工業(yè)生產過程中廢氣、廢液和廢渣的排放都嚴重影響著空氣質量,其中工業(yè)鍋爐廢氣是*大的污染源之一。工業(yè)鍋爐廢氣的排放對人類的日常生活和生命健康都有著非常不利的影響。文章從工業(yè)鍋爐廢氣的主要污染物及其帶來的危害兩個角度著手,闡述了工業(yè)鍋爐廢氣治理的必要性,并對我國先進的煙塵治理工藝、脫硫工藝進行了探討,希望有助于改善我國的環(huán)境現(xiàn)狀,實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
今年9月份,生態(tài)環(huán)境部公布了《工業(yè)鍋爐污染防治可行技術指南(征求意見稿)》,就工業(yè)鍋爐污染物防治指導技術公開征求意見。
◆工業(yè)鍋爐大氣污染嚴重,產量下滑明顯
資料來源:國家統(tǒng)計局、中國工程機械工業(yè)協(xié)會
可以發(fā)現(xiàn),2009年到2014年,我國工業(yè)鍋爐產量穩(wěn)步上升,在2014年達到高峰后,2015年工業(yè)鍋爐產量驟然減低,2016年和2017年維持在較低產量,到2018年工業(yè)鍋爐產量較2017年又下降了25.68%。
工業(yè)鍋爐是大氣污染物排放主要來源之一,在2014年3月28日舉行的“煤粉型工業(yè)鍋爐清潔高效利用現(xiàn)場會”上,煤炭科學研究總院研究員王乃繼表示,目前我國在用工業(yè)鍋爐煙塵排放約占全國排放總量的44.8%,二氧化硫排放量占全國排放總量的36.7%。
“十三五”以來,國家環(huán)保政策漸嚴,工業(yè)鍋爐又是污染較為嚴重的設備,自然成為治理的重點,自2015年以來工業(yè)鍋爐產量開始減少。
◆工業(yè)鍋爐進入廢氣超低排放時期
來源:公開資料整理
可以發(fā)現(xiàn),紡織、能源、建材、建筑等基礎工業(yè)是工業(yè)鍋爐主要使用方。工業(yè)鍋爐作為無可替代的熱能動力設備,是我國基礎工業(yè)發(fā)展的必需品,在可預見的時期內工業(yè)鍋爐大概率不會出現(xiàn)大幅減少狀況。
同時,隨著各種環(huán)保政策以及規(guī)劃的發(fā)布,采用清潔燃料和潔凈燃燒技術的工業(yè)鍋爐以及對工業(yè)鍋爐進行潔凈改造已經成為工業(yè)鍋爐行業(yè)的發(fā)展趨勢。
工業(yè)鍋爐作為大氣污染物排放的主要來源,一直以來也都是大氣污染治理的重點。近日出臺的《京津冀及周邊地區(qū)2019-2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》就要求相關地區(qū)深入開展工業(yè)鍋爐綜合整治,加大燃煤小鍋爐淘汰力度,對生物質鍋爐進行超低排放改造,加快推進燃氣鍋爐低氮改造。
早在2014年5月16日國家就發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2014),將鍋爐分成燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐,分別規(guī)定了排放限值。近幾年來,多個省市參照國家標準相繼公布了當?shù)毓I(yè)鍋爐大氣污染物的地方排放標準限值,很多省份還增加了燃生物質成型燃料鍋爐大氣污染物排放標準限值。
◆工業(yè)鍋爐廢氣治理技術
生態(tài)環(huán)境部在《工業(yè)鍋爐污染防治可行技術指南(征求意見稿)》就工業(yè)鍋爐廢氣治理提供了多種可行性技術,我們分析其特點后,結合各地的工業(yè)鍋爐大氣排放標準限值,就如何選擇治理技術提出建議。
1、工業(yè)鍋爐顆粒物治理技術
(1)燃煤鍋爐顆粒物治理技術
a北京、河北、山東、陜西排放限值為10mg/m3以下,適合采用濕式電除塵技術;
b其他地區(qū)采用四種技術皆可,其中袋式除塵技術投資成本較低、占地面積較小。
(2)燃油鍋爐顆粒物治理技術
a北京、河北、陜西排放限值為10mg/m3以下,適合采用濕式電除塵技術;
b其他地區(qū)采用四種技術皆可,其中電袋復合除塵技術效果好,除塵效率高。
(3)燃氣鍋爐顆粒物治理技術
a北京、河北、天津、陜西排放限值為10mg/m3以下,適合采用濕式電除塵技術;
b其他地區(qū)采用袋式除塵技術和電袋復合除塵技術,電袋復合除塵技術效果更好,成本更高。
(4)燃生物質成型燃料鍋爐顆粒物治理技術
a北京、河北排放限值為10mg/m3以下,適合采用濕式電除塵技術;
b其他地區(qū)采用袋式除塵技術和電袋復合除塵技術,電袋復合除塵技術效果更好,成本更高。
2、工業(yè)鍋爐二氧化硫治理技術
(1)除北京外,各地區(qū)采用任一技術都達到二氧化硫排放限值要求;
(2)氧化酶法脫硫技術和鈉堿法脫硫技術o的前期成本較低,但后期需要額外付出使用成本;
(3)石灰石/石灰-石膏濕法脫硫技術適用范圍廣,而且對顆粒物和重金屬及其化合物有協(xié)同治理效果,具有多用途優(yōu)勢;
(4)煙氣循環(huán)流化床法脫硫技術適用于部分燃煤鍋爐,后期使用成本低,但脫硫效率較低,前期成本較高。
3、工業(yè)鍋爐氮氧化物治理技術
(1)燃煤和燃生物質成型燃料鍋爐
宜使用SNCR脫硝技術和SNCR-SCR聯(lián)合法脫硝技術。尤其是SNCR脫硝技術前期成本和后期運行運行成本較小。但是,SNCR脫硝技術應用于層燃爐和室燃爐時,氮氧化物排放濃度較高,不符合北京、河北、陜西地區(qū)的排放限值要求。
(2)燃油、燃氣鍋爐
宜使用SCR脫硝技術,符合國家及各地方氮氧化物排放限值要求。同時需要關注該技術的系統(tǒng)阻力、占地面積、投資運行成本較大。
◆工業(yè)鍋爐廢氣治理設備需求方向分析
據(jù)2010年全國污染源普查數(shù)據(jù),340個地級以上城市現(xiàn)有工業(yè)鍋爐6.5萬臺(合計75.8萬蒸噸),平均容量為11.7蒸噸/臺,其中燃煤鍋爐的容量和臺數(shù)占工業(yè)鍋爐總容量、總臺數(shù)的65%左右。
來源:生態(tài)環(huán)境部2010年全國污染源普查數(shù)據(jù)
從圖表中可以發(fā)現(xiàn),6噸以下的工業(yè)鍋爐數(shù)量占比為57%,容量占比僅有13%,而35噸以上工業(yè)鍋爐數(shù)量占比為7%,容量占比達到了52%,表明我國工業(yè)鍋爐大多為小容量鍋爐。結合以燃煤鍋爐占多數(shù)的現(xiàn)狀,這些小容量鍋爐多數(shù)為燃煤鍋爐。
使用小容量燃煤鍋爐企業(yè)在鍋爐廢氣治理方面對成本敏感度高,選擇廢氣治理設備時會在滿足燃煤鍋爐廢氣排放限值需求下優(yōu)先考慮成本因素。
燃煤鍋爐:顆粒物治理上,袋式除塵設備效果好,成本低;二氧化硫治理上,氧化鎂法脫硫技術的煤種變化適應性更強,成本也比較低;氮氧化物治理上,SNCR脫硝技術較SNCR-SCR聯(lián)合法脫硝技術更有成本優(yōu)勢。
可預估,袋式除塵設備、氧化鎂法脫硫設備、SNCR脫硝設備將成為工業(yè)鍋爐廢氣治理主要的需求方向,未來將有更大的市場空間。
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