水泥超低排放：不可不知的三大問題

大氣網(wǎng)訊:引言

近日，河北省對(duì)《水泥工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》再次征求意見。標(biāo)準(zhǔn)提出，水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值是10、30、50mg/m3。標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)發(fā)布，就引發(fā)了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。繼鋼鐵超低排放后，水泥超低排放真的要來(lái)了嗎？水泥超低排放下面的問題不可不知。

一、水泥排放標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)各省水泥超低排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不同，即使在同一省內(nèi)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。

河南省水泥超低排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是水泥窯廢氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、100mg/m3。

四川省水泥超低排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是水泥窯廢氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3。

江蘇省水泥超低排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是水泥窯廢氣氮氧化物排放濃度分別不高于100mg/m3。

即使在河北省不同的城市標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。

唐山市生態(tài)環(huán)境局《關(guān)于下達(dá)唐山市五大行業(yè)大氣污染治理重點(diǎn)工作任務(wù)的通知》（唐環(huán)氣【2019】1號(hào)）要求所有水泥企業(yè)（包括粉磨站）全部實(shí)施超低排放改造，礦渣微粉企業(yè)參照?qǐng)?zhí)行。鼓勵(lì)水泥窯采用源頭控制和SNCR+SCR組合脫硝，要求2019年10月底，水泥窯廢氣和烘干廢氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、30mg/m3、50mg/m3。

邯鄲市大氣污染防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室發(fā)布《2019年邯鄲市工業(yè)污染深度治理攻堅(jiān)戰(zhàn)方案》，要求全市水泥熟料企業(yè)開展超低排放治理改造，脫硝技術(shù)推薦采用低氮燃燒+SCR脫硝等先進(jìn)工藝，2019年11月15日前完成改造。水泥窯外排煙氣在基準(zhǔn)氧含量10%狀態(tài)下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、50mg/m3、50mg/m3。

邢臺(tái)市大氣污染防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室印發(fā)《2019年邢臺(tái)市工業(yè)污染深度治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》，要求水泥行業(yè)6月底前，完成超低排放改造，水泥窯排放煙氣參照基準(zhǔn)氧含量10%狀態(tài)下顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、 50mg/m3、50mg/m3。

河北省其他地市仍然執(zhí)行《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB13/2167-2015）表1第II時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)值（顆粒物20毫克/立方米、二氧化硫50毫克/立方米、氮氧化物260毫克/立方米）。

水泥窯廢氣污染物排放限值國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比情況一覽表

二、水泥污染物控制技術(shù)

水泥行業(yè)中水泥窯煙氣是最主要、最關(guān)鍵的廢氣排放源，煙氣治理由脫硝、除塵兩個(gè)重要環(huán)節(jié)構(gòu)成。由于水泥生產(chǎn)工藝的特殊性，水泥窯煙氣溫度高，產(chǎn)生的熱力型氮氧化物濃度高，脫硝難度大；水泥窯窯內(nèi)為堿性環(huán)境，預(yù)熱器及分解爐的堿性物料在高溫區(qū)域?qū)ΩG尾燃煤排放出來(lái)的二氧化硫具有很高的捕捉力，在正常的水泥窯運(yùn)行條件下，窯尾二氧化硫排放濃度很低，因此很多水泥窯煙氣無(wú)需末端脫硫措施。水泥行業(yè)煙氣凈化工藝可采用的方法有很多，當(dāng)前，煙氣常用脫硝技術(shù)包括低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、生產(chǎn)控制以及熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)；除塵技術(shù)為袋式除塵器、電除塵器以及電袋復(fù)合除塵器。

各污染物控制技術(shù)如下：

1、氮氧化物治理技術(shù)

（1）低氮燃燒技術(shù)

低氮氧化物燃燒技術(shù)主要包括低氮燃燒器和分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)。低氮燃燒器通過增加燃燒器風(fēng)道，降低一次空氣比例，使煤粉分級(jí)燃燒。分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)利用助燃風(fēng)分級(jí)或燃料分級(jí)加入，減少分解爐內(nèi)氮氧化物的生成，并通過控制燃燒過程，還原爐內(nèi)的氮氧化物，可減少氮氧化物產(chǎn)生。

（2）選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)

選擇性非催化還原法（SNCR）是將氨或尿素等還原劑噴入爐內(nèi)之高溫區(qū)，將氮氧化物分解成N2與O2的方法。若為提高氮氧化物的去除效率，而增加藥劑噴入量時(shí)，未反應(yīng)的氨會(huì)殘留在煙氣中，與煙氣中的HCl反應(yīng)，而產(chǎn)生氣態(tài)氯化銨，導(dǎo)致銨鹽沉積在鍋爐省煤器上。

（3）選擇性催化還原法（SCR）

SCR是在水泥窯預(yù)熱器出口處安裝催化反應(yīng)器，在反應(yīng)器前噴入還原劑(如氨水或尿素)，在適當(dāng)?shù)臏囟龋?00-400℃）和催化劑作用下，將煙氣中的氮氧化物還原成氮?dú)夂退?/p>

從目前SCR技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，有兩種選擇：一是將SCR設(shè)備安裝在除塵器之前，這時(shí)煙氣溫度較高，可滿足催化還原反應(yīng)要求，但由于粉塵濃度過高，會(huì)造成催化劑磨損和堵塞。另一種選擇是將SCR設(shè)備安裝在除塵器之后，這時(shí)粉塵濃度非常低，沒有了催化劑堵塞問題，但由于溫度下降較多，催化還原反應(yīng)溫度不夠。

（4）熱碳催化還原復(fù)合脫硝

熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)是通過對(duì)分解爐進(jìn)行風(fēng)、煤和粉狀催化劑投料的工藝改造，在分解爐下部的局部區(qū)域或新增還原區(qū)域創(chuàng)造貧氧還原氛圍，以熱碳和CO為還原劑，并在高效復(fù)合催化劑作用下將水泥窯內(nèi)產(chǎn)生的氮氧化物（熱氮與燃燒氮）還原為氮?dú)夂投趸迹ㄒ患?jí)熱碳催化還原）。其次，對(duì)分解爐內(nèi)燃煤產(chǎn)生的氮氧化物（燃燒氮和瞬時(shí)氮）再以NH3為還原劑，在分解爐后部噴入少量氨水還原為氮?dú)夂退ǘ?jí)氨法還原）。

2、顆粒物治理技術(shù)

除塵系統(tǒng)的核心是各種除塵器，主要有袋式除塵器、電除塵器、電袋復(fù)合除塵器等。目前水泥工業(yè)應(yīng)用較多的是袋式除塵器。袋式除塵器是一種利用有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維過濾布將含塵氣體中的粉塵過濾出來(lái)的凈化設(shè)備，因?yàn)V布多做成袋式，所以稱袋式除塵器。袋式除塵器采用深層過濾或表面過濾的過濾機(jī)理將粉塵阻擋在濾布外部而通過潔凈氣體，為維持持續(xù)穩(wěn)定的處理能力和較高的凈化效率，需要采取清灰機(jī)構(gòu)將附著的粉塵抖落。袋式除塵器具有除塵效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

三、相關(guān)案例

目前，國(guó)內(nèi)水泥超低項(xiàng)目還不是很多。下面匯總了部分水泥超低排放項(xiàng)目以供參考。

2018年12月5日，江油紅獅水泥顆粒物、SO2、NOX可以分別穩(wěn)定持續(xù)控制到10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3以下，達(dá)到了超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，與會(huì)專家一致認(rèn)為項(xiàng)目通過驗(yàn)收。

2018年7月，登封嵩基水泥有限公司5000t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線窯尾煙氣超低排放SCR低溫脫硝工程項(xiàng)目啟動(dòng)，其技術(shù)路線為“高溫預(yù)除塵+低溫SCR脫硝一體化”，最終NOx排放濃度將達(dá)到50mg/Nm3以下。

2018年10月，磴槽集團(tuán)宏昌水泥SCR超低排放示范工程通過專家組審核，達(dá)到了水泥行業(yè)煙氣超低排放要求（污染物排放濃度顆粒物≤10mg/m³、二氧化硫≤35mg/m³、氮氧化物≤50mg/m³）。

2018年11月，中國(guó)聯(lián)合水泥河南運(yùn)營(yíng)管理區(qū)所有企業(yè)的14條生產(chǎn)線完成超低排放改造全部實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放濃度控制在100毫克/立方米以內(nèi)，且大部分企業(yè)顆粒物排放濃度已低至5毫克/立方米。

2019年2月27日，天瑞集團(tuán)南召水泥有限公司進(jìn)行超低排放改造項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。

天瑞新登水泥公司已于2018年8月完成了大氣污染物超低排放示范工程的建設(shè)及驗(yàn)收工作。在此基礎(chǔ)上，公司于2018年9月份實(shí)施了深度脫硝治理工程。自2019年2月份完成改造至今的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，氮氧化物排放量穩(wěn)定在50毫克/立方米以下。

2019年9月底，海螺集團(tuán)在濟(jì)寧海螺建設(shè)的首個(gè)SCR脫硝項(xiàng)目投入試運(yùn)行，粉塵、氮氧化物排放指標(biāo)可分別控制到10mg/m³、100mg/m³以下。

結(jié)語(yǔ)

水泥產(chǎn)業(yè)作為高能耗、高污染工業(yè)，更是被國(guó)家與人民密切關(guān)注，環(huán)保問題正成為水泥企業(yè)生死存亡的關(guān)鍵。隨著各地多項(xiàng)環(huán)保政策的提出，顯然，水泥行業(yè)的排放限值會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，水泥超低排放必然是大勢(shì)所趨。