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节能减排上策:脱硫脱硝与与余热回收同步
作者:管理员    发布于:2015-09-21 17:48:30    文字:【】【】【
摘要:新的《炼焦行业污染物排放标准》和《环保法》已于今年1月1日起同期执行,焦化行业被列为专项整治十大重点行业之一。这些标准和法规要求,2016年底前,全部取缔不符合国家产业政策的小型炼焦项目,新建、改建、扩建项目实行主要污染物排放等量或减量置换,对焦化企业进行专项治理并在2017年底前完成干熄焦技术改造。

新的《炼焦行业污染物排放标准》和《环保法》已于今年1月1日起同期执行,焦化行业被列为专项整治十大重点行业之一。这些标准和法规要求,2016年底前,全部取缔不符合国家产业政策的小型炼焦项目,新建、改建、扩建项目实行主要污染物排放等量或减量置换,对焦化企业进行专项治理并在2017年底前完成干熄焦技术改造。


  上述“排放标准”规定,焦化烟气中二氧化硫排放要达到50mg/nm3,氮氧化物排放要达到500mg/nm3,而目前焦化企业烟气中含二氧化硫为450gm/nm3左右,氧氧化物1800mg/nm3左右。这样严格的规定对于目前大多数处于亏损状态的焦化企业来说无疑是雪上加霜。焦化企业如何应对越来越高的环境标准?在技术储备、环境管理、标准制定等方面,火电行业的脱硫脱硝工作能为目前焦化行业的脱硫脱硝提供什么样的经验?


  上述问题是在由河北省冶金学会、山东金属学会、山西省金属学会、河北省焦化行业协会、山东省焦化行业协会联合主办,河北省冶金学会焦化学术委员会、河北钢铁集团宣钢焦化厂协办,石家庄博华展览有限公司承办的“2015焦化行业节能减排及干熄焦技术交流会”上重点研讨的课题。这次会议于7月20日-22日在河北省宣化召开。


  焦化行业是污染大户


  会议认为:炼焦是煤炭在低氧条件下的加热干馏过程。许多挥发性成分在此过程中逸出,形成焦炉煤气和炼焦油。焦炭是炼焦的主要产物,炼焦过程中常排出大量的碳氢化合物、硫化物、氰化物、氨、粉尘等大气污染物。因此,炼焦生产是钢铁联合企业中最大烟气发生源之一,焦炉烟尘污染源主要分布于炉顶、机焦两侧和熄焦,全部烟尘还应包括加热系统燃烧废气、焦炉烟尘发生于装煤、炼焦、推焦、熄焦过程中。


  焦化烟尘具有如下特点:


  一是含污染物种类繁多。废气中含有煤尘、焦尘和焦油物质,其中无机类的有硫化氢、氰化氢、氨、二硫化碳等,有机类的有苯酚类等多环和杂环芳烃。


  二是危害性大。无论是无机或有机污染物多数属于有毒、有害物质,焦化厂空气颗粒物中能检出少量萘、甲基萘、二甲基萘及乙基萘等,主要以蒸气状态存在。而细微的煤尘和焦尘都有吸附苯可溶性的性能,从而增大了这类废气的危害性。


  三是污染物发生源多、面广、分散,连续性和阵发性并存。焦炉装煤、推焦熄焦过程产生的烟尘多是阵发性,每次过程时间短,烟尘量大,而次数频繁,一般每隔8-16min各有一次,每次时间约1-3min。焦炉炉门装煤孔盖、上升管盖和桥管连接处的的泄漏及散落在焦炉顶的煤受热分解的烟气等,其面广、分散。


  四是大力控制和回收部分逸散物。如荒煤气、苯类及焦油产品等有用物质,不仅可减轻对大气的污染,还有较大的经济效益。


  建脱硫脱硝装置没商量


  中国炼焦行业协会首席专家、中冶焦耐(大连)工程技术有限公司技术顾问郑文华在会议报告中指出:中国是世界焦炭第一生产大国,2014年我国焦炭产量47691万吨,占世界总产量68230万吨的69.9%。行业亏损面高达46%的


  焦化行业污染更加引起了上上下下的关注,将直接推动对焦化厂环保的治理和对环保设施的投入。其中,治理焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物已经成为焦化行业的重点环保项目。


  首先,我国400余家独立焦化厂,其年焦炭产能占全国机焦总产能5.54亿吨的70%。这些厂焦炉用焦炉煤气加热,其焦炉烟道气含NOX大多>500mg/m3,含SO2大多>50mg/m3,必需配置脱硫脱硝装置。


 即每年有5.54亿吨×70% = 3.878亿吨炼焦产能的独立焦化厂需要配置脱硫脱硝装置。


  另外,我国钢铁企业焦化厂大约有20%的焦炉用高热值焦炉煤气加热。这部分焦炉也需要配置脱硫脱硝装置。


  位于重点或非重点控制区的新建焦炉,以及现有焦化厂根据国家和地方政府及环保局要求也需要配置脱硫脱硝装置。


  焦炉烟道气脱硫脱硝是一个新课题,目前,国内外尚没有一家焦化厂有稳定运行的方法和业绩,研发的公司很多,提出的方法也很多,主要有:焦炉烟气低温脱硫脱硝、加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝、SICS法催化氧化(有机催化法)脱硫脱硝、活性炭脱硫脱硝和活性焦干法脱硫脱硝工艺技术,只有在全面了解和分析工艺原理、试验结果、流程装备、操作要求的基础上,才能选择出切实可行、经济适用的处理方法。


  脱硫脱硝与余热回收双管齐下


  会议代表也普遍认为,焦炉烟气余热回收技术已经在焦化行业运用成熟,但烟气脱硫脱硝技术在焦化行业的应用尚是空白。虽然烟气脱硫脱硝技术在火电行业较为成熟,但焦化行业的现场工况与火电行业相差很大。照搬火电行业脱硫脱硝技术肯定行不通。


  在炼焦生产中会产生大量的剩余氨水,这些剩余氨水经过除油、脱酚等工艺后可得到浓度较高的氨水。所以在焦化企业,采用氨法脱硫脱硝可以做到就地取材,减少运行成本。


  在脱硝方面,目前,选择性催化还原(SCR)技术目前是氮氧化物减速排的主流技术,但SCR脱硝技术存在一个烟气温度问题,它要求烟气温度普遍在350℃以上才能完成催化还原反应。而目前焦炉烟气温度普遍在250℃~300℃之间,所以开发低温SCR法技术是当务之急。


  另外,在焦化行业推进脱硫脱硝主要受制于成本的影响。投资一套脱硫脱硝装置,仅设备投资就要1500~2000多万元。每年运行费用还行400~500万元,如此成本压力对目前尚不景气的焦化企业来讲,不能说不是一笔大账。因此,只有当政策施压限值与企业的承受能力相平衡时,焦化企业才会积极主动地落实脱硫脱硝政策并付诸行动。


  面对日益严厉的政策标准和日益迫近的政策期限,如何才能做到两者相宜呢?为此会议提出了烟气余热回收与脱硫脱硝一体化解决方案。


  不少焦化企业的实践已证明,这一方案具有明显的成本优势。按100万吨焦炉产能分析,如果单纯搞脱硫脱硝,在国家没有出台相应优惠政策前,单纯设备投资1500万元以上,每年运行费用500~700万元。但如同时上了余热回收装置,一年后即可回收余热回收投资,最多3年后可收回全部投资。这样焦化企业脱硫脱硝就有积极性了。


  脱硫脱硝资金从哪里来


  会议分析并建议,毫无疑问,焦化企业要做到达标排放,必须投入资金,上马治污设备,同时保障设施的正常运行,这给原本正处于亏损状态的焦化企业增加了一笔不小的开销。


  按照新标准,以100万吨焦化装置为例,达到新标准规定的污染物排放限值,现有企业废气污染控制环保投资及运行费用约2600~3500万元,占总投资的8.5%~11.5%;达到新建企业限值要求,环保投资及运行费用约4000万~5500万元,占总投资的11%~15%。


  现在让焦化企业消化这些成本确实很难,国家在提高环境排放标准的同时,必须进行合理的价格输导,要把污染治理成本传导到产品价格和税收优惠中去,这样才以能保证治污设施的建设与营运。


  要综合运用各种经济手段推进焦化企业脱硫脱硝工作,以最小的成本换取最大的环境效益,如排污权交易政策等。收取的污染物排污费要全部用于污染物的治理,尤其是用于老焦化厂的技术改造奖励、烟气治理奖励。对一时不能实现国产化的设备要有免税或减税措施;通过国家环保专项资金或中央预算内投资资金对现有焦化厂建设脱硫脱硝装置进行补助。也可以通过借鉴电力行业对脱硫脱硝进行电价补贴的办法,以地区或地市为单元计算当地脱硫脱硝的平均成本,以平均成本和企业实际脱除的二氧化硫和氮氧化物量为依据,计算各焦化企业的烟气脱硫脱硝成本,然后通过一定方式支付给焦化企业。


  此外,会议建议,从焦化产业发展的基本要求出发,通过总结焦化行业余热回收产业化过程中和出现的问题,相关部门应及时提出焦化行业节能减排产业发展的指导思想,寻找符合中国国情的焦化产业节能减排技术路线和配套相应的经济政策及管理制度,为焦化行业节能减排提供坚实的技术支撑和政策保障,促进焦化产业可持续发展。

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