大气治理

SCR脱硝技术在水泥行业超低排放中的应用与进展

2020-02-25 11:34:16 中创清源

水泥行业是我国重要工业行业

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我国水泥行业产能巨大,2018年产量达21.77亿吨,占全球总产量的56%。随着近些年行业朝着大型化发展,生产工艺技术持续改进,国内诞生了一大批知名企业。但与此同时,需要看到,在水泥行业持续发展的同时,其也向大气中排放了大量的污染物,据统计,每年水泥行业企业向大气排放NOx 85.12万吨、颗粒物5.32万吨、SO210.64万吨,是当前我国第一大工业NOx排放源。

水泥行业现行排放标准

国家近年来逐步加大对水泥行业大气污染物排放治理力度。国家现行标准《水泥工业大气污染排放标准》GB4915-2013规定,水泥窑烟气在基准氧含量10%的条件下,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别要达到30mg/m3、200mg/ m3、400mg/ m3以内,重点地区企业执行特别排放限值,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别要达到20mg/m3、100mg/m3、320mg/m3以内。特别是近几年来,随着电力行业逐步实现超低排放,包括京津冀及周边地区、长三角等地区陆续出台地方标准,进一步严格了水泥行业的污染物排放控制标准,提出了各地的超低排放标准,小编也及时收集了相关的信息,见下表。

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水泥行业脱硝技术选择

在现行国标要求下,水泥行业普遍采用SNCR技术实现氮氧化物的脱除。该技术具有改造简单、投资成本低等优点,基本能够满足现行标准下排放要求。但由于行业内一般不进行NH3逃逸的监测,行业内NH3逃逸超标问题突出。2019年度清华大学环境学院及烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室在部分地区进行了现场检测,发现行业内NH3逃逸超标问题严重,部分企业烟气出口NH3逃逸甚至超过了NOx的浓度。

在各地陆续提高排放要求的背景下,使用SCR技术成为水泥行业实现NOx超低排放的主要选择。经过多年在国内外的实践应用,SCR脱硝技术展示出了高效可靠的脱硝能力。目前,国外已经有数十家企业完成了水泥SCR脱硝改造,并表现出优异的脱硝性能。

工程示范

2018年,在清华大学和国家工程实验室支持下,公司与西矿环保共同合作,在河南宏昌水泥5000t/d生产线上开展了国内首台套水泥行业SCR脱硝超低排放示范工程。该项目除了工程方面的难题外,SCR催化剂应用也遇到了较大的困难:首先是烟气中灰尘量大,其原烟气灰尘量大于80g/Nm3,即使经过预除尘处理,脱硝入口尘含量仍旧有50g/Nm3;其次,烟气中粉尘粒径小,粘性大,因此很容易造成催化剂堵塞;再者,烟气粉尘中碱(土)性金属成分含量高,含有大量的CaO、K2O、Na2O、重金属等物质,其中CaO 更是高达40%以上。

公司的技术支持方清华大学和工程实验室是国内水泥行业脱硝治理的先行者,近些年在系统考察国外项目基础上,吸取了水泥脱硝过程中的经验,通过长期自主研发,开发出了适用于水泥行业的专用脱硝催化剂体系。在该项目中,公司选用13孔脱硝催化剂,并根据项目烟气情况设计相应的配方,能够抵抗碱(土)金属及其他物质的影响,满足寿命期内的活性要求。项目于2018年10月投运,截至目前已经连续运营长达16个月时间,始终能够稳定运行,受到了业主单位的好评。下图是2019年8月份停机检修时催化剂照片。项目投运后,先后受到郑州市相关领导及生态环境部相关领导的视察。

生态环境部邹首民司长到厂调研水泥SCR脱硝运行情况

中创清源是目前水泥脱硝催化剂行业的领跑者,截至2020年1月,除宏昌水泥外,公司已经为河北新峰水泥(2*5000t/d)、石家庄曲寨水泥(5000t/d)、山东章丘华明水泥等项目提供了脱硝催化剂产品。公司将继续努力,为国家打赢蓝天保卫战做出贡献。


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