為什么為水泥窯開(kāi)發(fā)LCR脫硫脫硝技術(shù)?
隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán),我國(guó)煙氣脫硫脫硝市場(chǎng)進(jìn)入一個(gè)較快的發(fā)展階段,國(guó)家對(duì)包括水泥在內(nèi)的各工業(yè)企業(yè)脫硝減排的要求越來(lái)越嚴(yán)格。這對(duì)包括水泥在內(nèi)的工業(yè)爐窯工藝裝備、污染治理技術(shù)和環(huán)境管理水平提出了更高的要求。
目前,我國(guó)工業(yè)大氣污染物的排放來(lái)源以煤電、鋼鐵和水泥等工業(yè)為主。僅以氮氧化物排放來(lái)說(shuō),煤電工業(yè)已經(jīng)完成氮氧化物超低排放改造,鋼鐵工業(yè)正在逐步推進(jìn)超低排放技術(shù)改造,水泥工業(yè)已經(jīng)遠(yuǎn)超煤電和鋼鐵工業(yè),成為我國(guó)工業(yè)氮化物排放第一工業(yè)來(lái)源。
水泥工業(yè)煙氣脫硝控制措施,已經(jīng)成為了是否能打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的關(guān)鍵。我國(guó)現(xiàn)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915-2013)關(guān)于氮氧化物在重點(diǎn)地區(qū)的特別排放限值為320mg/m3,遠(yuǎn)高于煤電工業(yè)氮氧化物 50mg/m3的超低排放限值。
2020 年以來(lái),河北省、安徽省、河南省等地區(qū)相繼出臺(tái)地方水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),氮氧化物排放限值進(jìn)一步降低為100mg/m3,水泥工業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步收緊,將是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。水泥工業(yè)已經(jīng)被國(guó)家列為“十四五”期間氮氧化物減排重點(diǎn)行業(yè)之一。如何有效降低水泥工業(yè)氮氧化物排放,成為現(xiàn)階段水泥工業(yè)綠色發(fā)展面臨的重大課題。
水泥煙氣脫硝治理方式可以分為前端治理和末端治理兩種途徑。主要包括:低氮/分級(jí)燃燒、選擇性非催化還原SNCR、選擇性催化還原SCR、液態(tài)催化還原LCR、熱碳還原等等。
低氮/分級(jí)燃燒是前端處理,利用工藝手段從源頭上降低NOx。該技術(shù)一般能降低30%~50%的氮氧化物排放量,但是難以滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)效率,且分級(jí)燃燒并不是對(duì)所有爐膛都適用,有可能引起爐內(nèi)腐蝕和結(jié)渣,降低燃燒效率。
SNCR 脫硝技術(shù)工藝與裝備簡(jiǎn)單,國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線都已經(jīng)運(yùn)用了該技術(shù),但SNCR脫硝效率較低,一般為60%左右,僅能滿足現(xiàn)行《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,不能滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí),SNCR技術(shù)氨水用量較大,利用率僅為50%~60%,且存在氨逃逸現(xiàn)象,氨排放容易超標(biāo)。
另外,SNCR 脫硝技術(shù)可能產(chǎn)生副反應(yīng)。如對(duì)燃煤的品質(zhì)有一定要求,一般情況下燃用高硫煤種,NH3與燃煤產(chǎn)生的SO3反應(yīng),生成硫酸氫銨(NH4HSO4),堵塞或腐蝕下游設(shè)備。再者,為了追求更高脫硝效率噴入的過(guò)量氨會(huì)逃逸或被氧化生成新的氮氧化物,且大量過(guò)量氨水的噴入也存在較大的安全隱患。
SCR脫硝技術(shù),脫硝效率可達(dá)89%~90%,能夠滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)SCR脫硝反應(yīng)器安裝位置的不同,可以分為3種不同的工藝流程,即高溫高塵布置方式、高溫低塵布置方式、低溫低塵布置方式。目前,工業(yè)應(yīng)用的大多數(shù)技術(shù)成熟且性能可靠的煙氣脫硝催化劑的適宜溫度范圍為320℃~420℃,因此SCR脫硝反應(yīng)器大多選擇高溫高塵布置。
但是,在高溫高塵煙氣中,催化劑面臨著容易磨損、堵塞等問(wèn)題,甚至引起中毒和失活現(xiàn)象,運(yùn)行不穩(wěn)定。同時(shí),其投資、運(yùn)行成本較高,廢棄的催化劑還為危險(xiǎn)廢物,處置難度大且處置成本高,水泥工業(yè)SCR脫硝技術(shù)仍需要進(jìn)一步改善。
綜上,水泥行業(yè)脫硝面臨的主要障礙有煙氣末端治理溫度較低,常見(jiàn)為100℃左右,此溫度條件下目前沒(méi)有可實(shí)現(xiàn)超低排放的脫硝技術(shù);現(xiàn)有低氮燃燒、SNCR脫硝效率低,不能滿足超低排放要求;現(xiàn)SCR脫硝在高溫高塵煙氣中,催化劑易磨損、堵塞,甚至引起中毒和失活,運(yùn)行不穩(wěn)定等。而且,就算控制系統(tǒng)再先進(jìn),氨逃逸和氮氧化物排放,始終存在蹺蹺板效應(yīng),很難做到同時(shí)超凈排放。
面對(duì)這樣的行業(yè)現(xiàn)實(shí),在創(chuàng)業(yè)板上市的蘇州仕凈科技股份有限公司依托自身的技術(shù)積累,針對(duì)氮氧化物排放難題積極研究:
1:破解工業(yè)煙氣低溫(200℃以下,甚至常溫)脫硝技術(shù)難題,打破現(xiàn)有脫硝技術(shù)很難全方位滿足超低排放要求的技術(shù)壁壘,為水泥等各工業(yè)行業(yè)綠色發(fā)展提供保障。
2:研發(fā)工業(yè)煙氣脫硫、脫硝、除塵功能高度集成的一體化工藝與設(shè)備,同時(shí)實(shí)現(xiàn)工業(yè)煙氣塵、硝、硫的超低排放。
3:尋找自己的專(zhuān)利催化劑復(fù)合成份脫硝。
經(jīng)過(guò)不懈的努力,最終開(kāi)發(fā)出LCR脫硝技術(shù),其同時(shí)可以做到脫硫脫硝除塵一體化,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)水泥等工業(yè)煙氣塵硫硝的超低排放。相對(duì)傳統(tǒng)的脫硝技術(shù)而言,LCR脫硝融合了吸收、催化還原等再生技術(shù),可實(shí)現(xiàn)由氮氧化物變成H2O和N2,無(wú)二次污染,該技術(shù)具有中低溫高效特點(diǎn),同時(shí)也能做到常溫脫硝,氮氧化物排放最低可以降到10mg/Nm3以下,同時(shí)其投資成本、運(yùn)行成本較低。裝置建成后,至少能達(dá)到NOx≤50mg/Nm3,SO2≤35mg/Nm3,顆粒物≤10mg/Nm3,氨逃逸達(dá)到NH3≤5mg/Nm3。在A級(jí)企業(yè)評(píng)選的幾個(gè)主要指標(biāo),都做到了超凈達(dá)標(biāo)排放。
【LCR】釋義: 即Liquid Catalytic Reduction是某上市公司自主研發(fā)的低溫液態(tài)催化脫硝技術(shù),該技術(shù)以定制化液態(tài)脫硝催化劑配方為核心,以專(zhuān)有設(shè)備的方式對(duì)NOx進(jìn)行整體處理。LCR脫硫脫硝一體塔即在該系統(tǒng)中集成了脫硫、脫硝等功能。
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