(中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)鍋爐爐窯除塵脫硫委員會(huì),北京 100037)
我國(guó)火電廠脫硫脫硝行業(yè)2010年發(fā)展綜述
(中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)鍋爐爐窯除塵脫硫委員會(huì),北京 100037)
綜述了2010年我國(guó)火電廠脫硫脫硝行業(yè)的發(fā)展概況,介紹了行業(yè)目前采用的主要技術(shù)及新技術(shù),分析了行業(yè)的市場(chǎng)特點(diǎn)及存在的主要問題,提出了對(duì)策及建議,并對(duì)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了展望。
火電廠;脫硫;脫硝;行業(yè)發(fā)展
針對(duì)我國(guó)SO2和NOx嚴(yán)重污染的態(tài)勢(shì),國(guó)家在“十一五”期間實(shí)施了SO2減排戰(zhàn)略,同時(shí)將在“十二五”實(shí)施更加嚴(yán)格的SO2和NOx排放控制標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的脫硫脫硝等煙氣污染控制技術(shù)也取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,建設(shè)了大量的大氣污染物治理裝置,煙塵和SO2污染惡化的趨勢(shì)得到了有效的遏制,2009年,全國(guó)SO2排放量為2214.4萬噸,同比下降4.6%。但是,總體上大氣污染物濃度仍處于較高的水平,特別是大氣中的NOx濃度還在呈穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì),發(fā)達(dá)國(guó)家歷經(jīng)近百年出現(xiàn)的環(huán)境問題在我國(guó)近二三十年就集中出現(xiàn)了,酸雨、細(xì)顆粒污染和臭氧污染等大氣污染已逐步演變?yōu)閺?fù)合型區(qū)域性污染,大氣環(huán)境形勢(shì)非常嚴(yán)峻。如此規(guī)模和復(fù)雜程度的大氣污染治理在國(guó)際上還沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,迫使我國(guó)面臨不同于發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的大氣污染治理難題,成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸問題之一。
2010年9月,國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議并原則通過《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,將節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)確定為七個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。胡錦濤總書記在2010年中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士大會(huì)上的講話中指出∶“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家,加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,贏得發(fā)展先機(jī)和主動(dòng)權(quán),最根本的是要靠科技的力量,最關(guān)鍵的是要大幅提高自主創(chuàng)新能力” 。作為對(duì)國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有帶動(dòng)作用的戰(zhàn)略技術(shù),脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展必須依靠自主創(chuàng)新,加快產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐體系建設(shè),走“技術(shù)專利化—專利標(biāo)準(zhǔn)化—標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化”的自主創(chuàng)新發(fā)展之路,把解決環(huán)境外部性問題轉(zhuǎn)化成促進(jìn)內(nèi)涵式發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力量,推動(dòng)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)從規(guī)模優(yōu)勢(shì)向技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變,提升我國(guó)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主的發(fā)展中大國(guó),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,每年直接用于燃燒的煤炭達(dá)12億噸以上,盡管國(guó)家出臺(tái)了一系列強(qiáng)有力的節(jié)能減排措施,我國(guó)的SO2排放量在經(jīng)歷了持續(xù)增長(zhǎng)之后還是排在了世界第一位。近年來,我國(guó)對(duì)于SO2排放的重視程度和治理力度,已經(jīng)達(dá)到了前所未有的高度。美國(guó)用30多年時(shí)間發(fā)展起來的脫硫產(chǎn)業(yè),我國(guó)僅用了不到10年已發(fā)展成為全球最大的煙氣脫硫市場(chǎng),脫硫產(chǎn)業(yè)從只有幾家企業(yè)的小規(guī)模起步,發(fā)展到如今僅年新增需求就達(dá)100多億元的市場(chǎng)。
(1)石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)仍是市場(chǎng)主流
在國(guó)內(nèi)脫硫市場(chǎng)上得到應(yīng)用的已有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、海水脫硫法等10多種煙氣脫硫工藝技術(shù)。石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)仍是市場(chǎng)主流,投運(yùn)、在建和已經(jīng)簽訂合同的火電廠煙氣脫硫項(xiàng)目中,這一工藝所占比重達(dá)90%以上。其余脫硫方法中,海水法占3%,煙氣循環(huán)流化床法占2%,氨法脫硫比例有所增加,占2%,其它方法占1%。
(2)資源回收型脫硫工藝有所發(fā)展,但尚未成熟
2010年,脫硫脫硝一體化、氨法脫硫、有機(jī)胺脫硫、活性焦法和其它資源回收型脫硫新技術(shù)取得了工業(yè)性進(jìn)展。國(guó)家有關(guān)部門在政策、項(xiàng)目和資金上繼續(xù)支持和組織實(shí)施300MW及以上火電機(jī)組的煙氣脫硫完善化技術(shù)示范和引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新,重點(diǎn)解決工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備成套和運(yùn)行規(guī)范化等問題,提高脫硫設(shè)施工程建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)行管理水平。
(3)脫硫產(chǎn)業(yè)化管理進(jìn)一步加強(qiáng),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)一步完善
2010年,我國(guó)火電廠煙氣脫硫裝置的工藝設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)一步完善,煙氣脫硫設(shè)施運(yùn)行監(jiān)管進(jìn)一步強(qiáng)化,行業(yè)自律體系有效完善,行業(yè)協(xié)會(huì)等中介組織的作用進(jìn)一步發(fā)揮,脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展日趨成熟和規(guī)范。
(4)火電廠煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)項(xiàng)目快速發(fā)展
截止2010年底,共有9個(gè)脫硫公司參與了脫硫特許經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)項(xiàng)目,包括:北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、中國(guó)博奇環(huán)保科技(控股)有限公司、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、福建龍凈環(huán)保股份有限公司、浙江浙大網(wǎng)新機(jī)電工程有限公司、中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司、北京國(guó)電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司、武漢東湖高新集團(tuán)股份有限公司。
全國(guó)經(jīng)批準(zhǔn)實(shí)施火電廠煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)的項(xiàng)目共有59臺(tái)機(jī)組,24,448.5萬kW,其中,已投運(yùn)的試點(diǎn)項(xiàng)目為1939.5萬kW,在建項(xiàng)目132萬kW,推遲項(xiàng)目137萬kW,未實(shí)施項(xiàng)目240萬kW。
隨著2007年1月《國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、能源辦<關(guān)于加快關(guān)停小火電機(jī)組若干意見>的通知》的貫徹實(shí)施,100MW 以下的凝汽機(jī)組將會(huì)被逐步淘汰。僅據(jù)2007年和2008年兩年的不完全統(tǒng)計(jì),關(guān)停小火電已超過3700萬kW,約占100MW以下總裝機(jī)容量的33%。同時(shí),通過“上大壓小”電源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的實(shí)施,近幾年新建的燃煤機(jī)組,基本上是300MW及以上的大容量、高參數(shù)機(jī)組,控制住這些機(jī)組的氮氧化物排放,必將有利于氮氧化物減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),也符合國(guó)家相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。
火電廠氮氧化物排放控制是自2003年頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2003)后逐步開始的。此后,一批新建火電機(jī)組大多采用了低氮氧化物燃燒技術(shù),有的火電廠結(jié)合技術(shù)改造安裝了低氮氧化物燃燒器,商業(yè)化煙氣脫硝裝置也已在30萬kW、60萬kW裝機(jī)容量的多臺(tái)機(jī)組上投入運(yùn)行,為火電廠降低氮氧化物的排放控制積累了經(jīng)驗(yàn)。
目前,已建、在建或擬建的火電廠煙氣脫硝項(xiàng)目主要分布在北京、上海、江蘇、浙江、廣東、山西、湖南、福建等?。ㄊ校K捎玫墓に嚰夹g(shù)主要是選擇性催化還原法(SCR)(約占96%)和非選擇性還原催化法(SNCR)(約占4%)。
(1)煙氣脫硝關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化等方面均取得了重要進(jìn)展
從技術(shù)層面來看,除了個(gè)別環(huán)保工程公司開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)外,絕大多數(shù)公司均引進(jìn)的是成熟先進(jìn)的煙氣脫硝技術(shù),但是由于脫硝市場(chǎng)的規(guī)模并未擴(kuò)大,這些公司總體上仍處于對(duì)引進(jìn)技術(shù)的熟悉、消化吸收和初步應(yīng)用階段。從催化劑生產(chǎn)來看,國(guó)內(nèi)數(shù)家公司與國(guó)外公司通過成立合資公司或引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)投資建廠生產(chǎn)脫硝催化劑,其生產(chǎn)能力已經(jīng)能夠滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。
(2)煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)化管理已經(jīng)起步
從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的形式和內(nèi)容看,具有一定脫硝能力和意愿的環(huán)保公司是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最活躍的力量,但從產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要素上看,進(jìn)展是不平衡的。
隨著我國(guó)節(jié)能減排、“上大壓小”等政策的實(shí)施,氮氧化物的控制力度不斷加強(qiáng),電力行業(yè)氮氧化物排放量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯放緩。由于目前尚未出臺(tái)脫硝電價(jià)政策,企業(yè)難以自行消化較高的脫硝成本,脫硝裝置投運(yùn)率還不高。
國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)和“十一五”科技攻關(guān)計(jì)劃綱要中,已將煤的潔凈高效開發(fā)利用和燃煤污染物綜合控制和利用的技術(shù)裝備列為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。
國(guó)家發(fā)改委、科技部和國(guó)家環(huán)??偩值劝瞬课?lián)合下發(fā)的《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》和節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃已將燃煤工業(yè)鍋爐(爐窯)改造,列為十大重點(diǎn)節(jié)能工程之首,并明確將高效煤粉鍋爐列為“采用新型高效鍋爐房系統(tǒng)更新、替代低效鍋爐”的內(nèi)容。
(1)工業(yè)鍋爐特點(diǎn)分析
1)保有量大,分布廣泛。我國(guó)是當(dāng)今世界工業(yè)鍋爐生產(chǎn)和使用最多的國(guó)家,全國(guó)31個(gè)省市均分布有工業(yè)鍋爐,且廣泛分布于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門,其中江蘇、浙江、河北、遼寧、山東等東部經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的總保有量較大,而西藏、青海、寧夏和海南等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的保有量較小。
2)總?cè)萘看?,單臺(tái)容量小。據(jù)測(cè)算,截止到2008年底,全國(guó)工業(yè)鍋爐總蒸發(fā)量達(dá)到294.5萬t/h,其中蒸氣鍋爐195.6萬t/h,熱水鍋爐(含導(dǎo)熱油鍋爐)98.9萬t/h(69.28MW),單臺(tái)平均蒸發(fā)量為5.17t/h。且逐漸有總蒸發(fā)量和單臺(tái)平均蒸發(fā)量的增長(zhǎng)速度明顯大于總臺(tái)數(shù)的增長(zhǎng)速度的趨勢(shì)。
(2)工業(yè)鍋爐脫硫產(chǎn)業(yè)
燃煤工業(yè)鍋爐排放的二氧化硫與燃煤量、煤中的含硫量、燃燒方式等因素有關(guān)。煤粉爐由于其爐膛溫度較高,煤中的含硫量轉(zhuǎn)化為SO2的份額也就較小,層燃爐居中,其SO2轉(zhuǎn)化率在0.8~0.85之間。我國(guó)的燃煤工業(yè)鍋爐大部分是層燃爐,其中20t/h及以上燃煤工業(yè)鍋爐基本上采用了以鎂、鈣為脫硫劑的脫硫除塵一體化技術(shù),小于20t/h的燃煤工業(yè)鍋爐僅有約10%采用了脫硫除塵一體化技術(shù)。我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫起步較早,但發(fā)展緩慢。早在20世紀(jì)50年代初,我國(guó)南京永利寧化工廠就在工業(yè)鍋爐內(nèi)噴撒石灰,以防止煙氣中SO2對(duì)鍋爐設(shè)備的腐蝕。到了80年代末或90年代初,由于我國(guó)大氣SO2污染及酸雨污染日趨嚴(yán)重,研究與開發(fā)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。許多部門著手研究及開發(fā)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術(shù)。在90年代后期,我國(guó)研究與開發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)多達(dá)十幾種。
(3)工業(yè)鍋爐脫硝產(chǎn)業(yè)
由于我國(guó)目前對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐排放氮氧化物污染尚未作為重點(diǎn)控制對(duì)象,在現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物也尚未提出排放限值的要求。所以,從全國(guó)范圍來說,燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物的控制工作還沒有開展。近年來通過對(duì)當(dāng)前大氣環(huán)境污染形勢(shì)的分析,火電廠氮氧化物污染防治技術(shù)政策的頒布實(shí)施以及“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的編制,對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物的控制日益引起有關(guān)部門和單位的關(guān)注。
2010年全國(guó)脫硫脫硝行業(yè)企業(yè)總數(shù)為70~80家;全年總產(chǎn)值約為60億元,同比2009年增長(zhǎng)約10%;利稅總額約為3.5億元,同比2009年增長(zhǎng)約3%;利潤(rùn)率約為5%,其中脫硝行業(yè)利潤(rùn)率略高于脫硫行業(yè),設(shè)備制造及運(yùn)營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率略高于工程服務(wù)業(yè)。
火電廠脫硫產(chǎn)業(yè)排名前20的脫硫企業(yè)的合同容量占全行業(yè)合同總量的83.2%,當(dāng)年投運(yùn)容量占全國(guó)總量的88.5%。
與2009年相比,2010年累計(jì)投運(yùn)脫硫工程容量排名前10名的脫硫公司變化不大,分別為:北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、中國(guó)博奇環(huán)??萍迹毓桑┯邢薰?、武漢凱迪電力環(huán)保有限公司、福建龍凈環(huán)保股份有限公司、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、浙江浙大網(wǎng)新機(jī)電工程有限公司、中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司、山東三融環(huán)保工程有限公司、清華同方環(huán)境股份有限公司、浙江天地環(huán)保工程有限公司。主要脫硫企業(yè)及其采用的脫硫方法統(tǒng)計(jì)見下表。
主要脫硫企業(yè)及采用的脫硫方法一覽表(排名不分先后)
我國(guó)大型火電機(jī)組的煙氣脫硝工程幾乎均由國(guó)內(nèi)鍋爐廠或環(huán)保公司總承包建設(shè)。承包公司如:哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司、北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、同方環(huán)境股份有限公司、浙江天地環(huán)保工程有限公司、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司、福建龍凈環(huán)保股份有限公司、中國(guó)華電工程(集團(tuán))有限公司、中國(guó)大唐集團(tuán)科技工程有限公司、神華國(guó)華(北京)電力研究院有限公司、中環(huán)(中國(guó))工程有限公司等。
為了擺脫催化劑完全依賴進(jìn)口的局面,北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、重慶遠(yuǎn)達(dá)催化劑制造有限公司、東方電氣集團(tuán)旗下的成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司、大拇指環(huán)??萍技瘓F(tuán)、瑞基催化科技有限公司等公司的SCR催化劑生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)。截至2010年底,我國(guó)催化劑產(chǎn)能將達(dá)到6萬m3/a,可滿足7500萬kW的煙氣脫硝催化劑容量。
國(guó)家對(duì)燃煤煙氣脫硫脫硝系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了立項(xiàng),對(duì)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)發(fā)展加以引導(dǎo)。燃煤煙氣脫硫脫硝系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組在充分吸收國(guó)內(nèi)外最新科學(xué)研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目等國(guó)家重大科研項(xiàng)目,對(duì)燃煤煙氣脫硫脫硝系列關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了深入研究,最終創(chuàng)新性地建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的與國(guó)際接軌的以3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為主的重要脫硫脫硝裝備標(biāo)準(zhǔn)體系,填補(bǔ)了我國(guó)在燃煤煙氣脫硫脫硝方面缺乏標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀。
(1)煙氣脫硫技術(shù)
煙氣脫硫作為目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法,按脫硫的方式和產(chǎn)物的處理形式劃分,一般可分為干法、半干法和濕法三大類。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)煙氣脫硫技術(shù)研究開展較早,到20世紀(jì)90年代,美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已廣泛采用了脫硫設(shè)施,其中以石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。我國(guó)目前的燃煤煙氣脫硫技術(shù)以引進(jìn)為主,在實(shí)際應(yīng)用過程中,引進(jìn)技術(shù)常常因?yàn)榕c我國(guó)國(guó)情適應(yīng)性差,導(dǎo)致已建煙氣治理設(shè)施在運(yùn)行中出現(xiàn)性能不穩(wěn)定、投運(yùn)率不高、經(jīng)濟(jì)性差等問題。通過對(duì)22家2008年底前建設(shè)的火電廠煙氣脫硫工程后評(píng)估結(jié)果的綜合分析,60%電廠脫硫機(jī)組實(shí)際燃煤含硫量超出設(shè)計(jì)值,67%氣-氣換熱器、44%除霧器等設(shè)備存在嚴(yán)重質(zhì)量問題,且脫硫設(shè)備缺乏有效診斷系統(tǒng)性能的手段,造成重復(fù)建設(shè)和國(guó)家投資的浪費(fèi)。脫硫脫硝國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目組通過制修定《燃煤煙氣脫硫設(shè)備 第1部分燃煤煙氣濕法脫硫設(shè)備》(GB/T 19229.1-2008),首次在脫硫脫硝技術(shù)裝備的核心設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備配置、運(yùn)行維護(hù)和安全問題等各關(guān)鍵環(huán)節(jié)上通過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格全面的質(zhì)量控制,創(chuàng)新性地解決了系統(tǒng)的可用率低和設(shè)備腐蝕、結(jié)垢、堵塞、煙氣帶水等問題,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了成本。填補(bǔ)了石灰石-石膏濕法燃煤煙氣脫硫設(shè)備缺乏國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的空白,創(chuàng)新性地提出了人機(jī)安全要求,從脫硫設(shè)備的勞動(dòng)安全衛(wèi)生和人體功效角度要求防止職業(yè)健康危害,使武漢凱迪、北京博奇、國(guó)電龍?jiān)?、遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保、浙大網(wǎng)新等企業(yè)的脫硫產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng),成功出口歐洲、美洲和中國(guó)香港等地區(qū)。
(2)SCR技術(shù)
SCR技術(shù)是脫硝效率高、最具市場(chǎng)前景的脫硝技術(shù),已成為國(guó)際上火電廠NOx排放控制的主流技術(shù)。目前,我國(guó)火電廠煙氣脫硝技術(shù)及相關(guān)政策還處于探索階段,國(guó)內(nèi)已建或在建的煙氣脫硝工程96%以上采用SCR工藝,基本是采用全套引進(jìn)SCR關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的方法建設(shè),不僅投資及運(yùn)行成本高,且存在適應(yīng)性的難題。因此,結(jié)合中國(guó)煤的特點(diǎn),開展煤組分對(duì)催化劑的作用機(jī)理等關(guān)鍵技術(shù)的研究,開發(fā)適合中國(guó)煤燃燒系統(tǒng)的煙氣脫硝相關(guān)工藝和設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)煙氣脫硝技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化自主創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵。燃煤煙氣脫硫脫硝系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組通過《燃煤煙氣脫硝技術(shù)裝備》(GB/T 21509-2008)的編制,對(duì)SCR脫硝各關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化引導(dǎo),解決了SCR工藝及催化劑如何適應(yīng)中國(guó)燃煤復(fù)雜多變的難題。該標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)燃煤煙氣SCR脫硝裝備標(biāo)準(zhǔn)的空白,形成了SCR脫硝行業(yè)的準(zhǔn)入門檻,避免了不合格的SCR產(chǎn)品充斥市場(chǎng),打破了國(guó)外企業(yè)對(duì)SCR催化劑的壟斷,推動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)建立了SCR催化劑生產(chǎn)基地(如國(guó)電龍?jiān)础⒅须娡哆h(yuǎn)達(dá)等),為我國(guó)“十二五”全面開展脫硝工作提供了技術(shù)支撐。
3.1.1 脫硫行業(yè)目前的主要技術(shù)
(1)石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)
石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外最成熟的煙氣脫硫技術(shù),其基本原理是:鍋爐排放的熱煙氣(經(jīng)過除塵)經(jīng)過具有一定折反角度的煙道從吸收塔下側(cè)進(jìn)入吸收塔,多層噴嘴將吸收漿液以霧狀均勻地噴布于充有煙氣的塔中。SO2與煙氣與上側(cè)噴淋的吸收漿液逆流接觸,在塔內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng),生成亞硫酸鈣,落入吸收塔漿池,在漿池內(nèi)通入過量的空氣與亞硫酸鈣進(jìn)行氧化反應(yīng),得到脫硫副產(chǎn)品二水石膏;脫硫后的煙氣經(jīng)兩級(jí)除霧器,除去煙氣中所帶的細(xì)小液滴,排出吸收塔。煙氣在FGD裝置中完成脫硫、氧化、除霧(濕度)后進(jìn)入GGH升高溫度,以提高煙氣的抬升高度并減少煙氣對(duì)煙囪的腐蝕,而后進(jìn)入煙囪,排入大氣。煙氣脫硫過程完成。
(2)海水脫硫技術(shù)
海水脫硫是以天然海水作為吸收劑脫除煙氣中二氧化硫(SO2)的濕法脫硫技術(shù),是海水直接利用的一個(gè)重要領(lǐng)域。其基本原理是:濱海電廠用于機(jī)組冷卻的循環(huán)海水是一種天然堿資源,將其用于煙氣脫硫取代對(duì)石灰石的消耗,既保護(hù)了環(huán)境,減少資源浪費(fèi),又降低了能耗,是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)。
(3)煙氣循環(huán)流化床法脫硫技術(shù)
(4)干法、半干法脫硫技術(shù)
3.1.2 脫硝行業(yè)目前的主要技術(shù)
(1)SCR煙氣脫硝技術(shù)
SCR煙氣脫硝裝置采用選擇性催化還原煙氣脫硝工藝,在320℃~420℃的環(huán)境下,在特定的催化劑作用下,吹入NH3使NOx還原為氮?dú)夂退魵?,達(dá)到脫除NOx的目的。
(2)SNCR煙氣脫硝技術(shù)
選擇性非催化還原(SNCR)是當(dāng)前NOx治理中廣泛采用且具有前途的爐內(nèi)脫硝技術(shù)之一。SNCR是一種不用催化劑,在850℃~1100℃范圍內(nèi)能還原NOx的方法。SNCR技術(shù)是把還原劑如氨、尿素噴入爐膛溫度為850℃~1100℃的區(qū)域,該還原劑迅速生成NH3氣并與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)生成N2和H2O。該方法以爐膛為反應(yīng)器,可通過對(duì)鍋爐進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)。
在爐膛850℃~1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),在無催化劑作用下,氨或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx,基本上不與煙氣中的O2反應(yīng)。
3.1.3 工業(yè)鍋爐脫硫脫硝技術(shù)
(1)石灰/石灰石法脫硫技術(shù)
石灰/石灰石法是指用石灰或石灰石吸收煙氣中的二氧化硫,反應(yīng)生成亞硫酸鈣(硫酸鈣),凈化后的煙氣可達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:自然界存在大量石灰石,吸收劑原料易得、價(jià)廉,運(yùn)行費(fèi)用低;副產(chǎn)物容易處理;技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠。因此,石灰/石灰石法是工業(yè)鍋爐煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛的方法。
(2)鈉鈣雙堿法脫硫技術(shù)
雙堿法用鈉堿與煙氣在吸收塔內(nèi)逆向接觸,生成含NaHSO3-Na2SO3的吸收液,再用Na2CO3或NaOH溶液進(jìn)行脫硫,然后再用石灰乳或CaCO3對(duì)吸收液進(jìn)行再生,由于采用鈉基清液吸收,可大大減少結(jié)垢現(xiàn)象。由于純堿只是作啟動(dòng)和補(bǔ)充用,而更多消耗的是石灰乳,因此運(yùn)行費(fèi)用不算高,同時(shí)脫硫效率可保持在80%~85%。但在實(shí)際運(yùn)行中,由于再生系統(tǒng)缺少有效的工藝控制,效果不理想,因而影響到運(yùn)行效果。
(3)氧化鎂法脫硫技術(shù)
氧化鎂法脫硫工藝是在近年來隨著煙氣脫硫技術(shù)不斷發(fā)展和完善的過程中出現(xiàn)的一種新型煙氣脫硫工藝。其工藝流程為,含SO2的煙氣進(jìn)入吸收塔后與循環(huán)吸收液逆流接觸,氣體中的SO2被脫除,凈化后的氣體經(jīng)除霧器除濕后排放。由于MgSO4的溶解度是CaSO4的近百倍,因此工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
3.2.1 脫硫行業(yè)新技術(shù)
(1)氨法脫硫技術(shù)研究項(xiàng)目
氨法脫硫工藝的基本原理是煙氣從電廠鍋爐引出后,進(jìn)入預(yù)洗滌塔。利用吸收塔氧化池溶液對(duì)煙氣進(jìn)行降溫、除塵,同時(shí)液體受熱汽化結(jié)晶析出硫酸銨結(jié)晶,由排出泵抽出送往脫水系統(tǒng)生產(chǎn)花費(fèi)硫酸銨。冷卻后的煙氣進(jìn)入到吸收塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。我國(guó)土壤缺硫狀況日趨嚴(yán)重,已成為影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素。氨法脫硫產(chǎn)品硫酸銨的氮利用效率最高,比碳銨高1倍,比尿素高20%,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
(2)資源回收型有機(jī)胺脫硫技術(shù)
有機(jī)胺法脫硫作為一種可資源化的脫硫技術(shù)日益受到人們的廣泛關(guān)注,在工業(yè)供熱鍋爐、冶金、鋼鐵燒結(jié)等尾氣凈化工程中得到應(yīng)用,而在電力行業(yè)中應(yīng)用較少,多應(yīng)用于規(guī)模容量較小的供熱機(jī)組,隨著近年來大容量燃煤機(jī)組陸續(xù)投產(chǎn),結(jié)合未來以大代小的電力發(fā)展模式,開發(fā)滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策并適用于大型燃煤機(jī)組的有機(jī)胺法煙氣脫硫技術(shù)是非常必要的,并通過技術(shù)開發(fā)和依托工程的應(yīng)用使之成熟并推廣,使未來電力行業(yè)發(fā)展能夠真正成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的一環(huán),有利于環(huán)保事業(yè)的深化。
(3)脫硫特許經(jīng)營(yíng)
脫硫服務(wù)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)的興起已成為必然趨勢(shì),已經(jīng)擁有行業(yè)運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)和經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)將成為產(chǎn)業(yè)調(diào)整期的先行者。專業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)商的興起也將得益于運(yùn)營(yíng)。為貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排綜合性工作方案,進(jìn)一步提高火電廠脫硫裝置運(yùn)行水平及投運(yùn)率,確保二氧化硫約束性指標(biāo)順利實(shí)現(xiàn),需要對(duì)火電廠脫硫設(shè)施的運(yùn)行實(shí)行全面科學(xué)管理。目前已有部分脫硫公司取得了運(yùn)營(yíng)管理資質(zhì)并負(fù)責(zé)脫硫設(shè)施的運(yùn)行。
3.2.2 脫硝行業(yè)新技術(shù)
(1)SCR脫硝催化劑
選擇性催化還原(SCR)脫硝是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的煙氣脫硝主流技術(shù),其原理是利用氨在催化劑的作用下將煙氣中的NOx還原為無毒的N2。催化劑占脫硝總成本的40%,是SCR技術(shù)的核心煙氣脫硝的控制因素。我國(guó)的脫硝催化劑生產(chǎn)技術(shù)和原材料還依賴國(guó)外,催化劑價(jià)格十分昂貴,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)及集團(tuán)公司所屬燃煤電廠整體脫硝成本非常高,限制了煙氣脫硝工作的發(fā)展。
隨著技術(shù)引進(jìn)、消化吸收及產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,國(guó)內(nèi)已經(jīng)有7~8家具備一定產(chǎn)能的脫硝催化劑生產(chǎn)廠家,包括北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司等。
(2)低溫SCR脫硝技術(shù)
研制適于火電廠低溫?zé)煔鈼l件下(120℃~150℃)能有效去除NOx的SCR脫硝催化劑,研究催化劑制備的最佳配方及SCR反應(yīng)工藝條件。
(3)納米金屬氧化物催化劑協(xié)同脫硝除汞
NOx和Hg協(xié)同控制的技術(shù)核心——新型雙功能SCR催化劑研究,研究NOx和Hg污染物協(xié)同催化凈化過程中復(fù)雜反應(yīng)的各種促進(jìn)和抑制作用機(jī)理,揭示NOx催化還原及HgO氧化活性位,結(jié)合催化劑表征,優(yōu)化的雙功能SCR催化劑配方,并提出催化劑可能的中毒機(jī)制和協(xié)同控制多種污染物的反應(yīng)機(jī)理。
(4)等離子體雙尺度低NOx燃燒技術(shù)
以等離子體技術(shù)為基礎(chǔ),以高效低NOx等離子體陶瓷燃燒器為核心,開發(fā)新型的內(nèi)燃式、高效燃燒、低NOx燃燒器。結(jié)合雙尺度燃燒優(yōu)化技術(shù),優(yōu)化爐內(nèi)燃燒過程,降低煤粉鍋爐的NOx排放,形成產(chǎn)業(yè)化的、可以替代SCR(SNCR)的高效清潔燃燒技術(shù)。
3.2.3 工業(yè)鍋爐脫硫脫硝新技術(shù)分析
(1)生物質(zhì)成形燃料
目前,由于地方排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷加嚴(yán)以及重點(diǎn)城市陸續(xù)劃定了燃煤“禁燃區(qū)”,使得清潔燃料替代燃煤工作取得了一定進(jìn)展。在燃油、燃?xì)饧半婂仩t得到了不同程度發(fā)展的同時(shí),生物質(zhì)成型燃料替代燃煤在一些地區(qū)也得到了廣泛應(yīng)用。可預(yù)見的是,生物質(zhì)成型燃料以其低污染、低成本的特點(diǎn),在未來工業(yè)鍋爐燃料替代方面將大有可為。
生物質(zhì)燃料的含硫量明顯低于煤炭的含硫量,燃燒后其排放的SO2濃度很低,可不再配置SO2治理裝置;另據(jù)調(diào)查,生物質(zhì)燃料揮發(fā)物析出燃盡后,受到灰燼包裹,固定碳燃燒速度緩慢,為了使其燃盡,采用往復(fù)爐排燃燒方式,取得較好的效果;并由于生物質(zhì)燃料燃燒時(shí)所釋放的二氧化碳,大體相當(dāng)于其生長(zhǎng)時(shí)所吸收的二氧化碳量,所以有助于緩解溫室效應(yīng)。
(2)“以廢治廢”脫硫工藝
由于燃煤工業(yè)鍋爐的使用單位不同于電廠,一般規(guī)模都比較小,在二氧化硫排放達(dá)標(biāo)的前提下,對(duì)脫硫的成本最為關(guān)注。如何因地制宜地利用現(xiàn)有堿性廢物進(jìn)行“以廢治廢”脫硫,實(shí)現(xiàn)脫硫成本最小化,是一條符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的脫硫技術(shù)路線。
以印染廢水脫硫工藝為例,其基本原理是:以經(jīng)細(xì)格柵除渣后的印染廢水(pH為9~11,主要有效成分為NaOH)為脫硫劑,經(jīng)過噴嘴霧化后,與煙氣在脫硫塔內(nèi)逆向接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將SO2充分吸收脫除,凈煙氣從煙囪排放。該工藝的反應(yīng)操作過程分為三段:溶解、吸收、中和再生。
(3)亞硫酸鎂清液脫硫技術(shù)
亞硫酸鎂清液煙氣脫硫工藝,根據(jù)氧化鎂再生反應(yīng)的特性,通過外部再生誘導(dǎo)結(jié)晶工藝,生成了高pH值、高吸收劑含量的亞硫酸鎂吸收清液,并采用與循環(huán)吸收清液特性相適應(yīng)的低液氣比的高效霧化噴淋吸收技術(shù)來進(jìn)行脫硫吸收,從而達(dá)到高吸收效率、低投資、低運(yùn)行成本的目的。
近年來,通過自主研發(fā)和引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新,煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化取得了重大進(jìn)展,火電廠煙氣脫硫技術(shù)國(guó)產(chǎn)化能力基本可以滿足“十一五”時(shí)期減排SO2的需要。
在2010年新投運(yùn)的煙氣脫硫機(jī)組中,從脫硫機(jī)組性質(zhì)看,新建工程比例增加,從央企脫硫機(jī)組容量等級(jí)來看,仍以30萬kW及以上煙氣脫硫機(jī)組為主,占90%。
目前,在國(guó)內(nèi)脫硫市場(chǎng)上應(yīng)用的已有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、海水脫硫法等10多種煙氣脫硫工藝技術(shù)。其中,石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)仍是主流。
據(jù)估計(jì),截至2010年底,燃煤電廠煙氣脫硫機(jī)組容量達(dá)到5.6億kW左右,比上年增長(zhǎng)19.2%,煙氣脫硫機(jī)組占煤電機(jī)組的比例約為79.2%。
市場(chǎng)短期內(nèi)不會(huì)飽和,市場(chǎng)會(huì)更加細(xì)化,脫硫?qū)⑾蚍腔痣娦袠I(yè)發(fā)展。脫硫企業(yè)已經(jīng)從拼技術(shù)、拼價(jià)格,轉(zhuǎn)變?yōu)槠捶?wù)、拼管理。原來靠?jī)r(jià)格戰(zhàn)爭(zhēng)地盤,技術(shù)不過硬的小型脫硫企業(yè)自然萎縮、退出或轉(zhuǎn)行;大型企業(yè)在擴(kuò)大市場(chǎng)、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面也有了更大的動(dòng)力,行業(yè)集中度進(jìn)一步提高。
(1)脫硝市場(chǎng)容量迅猛增加
已投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組以新建機(jī)組為主,且大部分采用選擇性催化還原法(SCR)工藝。截至2010年底,全國(guó)已投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組容量超過2億kW,約占煤電機(jī)組容量的28%。其中SCR機(jī)組占95%。
(2)已具備SCR煙氣脫硝技術(shù)的設(shè)計(jì)及總承包能力
我國(guó)大型火電機(jī)組的煙氣脫硝工程幾乎均由國(guó)內(nèi)鍋爐廠或環(huán)保公司總承包建設(shè)。已有30萬kW、60萬kW及以上火電機(jī)組的煙氣脫硝工程建設(shè)業(yè)績(jī)。世界上先進(jìn)、成熟的SCR、SNCR等技術(shù)已在我國(guó)火電廠采用。國(guó)內(nèi)承包商在必要的技術(shù)指導(dǎo)下,已經(jīng)具備了大型火電廠煙氣脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試運(yùn)行能力,基本滿足了我國(guó)煙氣脫硝市場(chǎng)的需求。
(1)脫硫石膏的處置和消納困難
我國(guó)已投運(yùn)的脫硫工藝中以石灰石-石膏法為主,但脫硫工藝路線單一,對(duì)脫硫副產(chǎn)物的處置和消納尚未引起足夠重視;部分電廠已出現(xiàn)堆放和拋棄的處置方式。預(yù)計(jì)到“十一五”末,我國(guó)將有3億kW燃煤發(fā)電機(jī)組配置石灰石-石膏法脫硫設(shè)施,按1臺(tái)300MW機(jī)組燃用含硫量為1%的煤種,每年運(yùn)行5000~6000小時(shí)計(jì),將產(chǎn)生脫硫石膏4.5萬~5.0萬噸,屆時(shí)全國(guó)每年將產(chǎn)生5000萬~6000萬噸的脫硫石膏。如此大量的脫硫石膏要得到處置和消納是十分困難的,既浪費(fèi)資源、占用場(chǎng)地,又會(huì)產(chǎn)生新的二次污染。
(2)火電廠脫硫特許經(jīng)營(yíng)中存在的問題亟待解決
火電廠煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)過程中暴露出增值稅抵扣項(xiàng)小,脫硫公司稅收負(fù)擔(dān)重,脫硫公司進(jìn)口環(huán)節(jié)稅收優(yōu)惠政策難以享受到,脫硫電價(jià)未與上網(wǎng)電價(jià)同步調(diào)整造成脫硫設(shè)施用電成本增加(電費(fèi)約占脫硫設(shè)施總成本費(fèi)用的25%),脫硫電價(jià)結(jié)算相對(duì)滯后(脫硫電價(jià)收益由電廠支付給脫硫公司),以及供熱部分脫硫加價(jià)不落實(shí)等問題。
(1)缺乏火電廠氮氧化物控制相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系
目前,我國(guó)火電廠煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)剛剛起步,有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范正在制訂,尚存在一些問題。一是根據(jù)技術(shù)引進(jìn)方的不同采用不同國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),使得SCR設(shè)計(jì)、設(shè)備、調(diào)試、驗(yàn)收以環(huán)保公司的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù);二是國(guó)家有關(guān)部門在制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范時(shí),沒有一個(gè)統(tǒng)一的體系。從領(lǐng)域看,脫硝產(chǎn)業(yè)涉及環(huán)保、電力、機(jī)械、化工、建筑等行業(yè);從過程看,脫硝產(chǎn)業(yè)涉及設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié),而且與除塵、脫硫緊密聯(lián)系,如果缺乏系統(tǒng)的考慮,則難以使各標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致,從而容易造成混亂,阻礙火電廠脫硝產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
(2)催化劑核心制備技術(shù)和原材料尚需進(jìn)口
目前應(yīng)用于脫硝技術(shù)的催化劑主要依賴進(jìn)口,致使脫硝運(yùn)行成本較高;盡管國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)建設(shè)了部分催化劑生產(chǎn)基地,但由于均是采用國(guó)外技術(shù),甚至原料也要進(jìn)口,因而制約著脫硝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;失效催化劑屬危險(xiǎn)廢物,對(duì)它的處理處置問題應(yīng)引起足夠重視;普遍作為脫硝還原劑的液氨在儲(chǔ)運(yùn)和使用中的安全問題必須得到高度重視。
(3)部分煙氣脫硝工程的建設(shè)具有盲目性
在控制NOx方面,采用低氮氧化物燃燒技術(shù)降低氮氧化物排放量在經(jīng)濟(jì)性和清潔生產(chǎn)方面都有很多優(yōu)勢(shì),部分電廠(尤其是新建電廠)如果用低氮氧化物燃燒技術(shù)完全可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí),則暫不宜建設(shè)SCR裝置。但在實(shí)際中,為了能夠使項(xiàng)目得到環(huán)保核準(zhǔn),建設(shè)SCR的項(xiàng)目比比皆是,但由于不上SCR也可以達(dá)到環(huán)保要求,就使得建設(shè)了SCR的裝置并不能很好運(yùn)行,這不僅浪費(fèi)了資金,也有悖于經(jīng)濟(jì)控制氮氧化物排放的目的。
(1)工業(yè)鍋爐種類繁多,技術(shù)路線多種多樣,標(biāo)準(zhǔn)不好統(tǒng)一。
(2)加裝脫硫脫硝裝置投資較大,增加工業(yè)鍋爐的運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。
(1)鼓勵(lì)發(fā)展符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)保技術(shù)
開展脫硫石膏等脫硫副產(chǎn)物工業(yè)化利用途徑的研究和示范;開展氨法、有機(jī)胺脫硫、活性焦法和其他資源回收型脫硫新技術(shù)的工業(yè)性研究;脫硝技術(shù)催化劑國(guó)產(chǎn)化技術(shù)示范;積極爭(zhēng)取利用環(huán)保專項(xiàng)資金、國(guó)債等資金渠道支持進(jìn)行脫硫脫硝新技術(shù)示范。
國(guó)家有關(guān)部門在政策、項(xiàng)目和資金上繼續(xù)支持和組織實(shí)施300MW及以上火電機(jī)組的煙氣脫硫完善化技術(shù)示范和引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新,重點(diǎn)解決工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備成套和運(yùn)行規(guī)范化等問題,提高脫硫設(shè)施工程建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)行管理水平。國(guó)家應(yīng)采取相應(yīng)措施,幫助脫硝企業(yè)引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)脫硝技術(shù),通過示范使脫硫脫硝工程技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝技術(shù)。
(2)停止天然石膏開采,綜合利用脫硫副產(chǎn)品
2010年,全國(guó)燃煤電廠采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫等工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品石膏約4300萬噸,比上年增長(zhǎng)23%,2010年,全國(guó)脫硫石膏綜合利用率平均約56%,但受地域和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響,各地脫硫石膏綜合利用情況不一。北京、河北、珠三角和長(zhǎng)三角等地區(qū)的脫硫石膏綜合利用情況較好,西南地區(qū)脫硫石膏的綜合利用相對(duì)較低。部分電廠出現(xiàn)了脫硫石膏無處消納的問題。石膏堆放和拋棄不僅占用大量土地,增加灰場(chǎng)的投資,而且處理不好可能會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。建議停止過度開采天然石膏,提高脫硫石膏的綜合利用率。
(1)完善脫硝相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系
美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)氮氧化物控制工作起步較早,各種氮氧化物控制政策也較為成熟,因此,我國(guó)可以借鑒國(guó)外的相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),盡快形成一個(gè)完善的氮氧化物控制法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。
(2)出臺(tái)鼓勵(lì)火電廠煙氣脫硝的經(jīng)濟(jì)政策
1)綜合運(yùn)用各種經(jīng)濟(jì)手段推進(jìn)火電廠的氮氧化物控制工作,以最小的成本換取最大的環(huán)境效益,如排污權(quán)交易政策;2)將脫硝的環(huán)境保護(hù)成本導(dǎo)入到電價(jià)中,使電力成本真正體現(xiàn)資源和環(huán)境成本;3)收取的氮氧化物排污費(fèi)用要全部用于氮氧化物的治理,尤其是用于老電廠低氮燃燒器改造獎(jiǎng)勵(lì)、煙氣脫硝獎(jiǎng)勵(lì);4)對(duì)一時(shí)不能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備要有免稅或減稅措施;5)通過國(guó)家環(huán)保專項(xiàng)資金補(bǔ)助或中央預(yù)算內(nèi)投資資金補(bǔ)助對(duì)現(xiàn)役電廠建設(shè)煙氣脫硝裝置。
煙氣脫硝成本進(jìn)入電價(jià)是推進(jìn)煙氣脫硝的關(guān)鍵性也是根本性的措施,但煙氣脫硝電價(jià)的計(jì)算是以脫除的氮氧化物多少來確定,還是以地區(qū)為單位計(jì)算脫硝的社會(huì)平均成本來確定,或是按煤質(zhì)(揮發(fā)分)情況來確定,需要進(jìn)行系統(tǒng)研究,最好是納入電價(jià)機(jī)制的改革方案之中統(tǒng)籌解決。在電價(jià)機(jī)制不做大的改革之前,可以同脫硫電價(jià)一樣結(jié)合考慮煤質(zhì)(揮發(fā)分)情況,給脫硝企業(yè)每度電量一定的電價(jià)補(bǔ)貼;也可以地區(qū)或地市為單元計(jì)算當(dāng)?shù)孛摮趸锏钠骄杀?,以平均成本和企業(yè)實(shí)際脫除的氮氧化物量為依據(jù),計(jì)算各企業(yè)煙氣脫硝成本,然后通過電價(jià)支付給脫硝企業(yè)。
(1)6t/h及以下的燃煤工業(yè)鍋爐
對(duì)于該類燃煤工業(yè)鍋爐,最主要的減排方法應(yīng)該是燃料替代,主要包括天然氣、生物質(zhì)成型燃料和工業(yè)型煤。對(duì)于城市內(nèi)劃定的“禁燃區(qū)”,如果有天然氣管道,則使用天然氣或其他清潔能源替代燃煤。對(duì)于天然氣尚未普及的地區(qū),且有穩(wěn)定的生物質(zhì)成型燃料來源的地區(qū),可考慮使用生物質(zhì)成型燃料來替代燃煤。在一些排放標(biāo)準(zhǔn)要求不高的地方,也可使用工業(yè)型煤替代散煤。
(2)6~20t/h的燃煤工業(yè)鍋爐
對(duì)于大于6t/h,小于20t/h的燃煤工業(yè)鍋爐,可適當(dāng)發(fā)展一部分脫硫除塵一體化技術(shù)。對(duì)于已經(jīng)裝配了濕式除塵器的在役鍋爐,可進(jìn)行一體化技術(shù)改造。在一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá),且環(huán)境質(zhì)量要求較高的地區(qū),也可發(fā)展一部分除塵脫硫串聯(lián)工藝。
(3)20t/h及以上的燃煤工業(yè)鍋爐
對(duì)于該類燃煤工業(yè)鍋爐應(yīng)參照火電廠大氣污染治理的方法,先除塵,后脫硫脫氮氧化物,即發(fā)展脫硫除塵串聯(lián)工藝,除塵技術(shù)以靜電或布袋除塵為主,脫硫技術(shù)以鈣法、鎂法等傳統(tǒng)高效率技術(shù)為主。在一些地區(qū),根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn),應(yīng)鼓勵(lì)發(fā)展“以廢治廢”脫硫工藝。由于脫硫脫塵一體化技術(shù)在大型燃煤工業(yè)鍋爐上運(yùn)行存在很多的問題,所以不鼓勵(lì)發(fā)展。
(4)低硫煤替代中高硫煤
對(duì)于6t/h以上的燃煤工業(yè)鍋爐,在一些排放標(biāo)準(zhǔn)比較寬松,或環(huán)境容量比較大的地區(qū)可采用低硫煤替代中高硫煤的措施,以減少SO2的排放。
(5)采用SCR等高效脫硝技術(shù)與裝備
由于目前適用于燃煤工業(yè)鍋爐的氮氧化物脫除技術(shù)很少,且尚未成熟,但隨著技術(shù)發(fā)展,可在少部分鍋爐上應(yīng)用低氮燃燒技術(shù),個(gè)別地區(qū),可采用并裝配SCR等高效脫硝技術(shù)與裝備。
煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)工作試點(diǎn)已經(jīng)開展了3年,應(yīng)在認(rèn)真總結(jié)成績(jī)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,積極推進(jìn)煙氣脫硫特許經(jīng)營(yíng)工作,不斷完善污染物治理的市場(chǎng)機(jī)制。
在煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),也暴露出部分煙氣脫硫工程建設(shè)存在低價(jià)中標(biāo)、質(zhì)量不過關(guān)、脫硫設(shè)施投運(yùn)率低、運(yùn)行維護(hù)專業(yè)化水平低、運(yùn)行效果差等問題。這些問題如不盡快解決,將會(huì)嚴(yán)重影響SO2排放控制的效果。而采取由發(fā)電企業(yè)將國(guó)家出臺(tái)的脫硫電價(jià)和與脫硫相關(guān)的優(yōu)惠政策等形成的收益權(quán)以合同形式特許給專業(yè)化脫硫公司,讓專業(yè)化脫硫公司承擔(dān)電廠脫硫設(shè)施的投資、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)及日常管理,并完成合同規(guī)定的脫硫任務(wù)的特許經(jīng)營(yíng)方式,則是保障脫硫設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量的機(jī)制性措施。
提高脫硫的資源化綜合利用,由于目前的政策支持力度不夠,行業(yè)之間合作不多,火電廠脫硫副產(chǎn)物石膏約4000萬t/a,而利用率僅為30%。因此應(yīng)制訂鼓勵(lì)脫硫副產(chǎn)物綜合利用的經(jīng)濟(jì)政策,研究制訂天然石膏開采生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)政策(收生態(tài)稅),鼓勵(lì)建立區(qū)域性的脫硫副產(chǎn)物綜合利用專業(yè)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)脫硫副產(chǎn)物的集約型利用。開展脫硫石膏等脫硫副產(chǎn)物工業(yè)化利用途徑的研究和示范,提高利用率,減少二次污染。
積極開展脫硫新工藝研究,在高硫煤地區(qū)開展回收單質(zhì)硫新技術(shù)的工業(yè)性研究及示范。開展氨法、活性焦法和其它資源回收型脫硫新技術(shù)的工業(yè)性研究。積極爭(zhēng)取利用環(huán)保專項(xiàng)資金、國(guó)債等資金渠道支持進(jìn)行新技術(shù)示范。扶持自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硫脫硝技術(shù),以廢治廢,利用白泥、電石渣為脫硫劑,因地制宜,開展脫硫脫硝新技術(shù)示范。
火電廠煙氣脫硝產(chǎn)業(yè)從2007年以來逐步發(fā)展且有加速的趨勢(shì)。在國(guó)家層面還沒有強(qiáng)制性的法規(guī)要求火電廠建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施之時(shí),在對(duì)氮氧化物排放總量、不同行業(yè)氮氧化物排放對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響等尚不明確,以及在投入產(chǎn)出還沒有進(jìn)行分析預(yù)測(cè)、在管理還不能到位的情況下,對(duì)火電廠開展大規(guī)模煙氣脫硝具有一定的盲目性。
國(guó)家應(yīng)采取相應(yīng)措施,加大脫硝技術(shù)自主創(chuàng)新扶持力度,幫助脫硝企業(yè)在引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新,使自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝技術(shù)有用武之地,并通過工程不斷完善和優(yōu)化,促進(jìn)脫硝技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
China Development Report on Desulfurization and Denitration Industry of Power Plant in 2010
(Committee of Bag Hose Precipitation of CAEPI, Beijing 100037, China)
The paper summarizes the development situation of desulfurization and denitration industry of power plant in 2010 in our country; introduces the main technology and new technique applied in the industry at present time; analyzes the industry market characteristic and main problems existed; puts forward the countermeasures and suggestions and makes a prospect on the industry development.
power plant; desulfurization; denitration; industry development
X324
A
1006-5377(2011)07-0004-09