近日,生態環境部會同國家發展改革委、工業和信息化部、財政部、交通運輸部聯合印發了《關于推進實施水泥行業超低排放的意見》(以下簡稱《意見》),提出對實施超低排放改造的企業,予以稅收、信貸、融資等方面支持。
從文件要求本身來講,超低排放改造并非硬性要求,但有些省市出臺了較國家標準更為嚴格的地方標準,有的地方標準在排放指標方面還與超低排放標準一致,地方標準是法定責任,所有不退出的企業,不管意愿如何,都要進行技術改造,實現地方標準的達標排放。
水泥行業超低排放的困難和壓力
根據《意見》主要指標,有組織排放指標方面,水泥窯及窯尾余熱利用系統在基準含氧量10%的條件下,廢氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。無組織排放控制措施方面,物料儲存、物料輸送、生產工藝過程等無組織排放源,在保障安全生產的前提下,采取密閉、封閉等有效控制設施,做到產塵點及生產設施無可見煙粉塵外逸,廠區整潔無積塵。清潔運輸方面,進出企業的原燃料采用清潔方式運輸比例不低于80%;達不到的企業,汽車運輸部分全部采用新能源或國六排放標準車輛;重點區域企業清潔方式運輸比例達不到80%部分,要采用新能源車輛替代。產品運輸優先采用清潔運輸方式,汽車運輸全部采用新能源或國六排放標準車輛。
按照GB 4915《水泥工業大氣污染物排放標準》一般區域水泥窯及窯尾余熱利用系統的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分別不高于30mg/m3、200mg/m3、400mg/m3,重點區域對應的排放限值分別不高于20mg/m3、100mg/m3、320mg/m3,這意味著超低排放指標相對于一般區域降低66.67%、82.5%、87.5%,相對于重點區域指標降低50%、65%和84.375%。
水泥行業要如期完成超低排放改造目標的壓力主要有三個方面:一是技術層面,超低排放的指標要求高,脫硝等技術工藝還在不斷完善提升中,監測技術規范尚需進一步統一;二是成本層面,就環保板塊而言,如果全部如期改造,將帶動幾十億元的直接環保投資;但是,這些成本增量都將由超低排放實施主體水泥企業來承擔。在水泥行業效益不斷下滑的情況下,改造成本相當于生產成本增加10%左右,即使是有資金優勢的企業也面臨較大的超低排放改造投資壓力;三是競爭層面,在水泥行業產能嚴重過剩背景下,環保投入不積極的企業,面臨‘環保約束’的擠出,有生存壓力;同時,有意愿改造的企業也有顧慮,擔憂改造后成本飆升,被沒有實施改造的同行用低成本搶奪市場份額,陷入兩難局面。
超低排放對水泥行業結構調整的影響
超低排放改造推動產業結構調整的作用如何,需要就具體實施效果來觀察。總體而言,一是有利于低效過剩產能出清。目前環保、節能、質量、安全、工藝技術“五把尺子”發揮的作用越來越明顯。《意見》也提到了適時修訂水泥工業大氣污染物排放標準。環保標準的提升,對低效產能“擠出”力度加大。二是有利于大型企業發揮引領示范作用。大型企業集團實力雄厚,已經率先開展了超低排放改造工作,大型企業集團借助環保改造進一步實現優勢升級,提升市場整合能力。三是有利于提升環境效益和降碳效益,促進行業高質量發展。通過超低排放改造、原燃料替代、清潔運輸改造等,行業氮氧化物、顆粒物排放量和碳排放量等將會明顯下降,水泥行業高質量發展水平將整體大幅躍升。
超低排放脫硝技術有哪些?
除了傳統的SNCR、SCR脫硝技術外,脫硝復合技術也在發展之中,研發方向是在NOX達到超低排放限值50mg/m3的前提下,實現成本相對低、節能、運行穩定,少用氨水、避免氨逃逸等。
(一)高溫低塵(微塵)SCR一體化技術
高溫微塵SCR一體化技術可以解決水泥熟料制備系統高粉塵濃度對催化劑的堵塞、磨損、中毒等問題。與傳統的SCR相比,實現除塵脫硝一體化,降低氨水使用量,大幅減少氨逃逸的同時,實現NOX排放濃度低于50mg/Nm3的超低排放。該技術集高溫電除塵器、金屬濾袋除塵器和SCR脫硝反應器設計為一體,通過機電袋三級復合除塵新技術,采用耐高溫金屬濾袋,降低進入脫硝系統前的粉塵濃度,實現低塵工況下脫硝,緩解SCR催化劑易堵塞、磨損、中毒、壽命短、氨逃逸大的問題,延長催化劑的使用壽命,降低運行成本。
(二)熱碳還原—SNCR—精準脫硝
熱碳還原法是在窯尾煙室與分解爐之間增加脫硝反應器,利用煤粉作為還原劑與煙氣中的氮氧化物發生化學反應,生成氮氣和CO2的方法。該方法能把窯尾煙氣在進入分解爐前就將NOX控制得較低,減輕分解爐的脫硝負擔,實現源頭削減。其原理主要是采用分層級安裝可獨立控制的噴槍組,根據工況控制氨水的噴射位置及噴射量,達到提高脫硝效率、減少氨水用量、降低氨逃逸。
(三)水泥窯生物質氣化節煤、降氮技術
水泥窯生物質氣化節煤、降氮技術不使用氨水作為還原劑,通過生物質氣化替代燃煤,生物質經熱解氣化系統后產生生物燃氣,經風機增壓,由燃燒器噴嘴及氣體再燃噴嘴送入分解爐,使NOX還原成N2。
目前,水泥產能嚴重過剩,效益大幅下滑,經濟成本壓力較大,超低排放改造要探索從工藝源頭減排的路徑,堅持數智化、低碳化,從整個生產的能耗、料耗、經濟成本、“雙碳”角度來考慮協同增效。
(作者系中國水泥協會副秘書長、政策研究中心主任,碳專委秘書長)
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