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環保要求日益嚴峻 生物質“超低排放”難在哪

生態環境部通報2018-2019年藍天保衛戰重點區域強化督查工作進展。通報顯示,發現檢查清單內應淘汰燃煤鍋爐企業473家,發現整改不到位燃煤鍋爐2臺,占比0.4%;發現清單外應淘汰燃煤鍋爐9臺。

隨著環保要求日益嚴峻,部分燃煤鍋爐的淘汰和整改問題日益受到關注。在不少省區,生物質正在成為煤炭的有效補充和替代燃料。而隨著燃煤鍋爐“超低排放”的不斷推進,自身排放標準缺失的生物質往往需要面臨同樣的“超低”考驗。

生物質能否達到燃煤“超低排放”標準?技術難點何在?經濟性又是否可觀呢?

脫硝環節怎達標?

“在2007年左右公司最初使用生物質鍋爐時,執行的是2003年版的國家標準。”參照2003年的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003),氮氧化物、二氧化硫和煙塵含量分別不得超過200mg/m3、100mg/m3、50mg/m3。江蘇某生物質企業負責人韓某告訴記者,彼時實現這一排放標準并不困難。

而從2013年開始,全國19個省(區、市)的47個地級及以上城市被列入重點控制區,火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等六大重污染行業及燃煤工業鍋爐實施特別排放限值。氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放標準分別為100mg/m3、50mg/m3和20mg/m3。而韓某的企業恰恰位于要求最為嚴格的沿江8市。“所以,后來便要求生物質鍋爐也執行同樣的標準。”雖然,這與氮氧化物含量50mg/m3、二氧化硫35mg/m3和煙塵5mg/m3的“超低排放”仍有差距,但對生物質鍋爐而言卻是不小的挑戰。而在浙江、山東等省份的部分地區,與煤炭“超低排放”一視同仁的規則更讓生物質企業深感不易。那么,其中的技術難點到底在哪呢?

韓某告訴記者,最難達標的環節在氮氧化物的處理上。中國循環經濟協會可再生能源專業委員會副秘書長王衛權指出,目前,脫硝環節最主流的兩種技術是選擇性催化還原(SCR)和非選擇性催化還原(SNCR)。小型裝置可以直接氧化加壓堿液吸收,理論上都能減少氮氧化物的排放,甚至達到“超低排放”的標準。

但在實際應用中,韓某表示:“生物質鍋爐煙氣中含堿金屬、重金屬等,采用選擇性催化還原脫硝,易造成催化劑中毒甚至失效,還原劑同樣會造成尾部受熱面腐蝕以及堵塞,對溫度窗口要求嚴格,爐溫波動會造成脫硝效率低,無法達到超凈排放要求。”

除技術因素外,王衛權也表示,在裝備方面,“當前全國生物質燃料供熱規模仍較小,而目前國內的脫硝設備大多是針對大型燃煤電廠,兩者規模相差太大,其成本對生物質企業來說也就相對難以承受”。

達標排放難盈利?

面對“尷尬”的工藝和裝備現狀,基于環保的壓力,全國生物質燃料企業卻也不得不采取措施。

據悉,為達到“特別限值”的環保標準,韓某對其現有的3臺蒸汽產能75噸/小時的生物質鍋爐使用了“臭氧+等離子技術”進行脫硝處理。

“當煙氣經過等離子煙氣凈化器時,在高壓脈沖電場中,通過對煙氣中含有的水、細微顆粒、氧氣進行高壓脈沖電暈放電,在常溫下獲得非平衡高低溫等離子體,即產生大量高能電子以及極強氧化性能的羥基自由基等高能活性粒子。不僅對煙氣進行了處理,凈化了煙氣,而且高能活性粒子大大增強其氧化性能。”韓某告訴記者,這一過程為臭氧對一氧化氮的氧化提供了良好的反應條件,提高了臭氧氧化氮氧化物的效率。“隨后用射流噴嘴均勻注入臭氧,極短的時間內完成混合反應,將煙氣中的NO轉化成高價態的氮氧化物進入吸收塔。”

雖然已有技術路線和相應的嘗試,但韓某指出,“生物質鍋爐自動化程度相對較低,其尾氣排放中污染物的含量也有所波動。自從今年6月新的排放處理設備投產以來,每月運營成本增加了約70萬元,對本來利潤空間就不大的生物質燃料企業來說,成本負擔已達極限。”

同樣,王衛權也告訴記者,目前,生物質燃料的原材料價格約為800-1000元/噸,生物質燃料通常由木質顆粒壓制而成,而木質顆粒本身是一種具有經濟價值的邊角料,因此在原料采購方面就存在市場競爭關系,價格難以下降。盡管鍋爐產能規模越大,收益越高,“但‘超低排放’標準對燃煤、燃氣來說是合理的,對生物質鍋爐來講,直接要求‘超低排放’有點勉為其難。從理論上技術可行,但是經濟上不可行。”王衛權坦言。“由于生物質燃料本身的燃燒特性,其鍋爐產能目前最大就70噸/小時左右。對產能僅有1噸/小時的小規模生物質鍋爐來說,“超低排放”標準則有些強人所難。”

此外,由于生物質燃燒后的煙塵顆粒物較燃煤排放更細,鍋爐尾氣處理裝置中還需加上布袋除塵的設備,日常更換、維護設備同樣會增加企業成本。

“生物質燃料鍋爐‘超低排放’不是技術問題,而是經濟問題。”在我國北方某生物質企業負責人的眼中,雖然其所在的省份尚未要求生物質執行“特別排放”、“超低排放”,但環保高壓著實愈演愈烈。“排放標準不應該‘一刀切’,需要經過實際測算和科學評估,制定合理的生物質排放標準”。

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