市場需要硫硝汞同時(shí)脫除技術(shù)
●傳統(tǒng)污染控制系統(tǒng)具有冗長復(fù)雜，硫、硝資源浪費(fèi)，副產(chǎn)物二次污染等缺陷
●多污染物協(xié)同控制技術(shù)，脫硝副產(chǎn)物可作為農(nóng)用化肥；脫硫副產(chǎn)物易商品化，無二次污染
●氮肥增益煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)，企業(yè)只需出資在傳統(tǒng)技術(shù)條件下環(huán)保設(shè)備投資額的90%，環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用的90%，還能按1：1分得高硫煤與低硫煤的差價(jià)收益，預(yù)計(jì)3年~5年收回環(huán)保設(shè)備成本
隨著我國對(duì)燃煤污染物控制種類越來越多、排放標(biāo)準(zhǔn)越加嚴(yán)格，煙氣治理的工藝流程正在變得復(fù)雜而冗長，除塵、脫硫、脫氮、脫汞和溫室氣體控制等一系列措施使得許多企業(yè)望而卻步，一次和多次性投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。
中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣污染控制技術(shù)研究中心主任張凡表示，目前我國燃煤電廠污染物治理技術(shù)基本是以引進(jìn)國外工業(yè)化國家技術(shù)為主，其技術(shù)種類比較單一。目前迫切需要開展適合我國國情的燃煤煙氣多污染物協(xié)同治理技術(shù)的研發(fā)。“中國環(huán)境科學(xué)研究院已申請(qǐng)“863”科技攻關(guān)項(xiàng)目，專門研發(fā)燃煤煙氣多污染物協(xié)同治理技術(shù)。”
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氮肥增益協(xié)同控制技術(shù)路線圖
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煙氣治理舶來技術(shù)有隱患
石灰石-石膏法脫硫技術(shù)和選擇性催化還原脫硝技術(shù)，污染控制系統(tǒng)冗長復(fù)雜、硫硝資源浪費(fèi)、副產(chǎn)物二次污染
張凡介紹說，目前，我國已投產(chǎn)應(yīng)用的脫硫技術(shù)主要包括石灰石-石膏法、氨法、和干法、半干法脫硫等，應(yīng)用最為廣泛的是石灰石-石膏法技術(shù)。脫硝技術(shù)主要是在低氮燃燒的基礎(chǔ)上采用選擇性催化還原（SCR）或選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)，其中以SCR技術(shù)為主。
他指出，我國現(xiàn)有的這些煙氣治理技術(shù)如石灰石-石膏法脫硫技術(shù)、選擇性催化還原脫硝技術(shù)等主要存在著污染控制系統(tǒng)冗長復(fù)雜、硫硝資源浪費(fèi)、副產(chǎn)物二次污染等問題。
首先是燃煤煙氣脫硫以石灰石-石膏濕法技術(shù)為主，造成石灰石開采量大，脫硫石膏資源化率較低，石膏堆積和脫硫廢水二次污染嚴(yán)重等問題。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年脫硫所需石灰石開采量約2000多萬噸，每年排放的脫硫副產(chǎn)品（石膏）和脫硫廢水分別近1億噸，二者均含有較高濃度重金屬，易形成二次污染問題；同時(shí)也造成了我國石灰石、硫、水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
脫硝采用的選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，存在對(duì)液氨需求量大、廢催化劑二次污染等問題。張凡說，SCR技術(shù)以尿素或液氨為脫硝劑，每年運(yùn)行需消耗大量的氨，若我國80%的電廠采用SCR技術(shù)，則每年消耗約500萬噸的氨，占全國氨總產(chǎn)量的10%，而其副產(chǎn)物為不可回收的氮?dú)狻?/p>
同時(shí)，這一技術(shù)所用的催化劑主要成分以進(jìn)口為主，限制了我國SCR脫硝事業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，并且所用催化劑失效后難以處置，所含重金屬易造成二次污染。
在脫汞方面，目前以協(xié)同脫除為主，存在污染轉(zhuǎn)移問題。中國環(huán)境科學(xué)研究院開展公益項(xiàng)目（“燃煤煙氣控制技術(shù)對(duì)汞等有害物減排規(guī)律研究”和“燃煤工業(yè)鍋爐、窯爐重金屬污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值及控制策略研究”）的研究結(jié)果表明，燃煤汞的60%~70%遷移至飛灰、脫硫石膏及脫硫廢水中，容易形成汞的二次污染。
專家指出，針對(duì)我國目前燃煤煙氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀，迫切需要開發(fā)適合我國國情的硫硝汞同時(shí)脫除與副產(chǎn)物商品化技術(shù)。
協(xié)同控制技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)突破？
降低治理投資、占地、能耗和運(yùn)行費(fèi)用，減少二次污染并實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)物的資源化再利用
業(yè)內(nèi)專家表示，煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)各污染物治理工藝進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)有效配置動(dòng)力、配電、輸送等配套系統(tǒng)，降低污染治理的投資、占地、能耗和運(yùn)行費(fèi)用，減少二次污染并盡可能實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)物的資源化再利用，具備商業(yè)推廣價(jià)值，是未來減排技術(shù)的發(fā)展方向。
目前，國內(nèi)外煙氣多種污染物聯(lián)合脫除技術(shù)研發(fā)主要集中在聯(lián)合脫硫脫硝脫汞方面，有些還處在研發(fā)階段，有些已取得了一定研究成果，并在部分領(lǐng)域建設(shè)了示范工程。比如活性炭吸附-催化一體化控制技術(shù)、臭氧氧化化學(xué)聯(lián)合吸收技術(shù)、電子束法脫硫脫硝技術(shù)和氮肥增益煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)等。但是，這些技術(shù)還有待進(jìn)一步試用完善后推廣。
張凡介紹說，他們研發(fā)的氮肥增益煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)，根據(jù)將煙氣中部分的NO氧化成NO2就能達(dá)到很好吸收效果的原理，通過自制的催化劑在一定濃度硝酸中催化氧化煙氣中的NO，使得NO和NO2比例為1：1左
右，利用氨等堿液吸收去除，副產(chǎn)物硝酸銨通過氫氧化鈣等鈍化生成為硝酸銨鈣，以實(shí)現(xiàn)脫硝的目標(biāo)。
脫硫則通過自制稀土催化劑的氧化液與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，生成稀硫酸。同時(shí)在脫硫段，由于吸收液和催化劑的氧化性可將煙氣中的零價(jià)汞氧化為二價(jià)汞并將其吸收脫除。
張凡表示，這一技術(shù)工藝簡單，方便易行，綜合能耗低；脫硝副產(chǎn)物硝酸銨鈣可作為農(nóng)用化肥回收；脫硫副產(chǎn)物硫酸，易商品化，且無副產(chǎn)物二次污染問題；脫硫段可同時(shí)協(xié)同脫除汞，還可避免汞的二次污染。
他還說，這一技術(shù)以氯銨形式回收了煙氣中的氯離子，使脫硫工藝水可循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)無廢水排放；脫除效率高，SO299%以上，NOx90%以上；由于NO的氧化不受煙氣中其他成分和濃度的影響，因而能夠適用不同氮氧化物濃度、成分的燃煤鍋爐、工業(yè)鍋爐、窯爐等煙氣污染物的治理。
煙囪如何成為寶藏？
協(xié)同控制技術(shù)已運(yùn)用于示范工程，可回收副產(chǎn)品硫酸和氮肥，可應(yīng)用于高硫煤
中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣污染控制技術(shù)研究中心副研究員王洪昌告訴記者，環(huán)科院與常州循天能源環(huán)境科技有限公司合作，在武漢長利玻璃有限公司已完成了1000m3/h實(shí)際玻璃煙氣的中試研究，將氮肥增益煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)運(yùn)用于實(shí)踐。結(jié)果顯示，SO2基本被完全脫除，NOX出口濃度控制在300mg/Nm3以內(nèi)。目前正在進(jìn)行示范工程的建設(shè)工作，預(yù)計(jì)今年年底驗(yàn)收運(yùn)行。
常州循天能源環(huán)境科技有限公司徐俊偉表示，他們嘗試運(yùn)用合作共建EPCO模式，武漢長利玻璃有限公司出資在傳統(tǒng)技術(shù)條件下脫硫脫硝設(shè)備投資額的90%，承擔(dān)在傳統(tǒng)技術(shù)條件下環(huán)保運(yùn)行費(fèi)用的90%，常州循天負(fù)責(zé)余下所需費(fèi)用和設(shè)備運(yùn)營維護(hù)。
這一技術(shù)的原理主要是，將煙氣中的二氧化硫變?yōu)榱蛩、氮氧化物變(yōu)榈省?ldquo;對(duì)我們來說，煙囪是被作為第三礦藏來開發(fā)的，廢物處理好了，取出來就是寶，硫酸和氮肥都可以賣錢。”徐俊偉說。
常州循天的收益，第一部分就是銷售副產(chǎn)品硫酸和氮肥。他們的工藝與傳統(tǒng)的脫硫工藝不同，能夠有效處理高硫煤，煤的硫分越高收到的硫酸越多。所以，這一技術(shù)工藝對(duì)煤的寬泛要求是亮點(diǎn)。
由于使用高硫煤，相對(duì)于使用低硫煤來說，又能省下一大筆能源成本。高硫煤與低硫煤的差價(jià)收益，常州循天和武漢長利按1：1分成，這是常州循天的第二部分收益。
“既節(jié)省設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用，還可以享受使用高硫煤的差價(jià)。”徐俊偉說，他們算了筆賬，武漢長利3年~5年就可以把環(huán)保設(shè)備成本收回。
另外，常州循天無條件、免費(fèi)送給武漢長利脫汞的設(shè)備、技術(shù)和運(yùn)行服務(wù)。
徐俊偉表示，他們的工藝不是“交鑰匙工程”，他們簽了10年服務(wù)運(yùn)營合同，技術(shù)經(jīng)中試論證，可以保證10年~30年達(dá)標(biāo)排放，并遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的排放限值。既可讓排污企業(yè)省錢，又可讓環(huán)保服務(wù)企業(yè)掙錢，讓大家認(rèn)為環(huán)保是有回報(bào)的，變被動(dòng)為主動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等效益的統(tǒng)一。
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協(xié)同控制技術(shù)效益預(yù)期
中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣污染控制技術(shù)研究中心副研究員王洪昌算了筆賬，以2011年為例，我國SO2、NOX排放量分別約為2200萬噸、2400萬噸，如40%采用氮肥增益煙氣多污染物協(xié)同控制技術(shù)，則可回收副產(chǎn)物硫酸約1400萬噸、硝酸銨鈣約3000萬噸，節(jié)水1億噸（按脫硫效率為95%，脫硝效率為80%，硫酸、硝酸銨鈣回收率98%計(jì)算、工藝水可循環(huán)利用）。
另外，我國是世界主要硫磺進(jìn)口國，每年進(jìn)口約1000萬t，因此，采用本工藝技術(shù)對(duì)硫資源的回收可有效緩解我國硫磺的進(jìn)口壓力。
王洪昌說，中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣污染控制技術(shù)研究中心計(jì)劃，明年完成一個(gè)75噸以上的自備電廠脫硫脫硝脫汞試點(diǎn)，并逐步向工業(yè)鍋爐和水泥窯推廣。
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