。

最重要的是改变污染企业对于环保的传统认识,让污染企业认识到环保不仅仅是责任还能带来利益,这样才能激发污染企业环保治理的积极性和主动性。李俊华表示,首先出台有力的支持政策。通过各种形式鼓励企业进行环保治理。除资金支持外,政策还可以从电价、税收、融资和限产等方面细化,从而推动非电行业烟气治理的进展。

其次是环保企业要研发及优化适合不同非电行业的烟气最佳治理技术路线。根据每个行业的特点制定不同的解决方案。同时,鼓励环保企业与污染企业联手,实施定制化技术方案,比如在烟气治理的基础上实施余热回收利用或硫资源化利用,最大限度的实现经济价值,让环保治理成为“有利可图”的事情,激发各方积极性。

对此,李俊华称,在非电行业烟气治理方面尤其是烧结烟气脱硝领域,非电行业仍处于起步阶段。目前市场上各种技术层出不穷,需要积极引导和科学评估,尽量避免企业重复投资改造。为了解决非电行业减排的技术难题,烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室应运而生。

李俊华进一步表示,烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室是国家发改委批复成立,清华大学联合国内优势科研单位及各行业龙头企业共同建设。工程实验室由中国工程院院士郝吉明、岳光溪、贺克斌、RalphYang领衔,围绕改善空气质量和提高产业创新能力为目标,面向钢铁、冶金、建材、石油化工、电力等行业烟气深度减排的重大需求,构建烟气多污染物治理技术与装备工程化研究的国家级创新平台,系统研发工业烟气治理产业发展中的关键材料、核心装备、先进技术和工艺。工程实验室将为非电行业减排提供全面的技术支撑,推动我国烟气污染控制领域的技术进步和产业升级。

“打赢蓝天保卫战,京津冀、长三角、珠三角、及汾渭等重点区域应率先推动非电行业超低。未来三年钢铁、焦化、建材、石油化工等重点行业应实施全过程氮氧化物减排技术并进行高效脱硝改造。同时加快炭素、砖瓦、铸造、铝型材、铁合金等行业减排。污染企业、环保企业及科研机构多方要一起努力,为我国钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷等非电行业超低排放深度治理不断探索新途径!”李俊华最后表示。

来源:北极星环保网