彭長壽：水泥行業(yè)煙氣“超低排放”整體解決方案

  9月12日-13日，第三屆中國水泥節(jié)能環(huán)保技術交流大會在山東泰安召開，江蘇科行環(huán)保集團技術總監(jiān)彭長壽做了題為《水泥行業(yè)煙氣“超低排放”整體解決方案》的報告，就水泥脫硫、脫硝等問題進行了詳細闡述。他介紹說，水泥企業(yè)可以通過采用低NOx燃燒器、分解爐空氣分級燃燒、分解爐燃料分級燃燒、優(yōu)化操作等達到減少氮氧化物的排放。在脫硫方面，他表示，當SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，石灰石-石膏法脫硫技術非常適合水泥行業(yè)，脫硫效率高；脫硫劑用的是石灰石，可以采用窯灰；副產(chǎn)品脫硫石膏可以用作水泥緩凝劑。

江蘇科行環(huán)保集團技術總監(jiān)彭長壽

一、水泥行業(yè)煙氣排放值 GB4915-2013（mg/Nm³）

  二、水泥行業(yè)污染物“超低排放”目標值 （mg/Nm³）

  三、水泥窯煙氣脫硝技術

  水泥窯SNCR脫硝項目主要業(yè)績

  截止目前，水泥窯脫硝項目業(yè)績共有262條，其中空氣分級燃燒16條。

  水泥窯低氮燃燒技術

  采用低NOx燃燒器：就是一次風量低的燃燒器，可選用一次風量在5%-6%之間；分解爐空氣分級燃燒：分出一部分三次風管高溫氣體去分解爐中部，使分解爐噴煤管處燃燒在缺氧狀況下進行（理論計算此處過?？諝庀禂?shù)α在0.8左右）；分解爐燃料分級燃燒：燃料分級燃燒是指在煙室和分解爐之間建立還原燃燒區(qū)，將原分解爐用燃料的一部分均布到該區(qū)域內(nèi)，使其缺氧燃燒產(chǎn)生還原劑；

  優(yōu)化操作：非常重要，不論采用何種分級燃燒，只要窯尾煙室O₂大于3%，都無效果。

  四、水泥窯電除塵器改造技術

  北京琉璃河水泥有限公司1#（2#）線窯頭電除塵改造（2500t/d）

  主要性能參考指標

  袋除塵器型號：KDM150-2×4/165-2×2

  處理煙氣量： 380000（400000） m³/h

  最高允許煙氣溫度 ：250℃

  設計過濾風速：0.98 m/min

  入口含塵濃度：≤30 g/m³

  出口含塵濃度：4.0 mg/Nm³ （實測）

  收塵器阻力：650 Pa

  濾袋規(guī)格：   φ160×8000mm

  改造工期：   12天

  投運時間：   2012年9月

  “電改袋” 項目主要業(yè)績

  截止目前，電改袋業(yè)績共107個。

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  五、水泥窯煙氣脫硫技術

  1.新型干法水泥生產(chǎn)線窯煙氣SO₂排放狀況

  在2013年新標準修訂的抽樣調查，共獲得153個有效的水泥窯SO₂排放樣本，平均排放濃度59.6mg/m³。

  2.新型干法水泥生產(chǎn)線窯煙氣SO₂生成

  原料硫

  水泥生產(chǎn)所用原料中的硫化物大部分為黃鐵礦和白鐵礦（兩者均為FeS₂），還有一些單硫化物（如FeS）。會在500-600℃發(fā)生氧化生成S0₂氣體，主要發(fā)生在第二級到第三級旋風筒之間。

  燃料硫

  燃料中的硫的存在形式和原料中的一樣，燃料在分解爐或者回轉窯燃燒，而分解爐存在大量的活性Ca0，同時分解爐的溫度正是脫硫反應發(fā)生的最佳范圍，因此燒成帶產(chǎn)生的S0₂氣體可以在分解爐被Ca0吸收或者在過渡帶和燒成帶與堿結合生成硫酸鹽。

  3.新型干法水泥生產(chǎn)線自身的S0₂脫除

  生料磨

  生料磨中石灰石（CaC0₃）持續(xù)產(chǎn)生新鮮表面，同時粉料有較長的停留時間；另外立磨中氣體溫度通常已經(jīng)降到200℃以下，因此相對濕度較高。生料立磨中硫的脫除率超過50%，其脫硫產(chǎn)物是Ca（HS0₃）2，入窯后會被氧化生成H₂S0₂和CaS0₂。

  除塵器

  袋除塵器的脫硫效果要好于電除塵器。這是由于袋除塵器的濾袋表面捕集的堿性物質與試圖通過濾袋的酸性物質結合成鹽類，從而降低了酸性氣體的濃度。

  目前國內(nèi)脫硫的主流技術：干法脫硫，半干法脫硫，濕法脫硫。其中濕法脫硫分為：氨法，氧化鎂，氧化鋅，氧化錳，海水法，堿式硫酸鋁，鈉堿法，石灰石/石灰石膏法，雙堿法，磷銨法。

  爐窯濕法煙氣脫硫

  濕式脫硫法已廣泛應用于很多行業(yè)像電力、冶金行業(yè)。國內(nèi)電力行業(yè)脫硫裝置90%采用此方法，目前國外有多家水泥廠也采取了該方法。脫硫效率可以達到95%以上。下表是國家環(huán)保標準中《鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規(guī)范》HJ462

  通過我們的研究：當SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，石灰石-石膏法脫硫技術非常適合水泥行業(yè)。一是脫硫效率高；二是脫硫劑用的是石灰石，可以采用窯灰；三是的副產(chǎn)品脫硫石膏可以用作水泥緩凝劑。

  石灰石—石膏濕法脫硫原理：

  石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應劑，與煙氣中的SO₂發(fā)生反應生成亞硫酸鈣（CaSO₃），亞硫酸鈣CaSO₃與氧氣進一步反應生成硫酸鈣（CaSO₄）。其脫硫效率和運行可靠性高，是應用最廣的脫硫技術。

  進入脫硫塔煙氣量850000m³/h；

  進入脫硫塔SO₂濃度1200mg/Nm³；

  出脫硫塔SO₂濃度≤100mg/Nm³；

  脫硫效率≥92%；

  除塵效率≥50%

  窯灰消耗量1290kg/h；

  石膏生成量1890kg/h；

  系統(tǒng)水耗量20.9t/h；

  水泥窯煙氣污染物不達標技術方案建議

  重點地區(qū)，對窯尾采用電收塵器，如SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，粉塵排放濃度小于40mg/Nm³，建議不需要電改袋，直接采用濕法脫硫皆可達標排放；

  重點地區(qū)，對窯尾采用電收塵器，如SO₂排放濃度為大于500mg/Nm³，粉塵排放濃度大于40mg/Nm³，建議不需要電改袋，直接采用濕法脫硫+濕式除污器即可達標。

  與袋式除塵器相比優(yōu)勢：濕式除污器阻力只有300Pa，比袋式除塵器至少節(jié)約700Pa以上阻力，降低風機電耗，另其它使用費也低于袋式除塵器。

  濕式除污器優(yōu)點

  除塵效率高：無二次揚塵； 粉塵排放可≤10mg/Nm³， 除塵性能穩(wěn)定，不受粉塵比電阻影響。

  多種物質脫除效率高：PM2.5去除率＞90%，汞及重金屬去除率＞90%。

  解決藍煙酸霧：SO₃去除率＞90%，水霧去除率＞75%， 解決煙囪腐蝕問題。

  運行穩(wěn)定：無運動構件，設備故障率低。

  濕法脫硫典型業(yè)績

  科行集團將濕法脫硫引入水泥行業(yè)的優(yōu)勢：合理優(yōu)化引入濕法脫硫至水泥窯，與同等電廠濕法脫硫相比，投資下降30%。

  例如：將不常用電動閥改為手動閥；廢除濾液箱、濾液沖洗泵等，與地坑系統(tǒng)共用；氧化風機、除霧器沖洗水泵、藝水泵不采用備用；將DCS控制改為PLC控制等；脫硫塔采用計算機模擬設計，合理選取進風口至第一層噴淋距離，在同等液氣比情況下提高脫硫效果，以降低運行電耗；除霧器采用除霧效果最好的屋脊式；采用靈活配置噴淋層個數(shù)，以適應不同的SO₂入口濃度。

  六、節(jié)能風機

  科行集團承擔的脫硫脫硝及電改袋工程，都與風機相關聯(lián)，因此，我們與安徽科達風機（科達潔能控股）聯(lián)合組織團隊對水泥廠用風機進行節(jié)能改造設計及供貨。

  改造步驟：

  1、風機是否耗能，我們通過以下進行初步判斷：運行電流長期處于額定電流80%以下運行的風機；調風門長期處于90%以下開度運行的風機。

  2、風機測試診斷；

  3、風機個性化設計。

  七、對脫硫脫硝及電改袋提供融資租賃業(yè)務

  我公司為環(huán)保部工程技術中心依托單位，已成為環(huán)保部用融資租賃推進環(huán)保產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的首批試點單位之一。

  融資租賃的定義：

  指承租方（客戶）根據(jù)所需設備，自主選定設備供應商（科行），由出租方（融資租賃公司）根據(jù)承租方（客戶）的請求負責購置，然后交付承租方使用，承租方按租約定期交納租金（一般為月支付，類似住房按揭）。

  融資租賃過程中相關費用：

  1、租金：本金+利息，采用等額還款，租金恒定；

  2、管理服務費：按照設備合同總額的1%，最低3萬元，發(fā)  貨前一次性收??；

  3、保險費：按照設備合同總額的0.1%計算；

  4、逾期利息、罰金：客戶若逾期則，

  對承租方的好處：

  1、增加流動資金：可幫助客戶實現(xiàn)快速低成本融資，進入程序到放款在1-2個月。特別是可以通過售后回租的方式，將客戶現(xiàn)有的設備轉化為現(xiàn)金，即變死錢為活錢。避免其他金融機構對負債率和贏虧情況的苛刻要求；

  2、還款期限長：企業(yè)通過融資租賃所享有資金的期限可達2-3年，高于銀行貸款期限（一般為1年），省去每次轉貸及過橋的中間費用，且不占用銀行授信額度；

  3、降低財務成本：利息開增值稅，可用于抵扣稅款，實際支付的費用大約在5%；可加速折舊，具有節(jié)稅功能，承租人可加速租賃設備折舊，把折舊費用打入企業(yè)成本；

  4、降低負債率：可以控制好承租方的資產(chǎn)負債率，減少短貸資金長期使用的麻煩；

  5、提前環(huán)保達標：將未來近期的技改一并提前，完成環(huán)保達標。

  觀點：

  觀點1——通過以上整體解決方案，水泥窯煙氣完全可以達到以下超低排放值：顆粒物≤10mg/Nm³，NOx≤100mg/Nm³，SO2≤50mg/Nm³。水泥企業(yè)可以享受環(huán)保稅50%減半征稅；

  觀點2——對有濕法脫硫設施的水泥生產(chǎn)線，PM2.5、汞及重金屬去除率將更高，達＞90%；

  觀點3——將水泥工業(yè)高溫風機、窯頭窯尾風機、生料磨風機、篦冷機風機、煤磨風機、水泥磨風機等改為節(jié)能風機，是水泥行業(yè)目前降低成本的最佳選擇；

  觀點4——水泥工業(yè)在目前經(jīng)濟新常態(tài)大環(huán)境下，應該敢于突破傳統(tǒng)融資方法，拓寬融資渠道，改善融資結構，將融資租賃等新型金融工具嫁接到自己的企業(yè)發(fā)展當中，進一步降低自身發(fā)展的資金風險。