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溫度不再是瓶頸 低溫催化還原助力水泥行業超低排放
發布時間：
2018-08-22 20:37
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今年以來，國內多省市相繼出臺水泥行業超低排放實施計劃，多數要求將水泥工業主要污染物粉塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別降至10mg/m3、50mg/m3、150mg/m3。業內普遍表示，三項指標大大高于現行水泥工業污染物排放國家標準，實施難度較大，其中又以氮氧化物減排難度最為突出。
當前國內水泥工業氮氧化物減排主流技術包括分級燃燒、低氮燃燒和SNCR脫硝等技術，但要穩定實現150mg/m3，甚至100mg/m3的排放標準難度極大，為此業內不少專家指出，SCR脫硝技術將是未來水泥行業氮氧化物實現超低排放的必然選擇。
相對于現有應用較為普遍的幾種氮氧化物減排技術僅40-60%左右的脫硝效率，SCR脫硝技術脫硝效率可以達到90%以上，不但能夠達到150mg/m3的超低排放標準，甚至結合水泥生產工藝改進，可以將氮氧化物排放量控制在更低的范圍內，不僅滿足當前需要，更能適應未來極有可能進一步提高的環保要求。
然而，SCR脫硝技術在水泥行業的應用卻存在一些難點。水泥廠煙氣粉塵含量高，容易造成催化劑堵塞，影響催化劑使用壽命和效果，因而在水泥廠應用SCR技術需要通過收塵系統將粉塵濃度降低，然后再銜接SCR脫硝系統，然而此時的煙氣溫度將大幅降低，常規催化劑很難發揮效能。
資料顯示，催化劑當今最普遍應用的是多孔Ti2O5(載體)做成蜂窩狀模塊化，載體表面敷有起催化作用的活性成分V2O5和WO3，反應溫度在280℃～400℃為佳。而在新型干法水泥生產線中，預熱器出口的溫度先進的已降到300℃以下，同時為貫徹國家節能降耗政策，我國2500t/d以上的生產線普遍加裝余熱鍋爐，其排氣溫度在150℃左右，這也對脫硝催化劑提出了新的挑戰，要能夠在較低的溫度下達到80%以上的脫硝效率，這對于國內催化劑生產商來說是個巨大的挑戰。
同興環保 總工程師呂文彬在“2018中國水泥超潔凈排放研討會”上發言
同興環保科技股份有限公司總工程師呂文彬也指出：“溫度是當前水泥行業推進SCR脫硝技術面臨的最大問題，研發適合水泥廠排氣溫度的低溫催化劑是關鍵中的關鍵。”
呂文彬還表示，目前280度左右的催化劑生產和應用已經比較成熟了，但在280度以下的催化劑還存在一些亂象，部分所謂的低溫催化劑其實是從高溫改進過來的，只是簡單地提高了催化劑在低溫下的活性，導致催化劑的長期運行穩定性存在問題。
為此，呂文彬認為，低溫催化劑的研發必然是一個全新的領域，需要針對不同的行業，不同的低溫煙氣特點做出工藝改進。
基于這樣的認識，同興環保一直同各大院校和科研單位以及工程設計公司保持緊密合作，并且將每年營業額的2%-3%投入到研發領域，最終在低溫催化劑研發領域取得顯著突破。據呂文彬的介紹，2010年同興環保開始小規模向玻璃行業供應低溫催化劑，2015年開始大量供應焦化行業。
“我們的低溫催化劑性能在市場上來說是有競爭優勢的，垃圾焚燒以前都是用國外的催化劑，現在很多廠都是我們的催化劑和國外的并用，我們的催化劑和國外的催化劑相比在性能和價格上都有很強的優勢。”呂文彬稱。
在水泥SCR低溫催化劑方面，呂文彬表示，目前國內相關應用案例很少，但是低溫催化劑在其他行業的應用值得借鑒。同興環保在焦化行業推廣使用的低溫催化劑對反應溫度的需求已經降至160-180度，并且在180℃的工況下多年穩定運行。基于這些技術經驗，同興環保針對水泥行業特點作了更多針對性改進，能夠滿足水泥廠SCR技術脫硝需要。
呂文彬直言，“溫度已經不再是水泥行業SCR脫硝技術應用的瓶頸，目前的低溫催化劑可以幫助水泥企業實現氮氧化物的超低排放。”
當然，從環保角度而言，由于末端治理會產生布袋、催化劑和電能的消耗，增加運行費用。因此呂文彬認為，從源頭減少氮氧化物生成同樣應該放在水泥廠氮氧化物治理的重要位置，只是僅僅依靠源頭治理是遠遠無法滿足超低排放要求的，為此SCR技術仍將是未來水泥行業降低氮氧化物排放的關鍵，甚至會成為主流技術。
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