谢谢各位专家、各位领导,非常高兴有这样一个机会,在座的都是要么是行业的,要么是环保企业,借这样一个机会把我们最近尤其我们非电力行业烟气减排的进展给大家介绍一下。这个会最早我印象中间发的行业是非电行业,不知道什么时候改成钢铁焦化,钢铁焦化目前更紧迫一些。清华大学环境学院教授、博士生

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李俊华:非电行业烟气污染物减排目标及先进治理技术示范

2018-05-17 12:07 来源: 环保头条APP 

谢谢各位专家、各位领导,非常高兴有这样一个机会,在座的都是要么是行业的,要么是环保企业,借这样一个机会把我们最近尤其我们非电力行业烟气减排的进展给大家介绍一下。这个会最早我印象中间发的行业是非电行业,不知道什么时候改成钢铁焦化,钢铁焦化目前更紧迫一些。

清华大学环境学院 教授、博士生导师 李俊华

汇报从以下三个方面,首先看一下大气污染,咱们整体也是,过去五年大气十条应该说取得了国内外前所未有的成果,北京来讲2017年初谁也想不到咱们能够完成,或者很难想象完成这样一个指标,北京PM2.5是58,成绩取得跟我们环保行业各行各业的减排分不开。

我们整体趋势PM2.5下降很明显,主要贡献靠二氧化硫,二氧化硫下降60%左右,氮氧化物几乎没有下降,过去几年PM2.5分析中间可以看出来传统的硫酸型,尤其重雾霾天气硝酸盐占比更高,包括酸雨也一样,硫酸型酸雨变成硫酸和硝酸主导型的特征。这是2015—2017年大气专项,二氧化硫显著下降,氮氧化物京津冀还是略有上升不降反升这样一个态势。我们在座都是京津冀地区,我们国家主要大气污染物,从全国排放来讲京津冀是主要的排放物,这也是我们为什么前段时间京津冀及周边地方2+26个城市搞一个大气联合攻关项目。

大气污染改善最重要减排,减排里面实际上也就是我们为什么讲非电力行业,电力行业过去几年超低排放改造减排空间已经很小了,非电行业包括今天在座钢铁焦化是我们下一步不管科技看法还是环保产业来讲都是主战场。所以说非电力行业整个排放首先是我们产量大家都知道,不管是钢铁还是水泥、玻璃、陶瓷,全球产能应该说占了半壁江山,我们国家非电力行业长期执行比较宽松的标准,十三五乃至十四五治理来讲标准要加快提升,第二个加快环保产业治理实行全面的体表改造。

对钢铁行业来讲我们国家也是钢铁大国,钢铁行业尤其是钢铁烧的烟气占了钢铁行业排放的一半以上,对钢铁烧的烟气来讲目前先进技术需要大大的标准值,目前生态环境部刚出台征求意见稿电力行业超低排放10、35、50这样的要求,整体来讲我们下一步加大超低排放改造,难度也是非常大,我估计现在征求意见稿在座有什么意见也可以反馈,行业来讲目前长期稳定达标技术还是处在示范阶段。

焦化企业来讲同样是这样问题,实际上焦化企业来讲全国有1000多条焦化生产线,其中也就是说整体来讲焦化企业排放还是行业里面可以看到排放总量应该来讲达到这样的30和100的标准的话,实际上排放总量大幅度下降。焦化企业我估计随着钢铁、焦化超低排放已经是大势所趋。

再一个我们说的水泥行业,大家知道钢铁、焦化实际上现在刚才提到,实际上已经从总理报告包括从我们环保部部长都已经提出来钢铁率先超低排放,水泥行业排放总量不容忽视。目前工业企业来讲水泥行业氮氧化物排放是所有行业之首,水泥行业超低排放在超低排放线基础上提出做到10、50和100,目前许多企业招投标直接要求环保公司直接按照50毫克氮氧化物排放标准进行工程设计。

玻璃行业同样是这样,目前排放限值希望能够做到15、100和200毫克的标准,目前京津冀地区许多玻璃行业率先实现这样减排目标,同时陶瓷行业,我们国家作为陶瓷大国,三千多条陶瓷生产线,陶瓷行业减排希望做到10、30和100这样的目标。

接下来看一个主要的技术进展,我估计企业大部分参会目的看看目前技术进展或者下一部超低排放改造有什么问题,重点汇报一下这部分进展,烧结烟气排放烟气量很大,一百立方的排放量,污染物成分复杂,有重金属以及卤化物,烧结烟气仍然是我们面临的难题。

从目前控制技术达到刚才10、35和50的标准,实际上有一种要么通过组合式的半干法脱硫和中低温脱硝这样一个工艺,第二个通过高温SCR加上湿法脱硫理论上保证10、35、50排放目标,目前烧的烟气来讲普遍低于180度,不管中低温该是高温SCR都需要烟气对能量消耗和成本提出要求。

另外一个多污染物协同控制技术,在我们利用活性炭催化剂进行多污染物控制,这两个技术上海宝钢两条路线同时做,一个活性炭技术,工业产品为主,一个SCR为主,所有除尘、烟气加热以及SCR等等很长流程,再一个活性炭的工艺。

对于活性炭这个工艺实际上利用活性炭退化及在低温时候进行吸附,160度以下把污染物吸附,二氧化硫变成硫酸,氮氧化物变成硝酸盐,一部分变成氮气,整个工艺流程实际上这里面从最早日本提出来之后,目前国内已经实现了完全自主产权的工艺,成本比太钢引进日本的时候下降了40%左右,即使这样很多企业难以承受。这里面仍然有不确定因素,二恶英怎么转化,整个过程我问了很多企业,他们都没搞清楚,下一步还是要关注。

同时这里面最重要核心还是活性炭材料,催化剂材料,催化剂材料在运行过程中间如何保证硫容和活性还要保证强度,这是在十二五国家科技部支持下跟新华厂进行长期研究,他们最近告诉我们好像市场上供不应求,买活性炭变成一个难题了,这跟整个环保治理市场需求还是有密切相关。

另外一个是活性炭进一步进行深度加工,通过改性可以进一步提高硫容和催化改性,通过改性可以看到硫容提高了三倍,催化剂活性也有所上升。

湖南做的小试,上海宝钢做了中试,湛江做了工程,包括最近660平米也是采用这样工艺当时两个工艺,一个SCR一个活性炭工艺,企业反馈回来上海宝钢从投资到运行差别不大,差了五毛钱,从上海宝钢来讲当前的烧结机采用多污染物一体化控制技术。

这是我们挡住在去年三月份运行考核的指标,当时考核肯定要使劲调,各方面非常好,数据尽量好,可以看到氮氧化物脱硝效率达到80%,二恶英控制在0.05左右,设计运行中间目前没有按照工矿运行,标准在上海没有按照10、30、50的标准,运行时间整体在100毫克以下在运行。

这个工艺的特点是什么,目前我看今天这次会议还有专门讲消白,怎么把烟气的白去掉,消水蒸气意义不大,消除污染物还是有必要,这个工艺特点环境的感官比较好,基本上看不到白烟,与蓝天融合在一起。

会议直播:

直播|2018钢铁、焦化烟气治理技术与应用研讨会

第二对于焦化烟气行业治理,一定程度上焦化比烧结烟气还要复杂,焦化行业尾气排放一个浓度比较低,再一个比烧结烟气还要高,普遍在180—300度左右,焦化过程中间会产生含硫有机物,VOC的排放不容忽视,我们测的一个企业,可以告诉大家,达到上万毫克的VOC浓度,这个东西下一步重点关注硫硝的同时,有机物包括一氧化碳如何管控,最近跟环保环境保采访的时候提到这个情况。

焦化企业来讲目前刚才提到的不管中低温进行脱硫,还是基于中高温SCR包括活性炭目前来讲在焦化行业都有这样先例,焦化企业减排做到100毫克以下从技术来讲还是有保证。

一种是我们采用这样的干法脱硫,经过中低温SCR这样一个深度减排可以达到这样的一个指标,最早这个实际上在湛江的时候,他们在设计了干法脱硫之后进行氮氧化物排放到150毫克以下,运行的好也是可以做到100毫克以下。另外一个对于活性炭焦化烟气必须要把温度降到180度以下,刚才提到焦化烟气180—300度,目前活性炭要求在180甚至160以下。

这个工艺不像大家想象那么简单,好像任何一个企业找两个人就可以做,活性炭运行中间控制不好吸热反应过程中间很容易燃烧,我了解两个企业发生过自燃事件,一种情况一定上也是安全隐患,这个工艺也不是在座环保企业谁先说都可以做,这里面当初给我的片子也是安钢做的一体化技术,目前整个检测,我们测试之后还是有一些偏差,整体开始满足100毫克以下,甚至10毫克硫在30毫克以下这样的标准。

对钢铁烧结和焦化来讲,治理技术提到多种多样的治理技术,从目前满足我们所谓的超低排放是30、50或者10、50、100焦化行业实际上技术可以选择的,目前看起来主要是两类,一个是用SCR,再一个用活性炭催化剂技术,怎么讲呢,从目前来讲这两个技术特殊效率氮氧化物达到80%左右,其他方法包括臭氧氧化这个效率要达到80%还是很难,决定我们能不能满足超低排放不取决于这个工艺了,取决于原排放,原始浓度是多少,原始浓度超过300毫克以上几乎不管哪个技术满足50毫克都是不可能。这个东西不管烧结烟气排放浓度如果在300毫克以下,不管活性炭技术还是SCR技术还是有可能满足50毫克的标准,标准稳定运行中间还是目前我们在座企业需要经过长期考虑。

另外对臭氧氧化技术有企业也看过,这个技术避免将来产生的硝酸盐避免进入废水,硝酸盐本身也是炸药,很容易发生爆炸,大家使用技术选择的时候一定要慎重考虑结合自身企业特点,不同企业特点将来需要选择更加适合的技术。

时间关系,简要介绍一下刚才说的水泥行业,水泥行业目前减排压力也是很大的,清华负责的9个城市中间也是希望在水泥行业做一些超低排放示范工程,这里面可以做到从目前重视可以做到30、50标准还是有可能,最主要是银行难题跟钢铁焦化一样,最大问题还是氮氧化物去除。做的时候可以满足50毫克,企业都不愿意第一个吃螃蟹,行业里面人都是希望大家都不装最好,当时现在从有些地方比如说通过财政补贴希望鼓励大家率先示范,对玻璃行业也一样,玻璃行业从目前主要行业中间。

我认为玻璃行业理论上治理难度最大,烟气特征非常复杂有大量黏性粉尘,氮氧化物浓度高达三千甚至四千毫克每立方,烧玻璃需要到一千五到一千六百度,氮氧化物浓度特别高,玻璃程度治理比钢铁水泥还要难,者提技术路线采用SCR技术路线,这是广东做的示范,如果严格操作的话也是可以短期内到50毫克这个不可稳定运行的,玻璃行业目前200毫克的标准限制还是比较合理。

这是在做的示范工程,刚开始说到虽然标准从环保部来讲肯定希望加快推进,实际上对我们企业行业来讲一定要注意技术的可行性,包括稳定性,对SCR来讲,大家关注催化剂再生问题,尤其对烧结烟气大量采用SCR一定要考虑催化剂稳定运行多长时间,现在各个企业都说自己催化剂很好,目前SCR尤其在中低温能否稳定运行还是一个问号。

第二个对于活性炭技术要注意刚才提到避免安全问题,避免吸热燃烧,同时要研究氮氧化物全流程的污染转化,以及刚才提到下一步挥发有机物的控制问题,臭氧氧化如何减少氧化成二氧化碳造成黄烟问题。

注意硝酸盐的后处置问题,不管硝酸盐在水里或者固废中间都不允许。结合企业需求因地制宜,硫的话要根据企业需求设计这样资源化的途径,最后强调减少氨基三氧化硫的逃逸,避免二次污染,我前段时间测了两个水泥厂,水泥厂现在150毫克为了达到150毫克,测出来也是将近100毫克,这个东西一定程度上造成二次污染不减排是一个道理。

最后一个解决问题实际上也是从前年,当时国家发改委批清华大学牵头的,按照国内优势科研院所和各个行业龙头企业成立国家烟气污染物控制技术工程实验室,在座一些企业也在实验室里面,主要围绕几大污染物包括细颗粒物,氮氧化物、硫氧化物,VOC这样几个平台,同时有几个技术支持平台,目前实验室进展比较顺利。

当初在清华大学本部成立联合研究中心,把工程化研究放到江苏省盐城有个环保科技城,现在实验室总的监控面积三万五千平米,五千平米是办公楼已经投入使用,国家投资虽然两千万,当地正确投资一个多亿,平台还是希望给大家提供支撑,针对非电力行业这个工作也是2003年的时候带着清华大学团队做,针对各行各业催化剂,也就是水泥、焦化他用的催化剂跟电力行业还是有所差异,同样的行业,焦化行业或者水泥行业不同企业中间用的催化剂配方也是有所差异有所调整,为了支持不同行业他们生产各种类型的中低温催化剂体系,同时针对挥发的有机物。

我们国家重点解决氮氧化物和挥发有机物减排问题,所以挥发有机物也是能够下一步对治理来讲希望体提供技术支撑。我们国内做了大量工作,我们脱硫的时候没有脱硝,造成氮氧化物增量要三到四个五年计划降下来,当时没有脱硝原因技术支撑不够,技术不够,十二五发展我们国家脱硝技术已经可以说包括催化剂,已经可以说引领国际上行业发展趋势,国外需求也没咱们这么强烈,投入也没咱这么多,我们环保工程可以尽管选用国内的催化剂产业的催化剂,比国际催化剂一定程度上有个改进。

同时我们催化剂体系一定要根据不同的烟气特征特点选择,今天有几个报告也是讲催化剂,一定要选择合适的催化剂体系,一个催化剂解决所有问题不可能,针对不同的温度特点,刚才说到的活性炭的催化剂,温度170度以下不要考虑氧化催化剂体系,直接选用活性炭,如果在180—300之间有可能利用复合氧化催化剂体系解决大量非电行业工业排放,温度再到了500、600度要选用,整体技术选型这是环保部也是公益项目,对催化剂选型做了一个指南,6月底发布。

我们国内催化剂很大特点抗磨损有显著提升,不管燃煤电厂还是水泥厂烟尘含量远远高于国外同行行业,催化剂在强度上也是有大的提升,正在建设两个平台,一个高效过滤材料,整个国内还是空白,通过国家工程实验室给行业提供添加系统,非电力行业脱硝系统如何评价也是投资了一千多万,系统5、6月份要培训,行业里面的人在实验室经过培训来提供一些技术支撑。

这种实验室定位,因为这是发改委包括教育部,希望钢铁有色建材、石化,以及电力行业深度减排提供从技术到检测全面支撑,我看各个地方也在建立这样的实验室,希望跟地方实验室联合起来,更好为行业提供技术服务。实际上整个工作有许多合格单位,之前在电力口主要跟国电龙源和远达,都是我们的实验室合作伙伴,包括其他的水泥企业,整体还是希望通过我们国家的重大研发工程,通过科技支撑,通过国家实验室,钢铁焦化走在前面,马上我估计从水泥、玻璃、陶瓷,下一步也会往深度减排发力,希望大家共同合作位打赢蓝天保卫战一起努力,谢谢大家。

(发言为环保头条APP根据速记整理,未经本人审核)

会议直播:

直播|2018钢铁、焦化烟气治理技术与应用研讨会

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