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石灰工業氮氧化物經濟性解決方案

我國石灰產業主要分布于河北、山東、廣西、安徽等多個省市。據統計,目前我國已有各類石灰窯4000余座,石灰產量約2.7億噸,約占世界總產量的70%。企業規模普遍較小,窯爐類型多,按燃料分有混燒窯和氣燒窯,既有工藝先進的回轉窯、套筒窯、雙膛窯、梁式窯等,還有大量普通的機械豎窯,也有大量相對落后的其他各類窯型。其中年產量超過100萬噸的企業不足30家,而且80%以上為鋼鐵工業或氯堿化工工業附屬工廠,先進產能不足30%。



石灰工業執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996),距今已超過20年,排放限值過于寬松,造成行業污染治理的積極性較低,末端治理水平不高。2013年以來,先后發布了《國務院關于印發大氣污染防治行動計劃的通知》(國發〔2013〕37號)、《國務院關于印發打贏藍天保衛戰三年行動計劃的通知》(國發〔2018〕22號)、《工業爐窯大氣污染綜合治理方案》(環大氣〔2019〕56號)等文件,明確要求加大落后產能和不達標工業爐窯淘汰力度,實施污染深度治理,推進重點行業污染深度治理。2012年我國對鋼鐵聯合企業內部的石灰窯大氣污染物排放做出規定,《煉鋼工業大氣污染物排放標準》(GB28664 -2012)該標準對石灰窯、白云石窯的顆粒物排放限值進行了規定。


2018年,河北省的地方鋼鐵工業標準-《鋼鐵工業大氣污染物超低排放標準》 (DB13/2169-2018)對鋼鐵企業內的石灰煅燒窯、白云石窯等排放限值做出規定,氮氧化物排放標準為150 mg/m3。山東省地方標準中《建材工業大氣污染物排放標準》(DB37/2373—2018)對石灰制造、石灰窯氮氧化物的排放標準為200 mg/m3,重點控制區排放限值為100 mg/m3。2022年,河北省生態環境廳發布《石灰工業大氣污染物排放標準(征求意見稿)》,該文件規定新建、改擴建的石灰工業企業或生產設施建設項目的大氣污染物排放限值為:顆粒物-10 mg/m3、二氧化硫-50 mg/m3、氮氧化物-150 mg/m3,并且增加了石灰窯氨的排放濃度限值為8 mg/m3。


石灰生產過程中有組織排放的廢氣主要有石灰窯煅燒時產生的煙氣,主要污染物為粉塵、二氧化硫和氮氧化物等,目前我國石灰窯環境管理水平較低,普遍只有除塵設備:(旋風除塵器)+布袋除塵器,部分石灰窯配備脫硫設施,重點地區回轉窯配備SCR脫,隨著石灰工業環保政策的加嚴,各省份已逐漸重視對大氣污染物綜合治理的態度。


針對石灰工業氮氧化物的治理技術:石灰窯燃燒溫度通常低于1100℃,氮氧化物產生濃度相對較低,約為300-500 mg/m3。從不同工業石灰窯采取的措施看,重點地區鋼鐵工業的石灰窯和部分安裝了在線監測設施的獨立石灰窯加裝了臭氧脫硝、濕式氧化法脫硝以及SNCR或SCR脫硝設施。隨著SCR技術在電力/非電行業的廣泛應用,其已被認為是石灰工業處理氮氧化物最適合的技術手段。根據石灰工業生產工藝先進性不同,排煙溫度也大不相同。回轉窯作為國內最成熟的先進石灰窯,其窯出口經旋風除塵,布袋除塵后溫度一般為160℃以上;應用較為廣泛的麥爾茲窯和機械豎窯,其煙氣溫度經除塵后一般為100-120℃;石灰工業普遍存在排煙溫度過低的特點,由于市場上商用的中低、中高溫SCR催化劑使用溫度都在180℃以上,故企業選用的SCR脫硝治理技術多需將煙氣復熱后進行氮氧化物處理,中低、中高溫催化劑已不宜適合石灰企業運行費用低、能耗小的要求。


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