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温度不再是瓶颈 低温催化还原助力水泥行业氮氧化物超低排放

2018/08/22 中国水泥网

今年以来,国内多省市相继出台水泥行业超低排放实施计划,多数要求将水泥工业主要污染物粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别降至10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3。......

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 今年以来,国内多省市相继出台水泥行业超低排放实施计划,多数要求将水泥工业主要污染物粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别降至10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3。业内普遍表示,三项指标大大高于现行水泥工业污染物排放国家标准,实施难度较大,其中又以氮氧化物减排难度最为突出。

  当前国内水泥工业氮氧化物减排主流技术包括分级燃烧、低氮燃烧和SNCR脱硝等技术,但要稳定实现150mg/m3,甚至100mg/m3的排放标准难度极大,为此业内不少专家指出,SCR脱硝技术将是未来水泥行业氮氧化物实现超低排放的必然选择。

  相对于现有应用较为普遍的几种氮氧化物减排技术仅40-60%左右的脱硝效率,SCR脱硝技术脱硝效率可以达到90%以上,不但能够达到150mg/m3的超低排放标准,甚至结合水泥生产工艺改进,可以将氮氧化物排放量控制在更低的范围内,不仅满足当前需要,更能适应未来极有可能进一步提高的环保要求。

  然而,SCR脱硝技术在水泥行业的应用却存在一些难点。水泥厂烟气粉尘含量高,容易造成催化剂堵 1ed8 ,影响催化剂使用寿命和效果,因而在水泥厂应用SCR技术需要通过收尘系统将粉尘浓度降低,然后再衔接SCR脱硝系统,然而此时的烟气温度将大幅降低,常规催化剂很难发挥效能。

  资料显示,催化剂当今最普遍应用的是多孔Ti2O5(载体)做成蜂窝状模块化,载体表面敷有起催化作用的活性成分V2O5和WO3,反应温度在280℃~400℃为佳。而在新型干法水泥生产线中,预热器出口的温度先进的已降到300℃以下,同时为贯彻国家节能降耗政策,我国2500t/d以上的生产线普遍加装余热锅炉,其排气温度在150℃左右,这也对脱硝催化剂提出了新的挑战,要能够在较低的温度下达到80%以上的脱硝效率,这对于国内催化剂生产商来说是个巨大的挑战。

同兴环保 总工程师吕文彬在“2018中国水泥超洁净排放研讨会”上发言

  同兴环保科技股份有限公司总工程师吕文彬也指出:“温度是当前水泥行业推进SCR脱硝技术面临的最大问题,研发适合水泥厂排气温度的低温催化剂是关键中的关键。”

  吕文彬还表示,目前280度左右的催化剂生产和应用已经比较成熟了,但在280度以下的催化剂还存在一些乱象,部分所谓的低温催化剂其实是从高温改进过来的,只是简单地提高了催化剂在低温下的活性,导致催化剂的长期运行稳定性存在问题。

  为此,吕文彬认为,低温催化剂的研发必然是一个全新的领域,需要针对不同的行业,不同的低温烟气特点做出工艺改进。

  基于这样的认识,同兴环保一直同各大院校和科研单位以及工程设计公司保持紧密合作,并且将每年营业额的5%-7%投入到研发领域,最终在低温催化剂研发领域取得显著突破。据吕文彬的介绍,同兴环保从2003年开始低温催化剂研发,2008年获得发明专利,目前已经获得多项国际的发明专利。2010年同兴环保开始小规模向玻璃行业供应低温催化剂,2015年开始大量供应焦化行。

  “我们的低温催化剂性能在市场上来说是有绝对优势的,垃圾焚烧以前都是用国外的催化剂,现在很多厂都是我们的催化剂和国外的并用,我们的催化剂和国外的催化剂相比在性能和价格上都有很强的优势。”吕文彬称。

  在水泥SCR低温催化剂方面,吕文彬表示,目前国内相关应用案例很少,但是低温催化剂在其他行业的应用值得借鉴。同兴环保在焦化行业推广使用的低温催化剂对反应温度的需求已经降至160-180度,并且在180℃的工况下多年稳定运行。基于这些技术经验,同兴环保针对水泥行业特点作了更多针对性改进,能够满足水泥厂SCR技术脱硝需要。

  吕文彬直言,“温度已经不再是水泥行业SCR脱硝技术应用的瓶颈,目前的低温催化剂可以帮助水泥企业实现氮氧化物的超低排放。”

  当然,从环保角度而言,由于末端治理会产生布袋、催化剂和电能的消耗,增加运行费用。因此吕文彬认为,从源头减少氮氧化物生成同样应该放在水泥厂氮氧化物治理的重要位置,只是仅仅依靠源头治理是远远无法满足超低排放要求的,为此SCR技术仍将是未来水泥行业降低氮氧化物排放的关键,甚至会成为主流技术。

(责任编辑:易海悦)

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