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2019年脫硫脫硝行業發展評述和2020年發展展望

發布者: 眾仕環境     時間: 2020-01-09

   時值歲末年初,為了及時反映環保產業過往一年的發展動態,預測新一年的發展趨勢,我會組織各分支機構編寫了《2019年環保產業發展評述和2020年展望》,供環保企事業單位、專家和管理者參考。
 
  1.2019年度脫硫脫硝領域主要政策
 
  (1) 鋼鐵企業超低排放改造時間表敲定,2025年底前力爭80%以上產能完成改造:2019年4月五部委聯合發布《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》,《意見》提出到2020年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造取得明顯進展,力爭60%左右產能完成改造;到2025年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成,全國力爭80%以上產能完成改造。從2019年年初至今,山西、江蘇、寧夏、上海、湖北、浙江、福建、河南、陜西等地紛紛發布了鋼鐵行業超低排放改造方案。2019年10月中國環境保護產業協會公開了《鋼鐵企業超低排放改造實施指南》的征求意見稿,對鋼鐵企業超低排放改造技術路徑提出了指導建議。2019年12月,生態環境部辦公廳發布《關于做好鋼鐵企業超低排放評估監測工作的通知》,指導鋼鐵企業和地方生態環境部門開展超低排放評估監測工作,推動行業高標準實施超低排放改造。鋼鐵行業邁入超低排放時代。
 
  (2) 燃煤發電廠液氨罐區尿素替代升級改造大幅提速:國家能源局綜合司2019年4月11日發布《切實加強電力行業危險化學品安全綜合治理工作的緊急通知》,要求突出重點,推進重大危險源管控和改造,在運燃煤發電廠仍采用液氨作為脫硝還原劑的,有關電力企業要按照國家能源局《關于加強燃煤機組脫硫脫硝安全監督管理的通知》(國能綜安全[2013]296號)、《燃煤發電廠液氨罐區安全管理規定》等文件要求,積極開展液氨罐區重大危險源治理,加快推進尿素替代升級改造,新建燃煤發電項目應當采用沒有重大危險源的技術路線。
 
  (3) 工業爐窯或將成為下一個治理重點:隨著大氣污染防治 管理要求的提高,對工業爐窯 工藝裝備、污染治理技術和環境管理水平提出了更高的要求。2019年7月,國家四部委發布《工業爐窯大氣污染綜合治理方案》,針對對應用于鋼鐵、焦化、有色、建材、石化、化工、機械制造等行業的工業爐窯,方案不僅提出了排放指標(重點區域顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分別不高于30、200、300毫克/立方米),更對工業爐窯污染治理措施(工藝)進行了詳細規定,涉及鋼鐵及焦化、機械制造、建材、有色冶煉、化工、輕工、石化領域的32個子行業。近年來,上海、河北、天津、重慶、山東等地紛紛發布工業爐窯大氣污染物排放標準,工業爐窯或將成為下一個治理重點。
 
  2. 脫硫脫硝產業發展概況
 
  總體行業動態:燃煤電站脫硫脫硝進入深度治理消缺階段,非電行業成為大氣治理的重點。
 
  (1)電力行業
 
  通過近10年的治理,煤電超低排放改造完成率已達80%,全國8.1億千瓦的燃煤機組基本達到了天然氣的排放水平,提前完成2020年改造目標。隨著我國燃煤電廠實現超低排放,減排效果顯著,超低排放改造遺留的問題進入消缺階段,目前突出的需求是脫硫廢水零排放、“液氨改尿素”改造、過量噴氨(氨逃逸超標)改造治理。此外,生態環境部發文要求,不得強制企業治理“濕煙羽”,因此“濕煙羽”市場觀望氣氛嚴重。
 
  (2)非電行業
 
  非電行業煙氣主要污染物排放居高難下,成為大氣污染治理重點和改善區域空氣質量的關鍵。
 
  1) 鋼鐵行業超低排放全面開展。2019年4月五部委聯合發布《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》,到2025年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成,全國力爭80%以上產能完成改造。地方鋼鐵企業超低排放改造時間表普遍在國家計劃的基礎上加快加嚴,浙江、上海等地要求2022年底前基本完成鋼鐵企業超低排放改造工作。我國鋼材產量排名前三的省份為河北、江蘇、山東,三省鋼材產量占比約達全國總產量的44%。據公開資料顯示,河北省鋼鐵企業超低排放改造進度已然過半,江蘇省進度不及河北,今年將全力推進,山東省作為我國鋼鐵產業結構調整一試點省份,計劃嘗試通過對大氣污染傳輸通道城市鋼鐵企業采取轉移重組、搬遷等方式,實現調整布局、轉型升級。
 
  2) 非電行業時代來臨,煙氣治理仍有難題待解。相對于電力,非電行業的超低排放改造更復雜。這表現在:i. 非電行業排放源眾多,包括鋼鐵、水泥、焦化、有色、玻璃等眾多工業行業;ii. 各個工業行業的工藝過程不同,排放的污染物種類、濃度差異較大,不同煙氣的溫度、濕度、流量、流速等參數波動較大;iii. 技術支撐不足。非電涉及的每個工業行業都有各自的特點,從技術適應性看,一種技術或一套技術要滿足不同污染源排放特征,實現超低排放難度可想而知。
 
  3) 鋼鐵行業煙氣治理的一大的難點是脫硝。脫硫、除塵工藝較成熟,大多數企業也能夠實現二氧化硫、顆粒物超低排放指標要求,在技術路線上也有多種選擇。在煙氣治理過程中,鋼鐵企業要高度重視源頭減量和過程控制技術的應用,同時要結合自身實際,慎重選擇治理技術,只有這樣,才能達到事半功倍的效果。
 
  4) 無組織排放治理逐漸受到重視?!笆濉币詠?,鋼鐵行業實施除塵改造和煙氣脫硫脫硝大氣污染治理工程,有組織排放量大幅下降,無組織排放問題在鋼鐵行業越發凸顯。鋼鐵行業物料吞吐量大、粉粒料較多、產塵點數量多、料場揚塵、運輸揚塵、廠房煙塵外逸等無組織排放問題突出,顆粒物無組織排放量占鋼鐵行業污染物排放總量的50%以上。生態環境部發布《關于推進實施鋼鐵鋼業超低排放的意見》將無組織排放要求也納入鋼鐵超低排放指標要求中。無組織排放成為鋼鐵工業污染治理的重點之一。
 
  3. 脫硫脫硝行業技術展望
 
  (1)火電行業
 
  1) 脫硝裝置還原劑“液氨改尿素”成為趨勢
 
  江蘇鹽城市響水縣化學儲罐發生爆炸事故,國家能源局綜合司發布《切實加強電力行業危險化學品安全綜合治理工作的緊急通知》,要求推進燃煤發電廠開展液氨罐區重大危險源治理,加快推進尿素替代升級改造進度,未來尿素水解市場容量巨大。尿素水解制氨技術具有能量消耗低、運行過程中安全穩定、占用廠房面積小的優點,同時需克服難點包括水解反應器腐蝕問題、機組負荷變化響應時間問題、管道輸送產品氣冷凝問題。
 
  2) 脫硝裝置氨逃逸問題需要引起高度重視
 
  由于普遍低負荷運行,NOx排放標準嚴格而環保監管并不考核氨排放、氨在線監測技術缺陷等原因,噴氨過量普遍存在于燃煤電廠脫硝裝置運行過程中。從工藝上分析,過量噴氨是“大水漫灌”,解決這個問題的關鍵是實施噴氨的“精準滴灌”,基于反應器各個區域的氮氧化物、氨濃度,通過精準噴氨的方式達到精準控制氨濃度的目的,各大發電企業正在開展脫硝裝置噴氨系統改造以解決這個突出問題。以國家能源集團為例,北京國電龍源環保工程有限公司從測試診斷、流場設計優化、取樣測量、大數據控制、增值服務等方面提出了“脫硝深度優化全流程服務”解決方案,某電廠實施后300MW機組供氨量下降了近30%,600MW機組供氨量下降了10%。
 
  3) 低成本脫硫廢水零排放技術
 
  當前,國內火電廠脫硫廢水零排放技術仍處于各種技術工業化示范應用階段,歸納起來主要有兩條工藝路線:i. 以煙氣余熱蒸發方式實現電廠脫硫廢水零排放的工藝路線,即煙道噴霧干燥技術,該技術具有節能環保、運行穩定、占地面積小等優點。但廢水蒸發不完全易對煙道造成腐蝕和積灰堵塞;ii. 以水處理方式實現零排放的工藝路線,即“預處理軟化+膜濃縮減量+蒸發結晶”技術,該技術成熟可靠、已有幾例成功運行案例且不對電廠發電生產造成任何影響,但投資和運行費用較高,處理過程中易產生較多的固體廢棄物。
 
  4) 燃煤電廠“濕煙羽現象”
 
  “白色煙羽”治理技術可分為三大類:煙氣再熱技術、煙氣冷凝技術和煙氣冷凝再熱復合技術。電廠濕煙羽現象已受到相關部門關注,地方政府陸續將燃煤鍋爐消除“有色煙羽”寫入地方環保標準。但是在2019年,對濕煙羽的治理質疑之聲較多,生態環境部出臺的《京津冀及周邊地區2019-2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》公開強調,消除濕煙羽,實際上對控制污染物排放作用不大,反而增加能耗,間接增加污染物排放。對穩定達到超低排放要求的電廠,不得強制要求治理“白色煙羽”。
 
  (2)非電行業
 
  非電行業煙氣主要污染物排放居高難下,成為大氣污染治理重點和改善區域空氣質量的關鍵。
 
  1) 鋼鐵超低排放全面開展,SCR煙氣脫硝技術市場占比高鋼鐵行業煙氣治理最大的難點是脫硝。鋼鐵行業氮氧化物排放限值從300mg/Nm3提高到50mg/Nm3后,很多企業難以達標,急需治理改造。市場上的主要煙氣脫硝技術方案有活性炭法、SCR法和氧化法等。
 
  據公開材料匯總的2019年部分擬建、新建鋼鐵超低排放項目及工藝路線,共統計出42個項目,除去工藝路線未知的5項,剩余37個項目中,采用SCR脫硝的有27個項目,占比達73%,其中包含兩個低溫SCR脫硝項目。經過近兩年的市場實踐與選擇,逐步占據鋼鐵行業脫硝市場主流的是SCR脫硝技術。
 
  2) 干法/半干法脫硫技術成為鋼鐵企業煙氣脫硫市場主流目前非電市場上主要煙氣脫硫技術方案有活性炭法、濕法脫硫、旋轉噴霧法、循環流化床半干法等。
 
  據公開材料匯總的2019年部分擬建、新建鋼鐵超低排放項目及工藝路線,36個脫硫項目中,采用濕法脫硫的項目數占比為27.8%,采用半干法/干法脫硫技術的項目數占比為77.8%(部分項目采用多種工藝路線),其中,采用循環流化床半干法脫硫的項目有10個(27.8%),采用活性炭干法脫硫脫硝一體化技術的項目有7個,采用旋轉噴霧技術的項目有6個。干法/半干法脫硫成為鋼鐵行業脫硫市場的主流技術。
 
  4. 脫硫脫硝行業發展展望
 
  煙氣脫硫脫硝改造重點由電力行業轉向非電行業,而非電行業中鋼鐵企業超低排放改造又首當其沖。京津冀、長三角、汾渭平原等重點地區鋼鐵企業改造取得積極進展,特別是在燒結機頭有組織排放治理方面成效顯著。然而,還有大量的鋼鐵企業的環境面貌并未發生根本轉變,與全面超低排放,且經得起歷史檢驗的要求相比還有較大差距。未來脫硫脫硝行業繼續向非電行業發展,市場上紛繁的技術將經過實踐考驗優勝劣汰,非電行業煙氣治理逐步走上更加規范、高質量的發展之路。


【文章來源:中國環境保護產業協會脫硫脫硝委員會】

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