氮氧化物、硫化物、粉塵如何治理？ 水泥行業超低排放繞不開的話題
今年5月，成都發布《成都市2018年大氣污染防治工作行動方案》，鼓勵水泥、平板玻璃、鋼鐵、磚瓦窯等行業實現超低排放，至此國內要求或鼓勵水泥行業超低排放的省市再增一個。一個月后，16名院士聯名建議參照煤電排放標準，根據熱力、鋼鐵、水泥等行業的特點逐步制定嚴格的污染物排放標準，預示著水泥行業推行超低排放將是大勢所趨。
近十年來，隨著新型干法水泥工藝在國內的大規模推廣，水泥工業生產技術水平逐步實現與世界先進水平接軌，某些領域甚至達到了引領地位。在環保方面，水泥工業也一改過往立窯時代的臟亂差形象，花園式工廠層出不窮。特別是新的水泥工業大氣污染物排放標準實施以來，水泥行業污染物治理更上一層樓。
然而，即便如此，在環境治理日益嚴格的今天，水泥行業污染物治理仍然是工業領域繞不開的話題。與此同時，作為加速落后產能淘汰的重要手段，在各省市限期推進超低排放的背景下，水泥工業無疑正面臨前所未有的環保治理壓力，傳統三大污染（氮氧化物、硫化物、粉塵）如何進一步減排成為當前行業亟待回答的問題。
作為參加生態環境部水泥工業污染物排放標準研討會的唯一裝備行業代表，南京三維絲環保工程有限公司董事陳學功日前接受了中國水泥網專訪，就水泥行業超低排放問題談了自己的看法。陳學功認為，從當前的行業技術水平來看，水泥行業粉塵、硫化物治理技術相對成熟，氮氧化物要實現超低排放則難度較大。
南京三維絲環保工程有限公司董事陳學功
粉塵治理：除塵技改+智能巡檢
根據現有省市公布的超低排放標準，水泥工業粉塵排放需要控制在10mg/m³甚至5mg/m³水平。對此，陳學功認為，無論是上述哪個指標，對于現在的水泥行業而言均是可以實現的，并且投資不會太大，但需從三個方面入手。
1、對原有除塵器的過濾風速和過濾面積做權威的技術評估和改造。根據水泥廠工況需要，對除塵器進行改造，例如增加除塵室、增加除塵器高度等。在過濾面積和濾料選擇方面做出適當調整，基本能夠實現對粉塵排放的超低控制。
2、注重無組織排放，比如裝車機以及運輸環節等等。相比于窯頭、窯尾部位的粉塵排放控制，裝車和包裝環節粉塵治理較為困難，不過目前業內已經出現了不少新技術，對于解決水泥廠粉塵無組織排放問題效果明顯。
3、電改袋是必然趨勢。電除塵在技術改造之后也能滿足超低排放要求，但是相比于袋除塵事故率更高，維修更加困難。過去存在窗口檢修時間的情況下，電除塵故障對水泥廠影響有限，然而在現今環保要求不斷加大背景下，窗口檢修時間已經基本成為過去式，水泥廠需要更加可靠，維護更加方便快速的除塵設備，相比之下袋除塵優勢尤為明顯。
陳學功認為，水泥工業粉塵治理最終還是要走智能化巡檢之路，通過智能化程度較高的袋除塵器，在大幅度降低粉塵排放的同時，實現精細化控制，實時在線更換濾袋，保證粉塵長期穩定超低排放。
硫化物：因地制宜高效控制
相比于粉塵排放治理這一全行業普遍存在的問題，硫化物治理的關注度要低很多。主要原因在于，水泥廠工藝系統本身就具備脫硫氛圍，石灰石細粉在溫度、濕度和停留時間滿足的情況下能夠很好的脫除水泥生產過程中產生的硫化物，正因如此，全國50%以上的水泥企業并不存在硫化物控制問題。
剩余近一半水泥企業面臨的硫化物治理問題主要原因在于原燃料的制約。陳學功表示，石灰石中硫化鐵含量影響水泥廠硫化物排放量的關鍵因素之一。通常情況下礦石中硫化鐵含量超過0.3%，水泥廠尾排硫化物濃度就會出現大幅度增加，企業就需要加裝脫硫裝置。當然除礦石以外，煤炭中硫含量也是一大因素。
針對水泥廠硫化物治理，陳學功提出了兩個方案。
其一，對于生料立磨開啟時硫化物排放不超標，生料磨停機硫化物排放超標的水泥廠，建議加裝簡單的氨法脫硫，僅僅數十萬元的投資就能解決水泥廠硫化物控制問題。
其二，針對生料磨無論開啟與停機硫化物排放均超標的情況，水泥廠需要安裝專門的濕法脫硫系統。相比于之下，一次性投資較高，以5000t/d生產線為例，一次性投資可高達2000多萬元，但好處在于可以根本上解決水泥廠硫化物排放超標問題，并且運行穩定。
陳學功同時也表示，上述兩種方案也是當前南京三維絲正在重點推行的水泥廠脫硫技術方案，已經在國內眾多水泥廠得到實際應用，根本上解決了水泥廠由于原燃料問題帶來的硫化物排放超標問題。
氮氧化物：阻力較大任重而道遠
相比于粉塵和硫化物治理，氮氧化物排放治理可謂當前水泥行業大氣污染物減排面臨的最大難題。
目前，國內脫硝技術方案可以分為兩大類，一是過程控制（即：低氮燃燒，分級燃燒等改造方案），二是末端治理，主要包括SNCR和SCR，在實際應用中部分企業也采用了過程控制加SNCR脫硝的模式，取得了良好的效果，但是要實現超低排放要求，SCR脫硝更具可行性也更具潛力。
但是，目前SCR脫硝技術在水泥行業應用面臨兩大難題，其一是粉塵濃度高，導致催化劑堵塞，嚴重影響使用壽命并帶來催化劑中毒風險；其二是對溫度要求較高，需要將催化還原溫度穩定在280度以上才能發揮SCR技術優勢。
基于上述兩個問題，陳學功提出了兩個技術方案。
其一，在C1出口加裝高溫電除塵器，通過電除塵器降低粉塵含量，將70-75%大顆粒粉塵去除，然后進入SCR脫硝系統，如此能夠有效保護催化劑并且保證SCR脫硝效率。但此種方案面臨一些問題，一方面我國現有水泥生產線位置緊湊，采用此方案需要加裝電除塵和SCR反應器，并且鋪設新的管道，部分水泥企業可能沒有空間做如此大規模的技術改造；另一方面，水泥廠一次性投資較大，根據陳學功的測算，5000t/d生產線加裝電除塵和SCR脫硝裝置一次性投資高達4000萬左右，同時還會帶來電耗增加，導致窯尾風機和變頻器改造，可謂牽一發而動全身，對水泥廠工況影響較大。
其二，在窯尾除塵器后面加裝SCR脫硝裝置，如此也能保證對催化劑的保護，但是因為窯尾溫度較低，一般在80-100度，因此需要對煙氣溫度進行升溫。即便是考慮到采用低溫催化劑的使用，也至少應該保證溫度達到180度以上。這一做法會增加補熱裝備，同時也要對窯尾風機和變頻器進行改造，并且對水泥廠余熱利用帶來不利影響。
總體而言，兩種技術方案在特定情況下都可以實現，并且在國外也有相關的應用經驗，但是國內目前還沒有成熟案例。另外，值得一提的是，催化劑每立方價格在2萬元左右，水泥企業采用SCR脫硝還要面臨催化劑成本問題。
綜上所述，陳學功認為，國內水泥廠工況條件不盡相同，內部管理差異較大，導致煙氣排放情況因廠而異，因此在超低排放治理中，水泥廠應該做到量身定制，一廠一方案，如此才能用最低的成本達到最好的減排效果。
最后陳學功還指出，除三大污染（粉塵、硫化物、氮氧化物）以外，水泥企業還應在噪音治理、水污染治理、汞及其化合物減排等方面引起重視。雖然這些污染問題在多數水泥廠并不嚴重，但從全社會發展的角度而言，為了經濟的可持續發展，為了數以億計的國人身體健康，包括水泥廠在內的社會各界，應該對多種污染物協同治理問題引起足夠的重視。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
