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吴善淦:水泥工业大气污染治理超低排放 技术改造与装备更新

水泥 中国水泥网信息中心 2024-06-20

目前水泥行业正经历前所未有的经济和人才匮乏的困难时期。

6月13日,“第十一届中国水泥节能环保技术交流大会——《暨装备更新论坛》”盛大召开。中国水泥网高级顾问,合肥院教授级高工、原袋委会秘书长吴善淦作《水泥工业大气污染治理超低排放技术改造与装备更新》主题报告,探讨了如何评价水泥工业大气污染治理技术的进步、水泥工业大气超低排放技术改造与装备更新、低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案、水泥工业大气污染治理超低排放工程技术改造、水泥工业大气污染物治理设施的智能化运维管理等问题。

一、水泥工业超低排放技术改造与装备更新

水泥工业环保压力不小,1月份生态环境部发布的《关于推进实施水泥行业超低排放的意见》明确:2025年底前,50%水泥熟料产能完成超低改造,大型国有企业基本完成有组织、无组织超低排放改造;到2028年底前,重点区域水泥熟料生产企业基本完成改造,全国力争80%水泥熟料产能完成改造。全国水泥企业都要执行超低排放要求的:水泥行业全流程颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/ Nm3 。

现在水泥工业产能严重过剩,整个行业效益都在大幅下滑,基本没有什么效益,现阶段建议对现有污染治理设施进行改造而不完全是“更新”。

二、关于《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案》

去年11月生态环境部制定《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案》明确:对钢铁、水泥、焦化等涉工业炉窑行业全 面排查大气污染治理设施;建立排查整治清单,“淘汰一批、整治一批、提升一批”;要淘汰不成熟、不适用、无法稳定达标排放的治理工艺。

今年底全国都要完成排查工作,排查内容:1.治理工艺的适用性;2.物料平衡计算;3.污染治理设施检查;4.自动控制系统和生产台账检查;5.无组织与非正常工况排放检查;6.自动监测检查;7.手工监测检查;8.其他检查(是否有排污许可证)。

水泥工业污染治理设施排查整治要求:

1 、除尘设施运行维护排查整治要求,重点检查排放浓度、除尘系统阻力、积灰、滤袋更换、滤袋压差、 过滤风速、风机功率、卸灰方式等与除尘设施运维规范的匹配性;

 2 、脱硝工艺及装备排查整治要求 ,排查重点是企业烟气排放特征、脱硝工艺,核实采用的脱硝工艺与 排放特征是否相匹配,是否与排污许可证载明信息相符。检查脱硝 设备管道腐蚀情况,以及脱硝剂流量、温度、压差等关键参数表计 配备情况,明确氨逃逸不高于 8mg/ Nm3 。

3 、与脱销要求相似,对脱硫工艺和要求都有明确规定

三、水泥工业大气污染治理超低排放工程技术改造

水泥工业主要污染物就是颗粒物、 NOx和SOx;水泥行业超低排放是指所有生产环节(破碎、粉磨、配料、熟料煅烧、烘干、协同处置等,以及原燃料和产品储存运输)的大气 污染物有组织、无组织排放及运输过程达都要达到超低排放要求。

(一)、水泥工业颗粒物超低排放治理工程

现在的水泥工业颗粒物污染治理也就是除尘技术已非常成熟,只是有些早期建设的企业,有的窑头、窑尾还在用电除尘,后期也没改造,电除尘器要达到颗粒物超低排放难度很大;还有些企业在建设过程中为节省投资采用一些低效袋式除尘器和运维过程中不到位,包括配件不按技术要求采购等,尤其低价中标购买配件,造成颗粒物达不到超低排放要求。对于这些工程的技术改造有如下几条建议:

1 、电改袋技术方案:

方案一:利用原有静电除尘器的箱体,将原有电除尘器改造成袋式除尘器;

方案二:设备更新,拆除原有电除尘器,用一台全新的袋式除尘器替代原有的电除尘器;

方案三:保留原电除尘器第一个电场,与后面电场实施“电-袋复合除尘器”相结合。

电改袋成功案例:合肥院去年改造的怀宁上峰5000t/d生产线水泥窑尾除尘器,将电除尘器箱体改造成袋室、增加平台、栏杆、气路系统及电气控制系统,采用的是安徽绩溪华林玻纤滤料公司的高通量玻纤覆膜滤袋。

 2 、滤袋采购和安装:滤袋是袋式除尘器的核心,一定要采购正规公司产品,不能用低价竞标产品,尤其窑头、窑尾用的高温滤袋;滤袋安装也非常重要。

3 、袋式除尘器的运维

袋式除尘器的运行和维护是保证超低排放可靠运行的重要环节,尤其水泥工艺线的错峰生产,运转率低的情况,每次停窑和启动过程,袋式除尘器都必须严格按操作规程的要求运维,建议改造成智能化运维控制系统,保证系统长期可靠运行。

尤其现在水泥错峰生产的常态化,设备开开停停对环保设施运行带来很大影响,更需要加强运维管理。

4 、无组织排放控制措施

物料储存、物料输送、生产工艺 过程等无组织排放源,在保障安全生产的前提下,采取密封等有效控制设施。无组织排放控制设施与生产设施同步正常运行, 产尘点及生产设施无可见烟粉尘外逸,厂区整洁无积尘。

5 、在线监测

水泥企业一定要检查环保部门配备的在线监测设备原理选型是否合理,是否按要求标定,是否能够提供符合标准要求的调试检测报告、技术验收报告, 并按照调试检测结果设置相关参数。

(二)、水泥工业NOx超低排放治理工程

这是水泥工业大气污染治理的难点,也是投入最大的。水泥企业应根据生产工艺烟气特征,科学的使用高效适宜的脱硝工艺,淘 汰简易除尘脱硫脱硝一体化、微生物法脱硝、直接在烟道中喷洒脱硝剂等低效脱硝技术,以及处理机制不明、无法通过脱硝剂或副产 物进行污染物脱除效果的治理技术。 氨的装卸、储存、输送、制备等过程应密闭,并采取氨气泄漏 检测措施。

采用 SCR 脱硝的,单层催化剂阻力要求不高于 300Pa,催化剂性能应达到相关技术要求。

最近几年,水泥工业还搞了很多种SCR脱销工艺路线,要达到超低排放要求,还是应科学合理选择技术路线,从已经投运的SCR技术路线看,“高温低尘”技术路线运行可靠性要高一些,主要有以下几大优势:

1、钒钛系是经典和成熟的催化剂,在温度窗口范围内催化效果好;

2、催化剂用量少,相比较其它方式,用量减少1/2;

3、低尘解决了催化剂的磨损和中毒问题;

4、氨水用量大大减少,也解决了氨逃逸问题,氨 水消耗量小于3.5kg/t熟料;

5、提高余热锅炉的换热效率,减少换热面清灰次数,稳定窑系统工艺参数。

其它的SCR脱销工艺路线还需要时间验证。

以华润水泥长治5000吨/日项目为例,实际运行参数:

标况烟气量:380000Nm³/h ;

烟气温度:310℃;

入口粉尘浓度:100g/Nm³;

入口NOx浓度:500mg/Nm³;

出口粉尘浓度:<10mg/Nm³;

出口NOx浓度:<30mg/Nm³;

氨逃逸:<2.5mg/Nm³ ;

系统阻力:<1000Pa 。

(三)、 水泥工业SOx超低排放治理工程

水泥工业的硫氧化物,主要是燃料和其他物质在燃烧、分解过程中所产生的,超低排放要求水泥窑的SOx控制在35mg/Nm3以内,就需要增加尾气处理设施,现有主流技术还是湿式石灰石-石膏法。环保要求湿法脱硫均需排放废液废渣或副产物,石灰/石灰石-石膏、氨 法、镁法反应后浆液 pH 应为弱酸性,钠碱法、双碱法反应后浆液应为碱性。禁止将脱硫副产物掺入燃料、原料中燃烧,或不经处理随废水直排。

四、水泥行业大气污染物治理的智能化运维

吴善淦表示,水泥工业超低排放改造进入加速阶段,除尘、脱硫和脱销技术路线繁多,各有利弊;各企业在超低排放改造工程中应根据自身工艺、管理水平、投资、人才配备和原材料情况,科学合理的选择合理的超低排放技术路线。

目前水泥行业正经历前所未有的经济和人才匮乏的困难时期;环保是水泥企业生存的红线,预期未来还能生存下来的水泥企业应有长期的发展规划,科学合理的选择能够稳定运行、技术成熟、管理方便、运行成本低、无二次污染、当前还应考虑启停方便和节能的超低排放技术路线,尤其对脱销技术路线的选择一定要以长期、可靠运行为首选。

编辑:戴冬虞
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