國(guó)內(nèi)外工業(yè)鍋爐政策分析及技術(shù)分析doc

1、專題一:調(diào)研分析國(guó)內(nèi)外燃煤工業(yè)鍋爐煙氣多種污染物（煙塵、SO2、NOx和Hg等）控制技術(shù)水平差距及政策差異張悠 21127009 動(dòng)力工程專業(yè)1、 引言目前國(guó)內(nèi)關(guān)于燃煤工業(yè)鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)為GB13271-2001-鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB 90781996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，前兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)編訂時(shí)間較早，未對(duì)NOx及汞排放作出相關(guān)規(guī)定，因此一般工業(yè)鍋爐都以其相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為排放標(biāo)準(zhǔn)。本文選取平板玻璃鍋爐作為對(duì)象，具體說(shuō)明國(guó)內(nèi)外控制技術(shù)水平差距及政策差距。平板玻包括普通平板玻璃和浮法玻璃。由于普通平板玻璃生產(chǎn)工藝較為落后，目前越來(lái)越多的生產(chǎn)線采用浮玻璃生產(chǎn)技術(shù)。截至2008年，我國(guó)浮法玻璃生

2、產(chǎn)線一共191條。2008年平板玻璃總產(chǎn)量達(dá)到5.74億重量箱（約2870萬(wàn)噸），占世界總產(chǎn)量的48，其中浮法玻璃產(chǎn)量占83以上（4.78億重量箱）。2009和2010分別為5.85億重量箱和5.98億重量箱1。同時(shí)，平板玻璃行業(yè)是我國(guó)重點(diǎn)工業(yè)污染控制行業(yè)之一。2、 國(guó)內(nèi)外政策差異2.1、 國(guó)內(nèi)政策現(xiàn)發(fā)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 264532011）規(guī)定新建企業(yè)自2011年10月1日起至2013年12月31日止，現(xiàn)有企業(yè)執(zhí)行表1規(guī)定的大氣污染物排放限值，自2014年1月1日起，現(xiàn)有企業(yè)執(zhí)行表2規(guī)定的大氣污染物排放限值。表1平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 264532

3、011）規(guī)定現(xiàn)有企業(yè)排放限值2污染物項(xiàng)目排放限值玻璃熔窯在線鍍膜尾氣處理系統(tǒng)配料、碎玻璃等其他通風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備顆粒物1005050二氧化硫600表2平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 264532011）規(guī)定新建企業(yè)排放限值污染物項(xiàng)目排放限值玻璃熔窯在線鍍膜尾氣處理系統(tǒng)配料、碎玻璃等其他通風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備顆粒物503030二氧化硫400氮氧化物（以NO2計(jì)）7001.2 國(guó)外政策及其與國(guó)內(nèi)比較表3 部分國(guó)外平板玻璃熔窯煙氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值3標(biāo)準(zhǔn)顆粒物（單位：mg/Nm3）二氧化硫（單位：mg/Nm3）氮氧化物（以NO2計(jì)）mg/Nm3Kg/t歐盟BAT5305007001.251.7

4、5盧森堡50500500(新改建)奧地利505009001500（與窯型有關(guān)）芬蘭50法國(guó)50意大利801581800GB 9078-1996 200300850和1200 本標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有：80 新建：50現(xiàn)有850新建500700從前面3張表中可以看出我國(guó)對(duì)于污染物控制越來(lái)越嚴(yán)格，尤其與原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)比較。與國(guó)外政策相比，我國(guó)的要求接近與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，甚至比有些國(guó)家嚴(yán)格。我國(guó)在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考了國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。就汞的標(biāo)準(zhǔn)而言，國(guó)內(nèi)關(guān)于這方面的規(guī)定不多，只有火電廠鍋爐對(duì)汞的排放做出相關(guān)規(guī)定，即2015年1月1日起，燃燒鍋爐執(zhí)行0.03mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)雖然在克林頓使其制定了汞減排目標(biāo)，但是布什政府廢除了這個(gè)計(jì)

5、劃，制定了清潔空氣汞法規(guī)，但美國(guó)巡回法院沒有通過(guò)這個(gè)法案。歐盟2006年制定了大型燃燒裝置的最佳可行性技術(shù)參考文件沒有對(duì)汞的排放限值提出要求，德國(guó)2004年對(duì)大型燃燒裝置法進(jìn)行了修訂，提出汞的排放限值不得超過(guò)0.03mg/m3。2、國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平差異2.1 除塵、二氧化硫脫除分析玻璃窯爐產(chǎn)生的粉塵粒徑較小，具有一定的黏性，除塵方式上具有自己的特點(diǎn)，對(duì)于傳統(tǒng)重力除塵或旋風(fēng)除塵方式，由于粉塵初始濃度不高，一般不需要進(jìn)行兩級(jí)凈化的情況，用此方法無(wú)法捕集1m以下的小粒徑煙塵。所以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的除塵方式主要有袋式除塵，電除塵和濕法除塵。 對(duì)于煙氣SO2控制，按脫硫吸收工藝的不同，可以分為濕法、干法和半干法等

6、。其中，濕法脫硫，又根據(jù)吸收藥劑的不同，又分為鈣法、氨法、鎂法、鈉法等。濕法脫硫工藝的脫硫率和吸收劑利用率相對(duì)較高，但處理系統(tǒng)復(fù)雜，存在水污染問(wèn)題。干法或半干法脫硫工藝的脫硫率和吸收劑利用率相對(duì)較低，但處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資較低。就平板玻璃熔窯除塵、脫硫而言，一般會(huì)采用一體化技術(shù)，具體如下456：（1）濕法除塵、脫硫工藝。工藝流程示意圖如圖1。高效脫硫除塵裝置要求進(jìn)入裝置的煙氣溫度低于250，由于來(lái)自熔窯的煙氣溫度較高（410） ，因此來(lái)自熔窯的煙氣先進(jìn)余熱鍋爐（或冷卻器）進(jìn)行冷卻，在煙氣溫度低于250時(shí)由引風(fēng)機(jī)將煙氣送入高效脫硫除塵裝置進(jìn)行脫硫除塵處理。煙氣在高效脫硫除塵裝置內(nèi)與來(lái)自洗滌液循環(huán)系

7、統(tǒng)的堿性洗滌液接觸，在一系列復(fù)雜的化學(xué)、 物理作用下， 煙氣中的二氧化硫被洗滌液吸收， 同時(shí)煙氣中的煙塵凝集沉降而被洗滌液帶走，達(dá)到脫硫除塵的目的。經(jīng)凈化后的煙氣，在高效脫硫除塵裝置內(nèi)進(jìn)行有效的脫水，脫水后的煙氣由高煙囪外排。含有煙塵的洗滌液進(jìn)入洗滌液循環(huán)沉淀池，分離出其中的煙塵等沉淀物，調(diào)整洗滌液的PH值后重復(fù)使用。此法在國(guó)內(nèi)采用不多。圖1、濕法除塵、脫硫工藝（2）干法/半干法脫硫電除塵工藝。該工藝流程見圖2。該工藝已經(jīng)在國(guó)內(nèi)電子玻璃工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)很成熟。此外，在歐盟等國(guó)家的平板玻璃生產(chǎn)線也大多采用該技術(shù)。這個(gè)技術(shù)的工藝特點(diǎn)是在煙氣進(jìn)入電除塵器之前，須經(jīng)過(guò)調(diào)濕塔。調(diào)濕塔的目的在于除

8、硫、降溫和增濕（調(diào)整煙塵比電阻，以提高除塵效率）。煙氣經(jīng)調(diào)濕塔后，進(jìn)入電除塵器除塵，最后由風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)管道輸送至煙囪排入大氣中。圖2干法/半干法脫硫電除塵工藝（3）其他工藝。目前脫硫除塵的工藝很多，但是國(guó)內(nèi)利用的都不多，例如國(guó)外一些國(guó)家采用的干法/半干法脫硫+布袋除塵。2.2 NOx脫除2.2.1 脫硝的主要技術(shù)參數(shù) 脫硝的主要技術(shù)參數(shù)如表7，就已經(jīng)應(yīng)用的技術(shù)而言，國(guó)內(nèi)采用低NOx燃燒技術(shù)，很少采用其他脫硝技術(shù)表7脫硝技術(shù)技術(shù)參數(shù)序號(hào) 控制技術(shù)控制策略去除效率說(shuō)明1低NOx燃燒器 一次措施，燃燒技術(shù)改進(jìn)根據(jù)歐盟的實(shí)例，每套裝置在10萬(wàn)55萬(wàn)歐元，控制系統(tǒng)需6.59萬(wàn)歐元。國(guó)內(nèi)目前沒有實(shí)例。2純氧助

9、燃 一次措施約70%90爐窯對(duì)耐火材料要求高，技術(shù)問(wèn)題尚需要進(jìn)一步解決；不同爐窯投資成本差異較大；對(duì)于不同規(guī)模的爐窯，節(jié)能潛力可能也不盡相同。例如：對(duì)于大型平板玻璃熔爐，節(jié)能潛力（515）不如中小型熔爐。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)（電子玻璃）有3臺(tái)熔爐正在運(yùn)轉(zhuǎn)。33R技術(shù)二次措施，燃料化學(xué)還原法 7085%，排放濃度低于500mg/m根據(jù)歐盟的實(shí)例，整體投資低于30萬(wàn)歐元，每削減1t氮氧化物成本約為350歐元。國(guó)內(nèi)目前沒有實(shí)例。4選擇性催化還原（SCR） 二次措施7095%，排放濃度低于500mg/m3需采用NH3或尿素溶液，觸媒昂貴且3-5年需更換。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)（電子玻璃）有1家企業(yè)采用。5選擇性非催化還

10、原（SNCR） 二次措施4070%需采用NH3或尿素溶液。6濕法還原吸收法 二次措施6090 采用硫化物、二價(jià)鐵等作為還原劑，運(yùn)行穩(wěn)定性有待評(píng)估。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)（電子玻璃）有1家企業(yè)采用。一次措施包括改進(jìn)燃燒技術(shù)和純氧助燃技術(shù)等。目前，純氧助燃熔爐尚未在平板玻璃工業(yè)界廣泛應(yīng)用，但總體而言，純氧助燃技術(shù)在一定程度代表了未來(lái)的發(fā)展方向。二次措施是指對(duì)熔窯廢氣中已經(jīng)產(chǎn)生的NOx進(jìn)行處理，從而降低廢氣排放時(shí)的NOx濃度和NOx的排放量，主要的二次措施包括：3R技術(shù)、SCR和SNCR技術(shù)、濕法還原吸收法等。目前使用做普遍的是SCR技術(shù)，脫硝效率可達(dá)7080。2.2.1國(guó)外技術(shù)殼牌低溫去除氮氧化物系統(tǒng)（SD

11、S）7也是利用選擇性催化還原技（SCR），尾氣通過(guò)氧化鈦/氧化釩催化劑與氨（NH3）作用將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氮?dú)夂退?。SDS系統(tǒng)的操作原理與SCR相同，然而它可以在較低的溫度（從120）和較低的壓力降，因而，它為氮氧化物排放的控制提供一個(gè)低成本的解決方案。2.2.2國(guó)內(nèi)技術(shù)北京北雄科技實(shí)業(yè)有限公司涑水分公司SCR技術(shù)玻璃窯爐煙氣脫硝上采用SCR脫硝技術(shù)選用有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)、原料國(guó)產(chǎn)化、生產(chǎn)沒備國(guó)產(chǎn)化的浙江三龍催化劑有限公司提供的鈦基蜂窩狀SCR脫硝催化劑。該脫硝裝置從2009年11月投入使用至今，運(yùn)行狀況良好，但是熔玻璃窯爐煙氣中氮氧化物濃庋高，一般情況下氮氧化物濃度在3500-7000ppm

12、，高濃度氮氧化物不利於脫硝率提高，因此，必須用空氣稀釋至2500ppm左右才能取得優(yōu)異的脫硝效果8。南寧浮法玻璃有限責(zé)任公司采用玻璃窯爐煙氣脫硝脫硫除塵一體化技術(shù)以某集團(tuán)900 t/d浮法玻璃生產(chǎn)線為例進(jìn)行脫硝脫硫除塵一體化方案設(shè)計(jì)，在安裝脫硝脫硫除塵裝置且穩(wěn)定運(yùn)行后，該生產(chǎn)線的氮氧化物、二氧化硫和煙塵排放量大大降低，且所排放的濃度均能符合最新頒布的平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 264532011）的排放要求，具有良好的環(huán)境效益9。深圳市賽格三星股份公司(ssc)10利用由西安重型機(jī)械研究所按照賽格三星公司提出的工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)試總承包(其中脫硝裝置由韓國(guó)引進(jìn)

13、)的玻璃熔爐煙氣脫硫、除塵、脫硝技術(shù)，結(jié)果證明，EPSCR系統(tǒng)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)，粉塵、SO。和NO。排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。但是總的來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)脫硝技術(shù)在玻璃行業(yè)應(yīng)用不多，具有廣大的應(yīng)用前景。2.3 脫汞由于玻璃窯爐中汞污染較少，查不到關(guān)于此方面的文獻(xiàn)，本文主要介紹燃煤電廠脫汞技術(shù)。國(guó)內(nèi)關(guān)于脫汞的研究不多，因此本文主要介紹國(guó)外脫汞技術(shù)。燃煤汞污染控制主要通過(guò)以下3種方式：燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞11。燃燒前脫汞主要包括洗煤技術(shù)以及熱處理技術(shù)，兩者中洗煤技術(shù)較為成熟，但是在我國(guó)原煤入洗率較低，而發(fā)達(dá)國(guó)家則高得多；熱處理脫汞目前處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。而

14、燃燒中脫汞的研究較少，主要是利用改進(jìn)燃燒的方式從而減少汞的排放，目前證明比較有效的方式是流化床燃燒方式。燃燒后脫汞的研究主要包括兩個(gè)方面，一是脫汞吸收劑的開發(fā)，另一方面是通過(guò)現(xiàn)有的煙氣治理設(shè)備，進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，使其具有脫汞的性能。吸附法脫汞技術(shù)包括活性炭吸附法、飛灰注入法、鈣基吸附法、調(diào)制硅酸鹽吸附法12。活性炭吸附法是目前研究最為集中且技術(shù)最成熟的煙氣脫汞技術(shù)，但是該技術(shù)存在運(yùn)行成本高的問(wèn)題。由煤粉爐產(chǎn)生的飛灰碳具有細(xì)小的粒徑和實(shí)用性，并且早已被作為一種潛在的的汞吸收劑而進(jìn)行研究。飛灰在垃圾焚燒爐的煙氣汞排放控制方面己經(jīng)顯露出很重要的作用。MAROTO等人發(fā)現(xiàn)飛灰炭表面的氧化官能團(tuán)和鹵素

15、的存在可以提高汞的吸收,然而表面積對(duì)汞容量并沒有重要的影響13。鈣基類物質(zhì)目前對(duì)于汞脫除沒有很好的效果，但是它容易獲取，而且價(jià)格低廉，同時(shí)又是脫除煙氣中SO2的有效脫硫劑，如果能夠在除汞方面取得一定突破，那么將會(huì)在多種污染物同時(shí)脫除方面有重要意義。化學(xué)氧化法也是一種燃燒后脫汞技術(shù)，它利用氧化方式將不易被現(xiàn)有大氣污染控制裝置捕集的單質(zhì)汞氧化，再利用現(xiàn)有設(shè)備或其他設(shè)備對(duì)其進(jìn)行捕集。參考文獻(xiàn)：1 2010中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2 平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 264532011）3 平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（二次征求意見稿）編制說(shuō)明4 王健，姜開明, 我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀，中國(guó)能源，2004,1

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