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李俊華:水泥行業超低排放技術應用及面臨挑戰

2021/07/20 來源:中國四方集運客服信息中心 手機看文章 閲讀量:552

此次報告,李俊華主要從水泥工業煙氣污染物排放及標準、水泥行業污染控制工程技術進展和水泥行業超低排放面臨挑戰三個方面展開。......

近年來,隨着水泥行業三大污染物地方排放標準日益嚴格,業界人士不斷探索研究減排技術。目前來看,除塵、脱硫都可達到超低排放要求,只有NOX減排難度較大。為達到脱硝指標,業內行業專家一直深入研究新技術,脱硝技術也呈百花齊放之勢。

那麼,當前水泥行業脱硝技術效果如何?又面臨着哪些挑戰呢?6月29日,清華⼤學環境學院教授李俊華在由中國四方集運客服主辦的“第四屆中國水泥超潔淨排放技術交流大會”上以《水泥行業超低排放技術應用及面臨挑戰》為題帶來精彩報告。

此次報告,李俊華主要從水泥工業煙氣污染物排放及標準、水泥行業污染控制工程技術進展和水泥行業超低排放面臨挑戰三個方面展開。

一、水泥工業煙氣污染物排放及標準

李俊華首先介紹了當前水泥工業煙氣污染物排放治理概況。他表示,國內水泥行業產能大、排放總量大、深度治理技術欠缺。水泥行業超低排放面臨嚴峻挑戰。

而水泥行業污染物地方排放標準日益收緊,部分省市已要求NOx<50mg/Nm3。根據當前的情況,他預測全國水泥氮氧化物預期減排潛力為減排58.52萬噸,減排幅度達到68%。

二、水泥行業污染控制技術及工程案例

案例1.、高硫煙氣深度治理技術在普通水泥的應用

國內水泥行業首套SCR登封宏昌水泥脱硝超低排放工藝路線:低氮燃燒+SNCR脱硝+高温電除塵器+中温SCR脱硝。

宏昌水泥(5000t/d生產線)2018年9月投運,通過環保部門和專家組核查。已運行將近3年,開創中國水泥行業超低排放之先河(A級企業)。宏昌水泥2018年9月投運效果<10mg/Nm3、SO2排放濃度<35mg/Nm3、氮氧化物排放濃度<50mg/Nm3、脱硝效率>90%、氨逃逸≤2mg/Nm3

案例2、 低硫煙氣深度治理技術在特種水泥的應用

鄭州嘉耐特種鋁酸鹽煙氣超低排放工藝路線:低氮燃燒+SNCR脱硝+幹法脱硫+袋除塵+中低温SCR脱硝。

長興南方水泥5000t/d熟料窯中低温SCR脱硝示範工程採用中塵中低温SCR脱硝技術, 於2020年3月開工,並於7月底開始調試運行。實現煙氣氮氧化物排放≤50mg/Nm3

案例3、協同處理固廢煙氣SCR脱硝示範工程

武安新峯2500t/d+2×5000t/d水泥熟料生產線SCR脱硝超低排放工程,三條線均 “高温電除塵器+SCR脱硝一體化技術”。2#、3#線生產線規模為2×5000t/d,承擔每天協同處置生活垃圾800t/d。SCR脱硝工程2019年11月20日投運,脱硝出口NOx穩定控制在50mg/Nm3以內, 氨逃逸<3.5mg/Nm3

協同處理固廢對煙氣SCR脱硝後副產物影響:

窯尾設施對多環芳烴PAHs轉化和去除的影響:煙氣經過袋式除塵器(從P3至P4)時,在超細過濾作用下,顆粒相PAHs去除率達到95%,氣相PAHs去除率為67%;側線NH3-SCR試驗系統(從S1至S2)對氣相PAHs有較好的去除作用(約63%),但對顆粒相PAHs去除作用不明顯(僅5%)。

三、水泥行業超低排放面臨挑戰

李俊華指出,目前,水泥工業煙氣SCR脱硝技術急需解決的是水泥催化劑低温段活性、堵塞、機械強度和複雜煙氣成分的中毒問題。對於如何解決上述四個問題,他給出了以下解決方法:

1、如何提高低温段脱硝催化活性? 他提出脱硝雙活性中心理論,其中氧化還原性是保證低温活性的關鍵。提出過渡金屬協同稀土元素作用思路,突破低温高效脱硝技術瓶頸。

錳摻雜Sn、Ce催化劑

MnOx-SnO2-CeO2催化劑具有優異的SCR活性,在110-230oC範圍內催化劑表現出了接近100%的活性;MnOx-SnO2-CeO2三元催化劑的N2選擇性也明顯高於MnOx-CeO2和MnOx-SnO2

2、如何解決催化劑堵塞問題?水泥煙氣堵塞解決措施為:使用大孔徑脱硝催化劑產品,如13孔催化劑或更大孔;在進入脱硝系統前,煙氣可採取預除塵,去除一定的塵;選擇合理的吹灰方式。

3、如何提高催化劑機械強度?水泥行業煙氣高灰高塵會對催化劑造成磨損:依託工程實驗室開發的新一代催化劑端部硬化技術,抗磨損性能提高一倍以上,且活性不受損失;催化劑機械強度標準進一步提高:在高活性中低温催化劑基礎上,開發的新一代高強度催化劑生產配方和工藝,催化劑強度較傳統催化劑提高50%以上。

4、如何提高抗中毒能力?抗鹼金屬、鹼土金屬中毒催化劑:煙塵鹼金屬含量高,易造成水溶性鹼金屬通過催化劑表面滲透至催化劑內部,對活性中心造成中毒,導致活性下降。針對鹼金屬中毒所開發的催化劑,通過降低鹼金屬與活性位接觸的機會,能夠有效應對鹼金屬所帶來的威脅,抗鹼金屬中毒能力提高6倍。

李俊華表示,“低氮燃燒+SNCR脱硝+高温電除塵器+高温SCR脱硝”技術,“低氮燃燒+SNCR脱硝+幹法脱硫+袋除塵+中低温SCR脱硝”技術,均可實現多污染物超低排放:主要污染物顆粒物<10mg/m3,SO2濃度<35mg/m3,NOx濃度<50mg/m3,為我國重點區域水泥行業超低排放推廣應用提供了關鍵技術支撐。

他認為,“十四五”必將全面推動水泥行業超低排放改造,實現綠色水泥工業發展。此外,水泥行業作為碳排放大户,要積極研發減污降碳協同技術,通過節能增效、低鈣低碳和碳捕集利用多項技術的結合,逐步實現水泥行業碳達峯碳中和。

(責任編輯:梁愛光)

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