節(jié)能減排上策：脫硫脫硝與與余熱回收同步

新的《煉焦行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《環(huán)保法》已于今年1月1日起同期執(zhí)行，焦化行業(yè)被列為專項(xiàng)整治十大重點(diǎn)行業(yè)之一。這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求，2016年底前，全部取締不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的小型煉焦項(xiàng)目，新建、改建、擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)行主要污染物排放等量或減量置換，對(duì)焦化企業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)治理并在2017年底前完成干熄焦技術(shù)改造。

上述“排放標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定，焦化煙氣中二氧化硫排放要達(dá)到50mg/nm3，氮氧化物排放要達(dá)到500mg/nm3，而目前焦化企業(yè)煙氣中含二氧化硫?yàn)?50gm/nm3左右，氧氧化物1800mg/nm3左右。這樣嚴(yán)格的規(guī)定對(duì)于目前大多數(shù)處于虧損狀態(tài)的焦化企業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是雪上加霜。焦化企業(yè)如何應(yīng)對(duì)越來(lái)越高的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)?在技術(shù)儲(chǔ)備、環(huán)境管理、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面，火電行業(yè)的脫硫脫硝工作能為目前焦化行業(yè)的脫硫脫硝提供什么樣的經(jīng)驗(yàn)?

上述問(wèn)題是在由河北省冶金學(xué)會(huì)、山東金屬學(xué)會(huì)、山西省金屬學(xué)會(huì)、河北省焦化行業(yè)協(xié)會(huì)、山東省焦化行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，河北省冶金學(xué)會(huì)焦化學(xué)術(shù)委員會(huì)、河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼焦化廠協(xié)辦，石家莊博華展覽有限公司承辦的“2015焦化行業(yè)節(jié)能減排及干熄焦技術(shù)交流會(huì)”上重點(diǎn)研討的課題。這次會(huì)議于7月20日-22日在河北省宣化召開(kāi)。

焦化行業(yè)是污染大戶

會(huì)議認(rèn)為：煉焦是煤炭在低氧條件下的加熱干餾過(guò)程。許多揮發(fā)性成分在此過(guò)程中逸出，形成焦?fàn)t煤氣和煉焦油。焦炭是煉焦的主要產(chǎn)物，煉焦過(guò)程中常排出大量的碳?xì)浠衔铩⒘蚧?、氰化物、氨、粉塵等大氣污染物。因此，煉焦生產(chǎn)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中最大煙氣發(fā)生源之一，焦?fàn)t煙塵污染源主要分布于爐頂、機(jī)焦兩側(cè)和熄焦，全部煙塵還應(yīng)包括加熱系統(tǒng)燃燒廢氣、焦?fàn)t煙塵發(fā)生于裝煤、煉焦、推焦、熄焦過(guò)程中。

焦化煙塵具有如下特點(diǎn)：

一是含污染物種類繁多。廢氣中含有煤塵、焦塵和焦油物質(zhì)，其中無(wú)機(jī)類的有硫化氫、氰化氫、氨、二硫化碳等，有機(jī)類的有苯酚類等多環(huán)和雜環(huán)芳烴。

二是危害性大。無(wú)論是無(wú)機(jī)或有機(jī)污染物多數(shù)屬于有毒、有害物質(zhì)，焦化廠空氣顆粒物中能檢出少量萘、甲基萘、二甲基萘及乙基萘等，主要以蒸氣狀態(tài)存在。而細(xì)微的煤塵和焦塵都有吸附苯可溶性的性能，從而增大了這類廢氣的危害性。

三是污染物發(fā)生源多、面廣、分散，連續(xù)性和陣發(fā)性并存。焦?fàn)t裝煤、推焦熄焦過(guò)程產(chǎn)生的煙塵多是陣發(fā)性，每次過(guò)程時(shí)間短，煙塵量大，而次數(shù)頻繁，一般每隔8-16min各有一次，每次時(shí)間約1-3min。焦?fàn)t爐門裝煤孔蓋、上升管蓋和橋管連接處的的泄漏及散落在焦?fàn)t頂?shù)拿菏軣岱纸獾臒煔獾龋涿鎻V、分散。

四是大力控制和回收部分逸散物。如荒煤氣、苯類及焦油產(chǎn)品等有用物質(zhì)，不僅可減輕對(duì)大氣的污染，還有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

建脫硫脫硝裝置沒(méi)商量

中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)首席專家、中冶焦耐(大連)工程技術(shù)有限公司技術(shù)顧問(wèn)鄭文華在會(huì)議報(bào)告中指出：中國(guó)是世界焦炭第一生產(chǎn)大國(guó)，2014年我國(guó)焦炭產(chǎn)量47691萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量68230萬(wàn)噸的69.9%。行業(yè)虧損面高達(dá)46%的

焦化行業(yè)污染更加引起了上上下下的關(guān)注，將直接推動(dòng)對(duì)焦化廠環(huán)保的治理和對(duì)環(huán)保設(shè)施的投入。其中，治理焦?fàn)t煙氣中的二氧化硫和氮氧化物已經(jīng)成為焦化行業(yè)的重點(diǎn)環(huán)保項(xiàng)目。

首先，我國(guó)400余家獨(dú)立焦化廠，其年焦炭產(chǎn)能占全國(guó)機(jī)焦總產(chǎn)能5.54億噸的70%。這些廠焦?fàn)t用焦?fàn)t煤氣加熱，其焦?fàn)t煙道氣含NOX大多>500mg/m3，含SO2大多>50mg/m3，必需配置脫硫脫硝裝置。

即每年有5.54億噸×70% = 3.878億噸煉焦產(chǎn)能的獨(dú)立焦化廠需要配置脫硫脫硝裝置。

另外，我國(guó)鋼鐵企業(yè)焦化廠大約有20%的焦?fàn)t用高熱值焦?fàn)t煤氣加熱。這部分焦?fàn)t也需要配置脫硫脫硝裝置。

位于重點(diǎn)或非重點(diǎn)控制區(qū)的新建焦?fàn)t，以及現(xiàn)有焦化廠根據(jù)國(guó)家和地方政府及環(huán)保局要求也需要配置脫硫脫硝裝置。

焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝是一個(gè)新課題，目前，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有一家焦化廠有穩(wěn)定運(yùn)行的方法和業(yè)績(jī)，研發(fā)的公司很多，提出的方法也很多，主要有：焦?fàn)t煙氣低溫脫硫脫硝、加熱焦?fàn)t煙氣+高溫催化還原脫硝、SICS法催化氧化(有機(jī)催化法)脫硫脫硝、活性炭脫硫脫硝和活性焦干法脫硫脫硝工藝技術(shù)，只有在全面了解和分析工藝原理、試驗(yàn)結(jié)果、流程裝備、操作要求的基礎(chǔ)上，才能選擇出切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)適用的處理方法。

脫硫脫硝與余熱回收雙管齊下

會(huì)議代表也普遍認(rèn)為，焦?fàn)t煙氣余熱回收技術(shù)已經(jīng)在焦化行業(yè)運(yùn)用成熟，但煙氣脫硫脫硝技術(shù)在焦化行業(yè)的應(yīng)用尚是空白。雖然煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電行業(yè)較為成熟，但焦化行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)工況與火電行業(yè)相差很大。照搬火電行業(yè)脫硫脫硝技術(shù)肯定行不通。

在煉焦生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余氨水，這些剩余氨水經(jīng)過(guò)除油、脫酚等工藝后可得到濃度較高的氨水。所以在焦化企業(yè)，采用氨法脫硫脫硝可以做到就地取材，減少運(yùn)行成本。

在脫硝方面，目前，選擇性催化還原(SCR)技術(shù)目前是氮氧化物減速排的主流技術(shù)，但SCR脫硝技術(shù)存在一個(gè)煙氣溫度問(wèn)題，它要求煙氣溫度普遍在350℃以上才能完成催化還原反應(yīng)。而目前焦?fàn)t煙氣溫度普遍在250℃～300℃之間，所以開(kāi)發(fā)低溫SCR法技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。

另外，在焦化行業(yè)推進(jìn)脫硫脫硝主要受制于成本的影響。投資一套脫硫脫硝裝置，僅設(shè)備投資就要1500～2000多萬(wàn)元。每年運(yùn)行費(fèi)用還行400～500萬(wàn)元，如此成本壓力對(duì)目前尚不景氣的焦化企業(yè)來(lái)講，不能說(shuō)不是一筆大賬。因此，只有當(dāng)政策施壓限值與企業(yè)的承受能力相平衡時(shí)，焦化企業(yè)才會(huì)積極主動(dòng)地落實(shí)脫硫脫硝政策并付諸行動(dòng)。

面對(duì)日益嚴(yán)厲的政策標(biāo)準(zhǔn)和日益迫近的政策期限，如何才能做到兩者相宜呢?為此會(huì)議提出了煙氣余熱回收與脫硫脫硝一體化解決方案。

不少焦化企業(yè)的實(shí)踐已證明，這一方案具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。按100萬(wàn)噸焦?fàn)t產(chǎn)能分析，如果單純搞脫硫脫硝，在國(guó)家沒(méi)有出臺(tái)相應(yīng)優(yōu)惠政策前，單純?cè)O(shè)備投資1500萬(wàn)元以上，每年運(yùn)行費(fèi)用500～700萬(wàn)元。但如同時(shí)上了余熱回收裝置，一年后即可回收余熱回收投資，最多3年后可收回全部投資。這樣焦化企業(yè)脫硫脫硝就有積極性了。

脫硫脫硝資金從哪里來(lái)

會(huì)議分析并建議，毫無(wú)疑問(wèn)，焦化企業(yè)要做到達(dá)標(biāo)排放，必須投入資金，上馬治污設(shè)備，同時(shí)保障設(shè)施的正常運(yùn)行，這給原本正處于虧損狀態(tài)的焦化企業(yè)增加了一筆不小的開(kāi)銷。

按照新標(biāo)準(zhǔn)，以100萬(wàn)噸焦化裝置為例，達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的污染物排放限值，現(xiàn)有企業(yè)廢氣污染控制環(huán)保投資及運(yùn)行費(fèi)用約2600～3500萬(wàn)元，占總投資的8.5%～11.5%;達(dá)到新建企業(yè)限值要求，環(huán)保投資及運(yùn)行費(fèi)用約4000萬(wàn)～5500萬(wàn)元，占總投資的11%～15%。

現(xiàn)在讓焦化企業(yè)消化這些成本確實(shí)很難，國(guó)家在提高環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，必須進(jìn)行合理的價(jià)格輸導(dǎo)，要把污染治理成本傳導(dǎo)到產(chǎn)品價(jià)格和稅收優(yōu)惠中去，這樣才以能保證治污設(shè)施的建設(shè)與營(yíng)運(yùn)。

要綜合運(yùn)用各種經(jīng)濟(jì)手段推進(jìn)焦化企業(yè)脫硫脫硝工作，以最小的成本換取最大的環(huán)境效益，如排污權(quán)交易政策等。收取的污染物排污費(fèi)要全部用于污染物的治理，尤其是用于老焦化廠的技術(shù)改造獎(jiǎng)勵(lì)、煙氣治理獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)一時(shí)不能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備要有免稅或減稅措施;通過(guò)國(guó)家環(huán)保專項(xiàng)資金或中央預(yù)算內(nèi)投資資金對(duì)現(xiàn)有焦化廠建設(shè)脫硫脫硝裝置進(jìn)行補(bǔ)助。也可以通過(guò)借鑒電力行業(yè)對(duì)脫硫脫硝進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)貼的辦法，以地區(qū)或地市為單元計(jì)算當(dāng)?shù)孛摿蛎撓醯钠骄杀荆云骄杀竞推髽I(yè)實(shí)際脫除的二氧化硫和氮氧化物量為依據(jù)，計(jì)算各焦化企業(yè)的煙氣脫硫脫硝成本，然后通過(guò)一定方式支付給焦化企業(yè)。

此外，會(huì)議建議，從焦化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要求出發(fā)，通過(guò)總結(jié)焦化行業(yè)余熱回收產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中和出現(xiàn)的問(wèn)題，相關(guān)部門應(yīng)及時(shí)提出焦化行業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想，尋找符合中國(guó)國(guó)情的焦化產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和配套相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)政策及管理制度，為焦化行業(yè)節(jié)能減排提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐和政策保障，促進(jìn)焦化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

華北理工大學(xué)副校長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師梁英華的“配煤煉焦新技術(shù)”、遼寧中弘信冶金技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理韓軼的“新型干熄焦?fàn)t內(nèi)襯磚—西倫德(大砌塊)介紹”、江蘇諾明高溫材料股份有限公司副總經(jīng)理?xiàng)钚l(wèi)星的“長(zhǎng)壽命干熄爐用耐火材料及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化”、煙臺(tái)創(chuàng)元熱能科技有限公司總經(jīng)理肖午政的“‘有收益的環(huán)保’—焦?fàn)t煙氣余熱回收及脫硫一體化治理技術(shù)”、上海華西化工科技有限公司副總經(jīng)理余浩的“焦?fàn)t煤氣一段等溫式甲烷化生產(chǎn)LNG技術(shù)及其煤焦油加氫技術(shù)研究”、安徽工業(yè)大學(xué)&馬鞍山藍(lán)天化工自動(dòng)化科技有限公司總經(jīng)理寧芳青的“焦?fàn)t煙氣低成本脫硝技術(shù)”、成都華西化工研究所股份有限公司董事長(zhǎng)助理章春的“焦化煙氣脫硫、脫硝、除塵及熱回收一體化技術(shù)方案”、揚(yáng)州康龍環(huán)保工程有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)齊衡的“焦?fàn)t煙氣活性焦干法低溫脫硫脫硝技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”、中冶焦耐(大連)工程技術(shù)有限公司通風(fēng)室高級(jí)工程師張炯的“焦?fàn)t煙道氣脫硫脫硝整體技術(shù)”、北京仟億達(dá)科技股份有限公司商務(wù)部經(jīng)理崔明惠的“服務(wù)節(jié)能，助理焦化”、合肥晨晰環(huán)保工程有限公司總經(jīng)理盧昊的“焦?fàn)t煙道氣中低溫脫硝工程化實(shí)施及技術(shù)特點(diǎn)”等多篇學(xué)術(shù)報(bào)告，受到了會(huì)議代表歡迎。