溫度不再是瓶頸 低溫催化還原助力水泥行業(yè)氮氧化物超低排放

中國水泥網(wǎng) · 2018-08-22 13:44 留言

 今年以來,國內(nèi)多省市相繼出臺水泥行業(yè)超低排放實(shí)施計(jì)劃,多數(shù)要求將水泥工業(yè)主要污染物粉塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別降至10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3。業(yè)內(nèi)普遍表示,三項(xiàng)指標(biāo)大大高于現(xiàn)行水泥工業(yè)污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施難度較大,其中又以氮氧化物減排難度最為突出。

  當(dāng)前國內(nèi)水泥工業(yè)氮氧化物減排主流技術(shù)包括分級燃燒、低氮燃燒和SNCR脫硝等技術(shù),但要穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)150mg/m3,甚至100mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)難度極大,為此業(yè)內(nèi)不少專家指出,SCR脫硝技術(shù)將是未來水泥行業(yè)氮氧化物實(shí)現(xiàn)超低排放的必然選擇。

  相對于現(xiàn)有應(yīng)用較為普遍的幾種氮氧化物減排技術(shù)僅40-60%左右的脫硝效率,SCR脫硝技術(shù)脫硝效率可以達(dá)到90%以上,不但能夠達(dá)到150mg/m3的超低排放標(biāo)準(zhǔn),甚至結(jié)合水泥生產(chǎn)工藝改進(jìn),可以將氮氧化物排放量控制在更低的范圍內(nèi),不僅滿足當(dāng)前需要,更能適應(yīng)未來極有可能進(jìn)一步提高的環(huán)保要求。

  然而,SCR脫硝技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用卻存在一些難點(diǎn)。水泥廠煙氣粉塵含量高,容易造成催化劑堵塞,影響催化劑使用壽命和效果,因而在水泥廠應(yīng)用SCR技術(shù)需要通過收塵系統(tǒng)將粉塵濃度降低,然后再銜接SCR脫硝系統(tǒng),然而此時的煙氣溫度將大幅降低,常規(guī)催化劑很難發(fā)揮效能。

  資料顯示,催化劑當(dāng)今最普遍應(yīng)用的是多孔Ti2O5(載體)做成蜂窩狀模塊化,載體表面敷有起催化作用的活性成分V2O5和WO3,反應(yīng)溫度在280℃~400℃為佳。而在新型干法水泥生產(chǎn)線中,預(yù)熱器出口的溫度先進(jìn)的已降到300℃以下,同時為貫徹國家節(jié)能降耗政策,我國2500t/d以上的生產(chǎn)線普遍加裝余熱鍋爐,其排氣溫度在150℃左右,這也對脫硝催化劑提出了新的挑戰(zhàn),要能夠在較低的溫度下達(dá)到80%以上的脫硝效率,這對于國內(nèi)催化劑生產(chǎn)商來說是個巨大的挑戰(zhàn)。

同興環(huán)保 總工程師呂文彬在“2018中國水泥超潔凈排放研討會”上發(fā)言

  同興環(huán)??萍脊煞萦邢薰究偣こ處焻挝谋蛞仓赋觯骸皽囟仁钱?dāng)前水泥行業(yè)推進(jìn)SCR脫硝技術(shù)面臨的最大問題,研發(fā)適合水泥廠排氣溫度的低溫催化劑是關(guān)鍵中的關(guān)鍵?!?

  呂文彬還表示,目前280度左右的催化劑生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)比較成熟了,但在280度以下的催化劑還存在一些亂象,部分所謂的低溫催化劑其實(shí)是從高溫改進(jìn)過來的,只是簡單地提高了催化劑在低溫下的活性,導(dǎo)致催化劑的長期運(yùn)行穩(wěn)定性存在問題。

  為此,呂文彬認(rèn)為,低溫催化劑的研發(fā)必然是一個全新的領(lǐng)域,需要針對不同的行業(yè),不同的低溫?zé)煔馓攸c(diǎn)做出工藝改進(jìn)。

  基于這樣的認(rèn)識,同興環(huán)保一直同各大院校和科研單位以及工程設(shè)計(jì)公司保持緊密合作,并且將每年?duì)I業(yè)額的5%-7%投入到研發(fā)領(lǐng)域,最終在低溫催化劑研發(fā)領(lǐng)域取得顯著突破。據(jù)呂文彬的介紹,同興環(huán)保從2003年開始低溫催化劑研發(fā),2008年獲得發(fā)明專利,目前已經(jīng)獲得多項(xiàng)國際的發(fā)明專利。2010年同興環(huán)保開始小規(guī)模向玻璃行業(yè)供應(yīng)低溫催化劑,2015年開始大量供應(yīng)焦化行。

  “我們的低溫催化劑性能在市場上來說是有絕對優(yōu)勢的,垃圾焚燒以前都是用國外的催化劑,現(xiàn)在很多廠都是我們的催化劑和國外的并用,我們的催化劑和國外的催化劑相比在性能和價格上都有很強(qiáng)的優(yōu)勢?!眳挝谋蚍Q。

  在水泥SCR低溫催化劑方面,呂文彬表示,目前國內(nèi)相關(guān)應(yīng)用案例很少,但是低溫催化劑在其他行業(yè)的應(yīng)用值得借鑒。同興環(huán)保在焦化行業(yè)推廣使用的低溫催化劑對反應(yīng)溫度的需求已經(jīng)降至160-180度,并且在180℃的工況下多年穩(wěn)定運(yùn)行?;谶@些技術(shù)經(jīng)驗(yàn),同興環(huán)保針對水泥行業(yè)特點(diǎn)作了更多針對性改進(jìn),能夠滿足水泥廠SCR技術(shù)脫硝需要。

  呂文彬直言,“溫度已經(jīng)不再是水泥行業(yè)SCR脫硝技術(shù)應(yīng)用的瓶頸,目前的低溫催化劑可以幫助水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)氮氧化物的超低排放?!?

  當(dāng)然,從環(huán)保角度而言,由于末端治理會產(chǎn)生布袋、催化劑和電能的消耗,增加運(yùn)行費(fèi)用。因此呂文彬認(rèn)為,從源頭減少氮氧化物生成同樣應(yīng)該放在水泥廠氮氧化物治理的重要位置,只是僅僅依靠源頭治理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足超低排放要求的,為此SCR技術(shù)仍將是未來水泥行業(yè)降低氮氧化物排放的關(guān)鍵,甚至?xí)蔀橹髁骷夹g(shù)。

編輯:易海悅

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