应对GB4915-2004新标准的技术措施PPT.ppt

水泥工业应对即将颁布的排放新标准的技术探讨 合肥水泥研究设计院合肥中亚环保科技有限公司二0一三年五月 汇报内容 标准修订情况简介 3 颗粒物治理方面应对技术措施 迎接排放新标准颁布各方应做的准备 标准修订的主要内容 2 氮氧化物治理方面应对技术措施 1 4 5 一 标准修订情况简介 水泥工业大气污染物排放标准 GB4915 2004 是我国水泥工业环境管理的重要依据 在 十一五 污染减排工作中发挥了重要作用 为适应 十二五 环境管理需求 加强对颗粒物 SO2 NOx等的排放控制 国家环境保护部将其列为2012年标准制修订计划重点项目 已由中国环境科学研究院牵头 合肥水泥研究设计院作为主要参加单位开展了标准修订的工作 一 标准修订情况简介 目前已完成标准送审稿的专家审议工作 2013年4月16日 环保部科技司在北京主持召开了标准专家审议会 来自北京劳保所 清华大学 中国环境科学学会 中材国际 中国建材情报研究所 中国水泥协会 环境管理部门 环保部总量司 环评司 监测司 污防司 环监局 水泥企业和环保企业等单位代表参加了会议 会议讨论一致通过标准送审稿 水泥工业如何应对即将颁布的排放新标准是我们无法回避的现实问题 从科研设计单位 到装备制造单位 尤其是水泥生产企业都应该做好应对准备 二 标准修订的主要内容 进一步降低颗粒物排放水平 严格水泥工业NOx控制 增加采用独立热源烘干机SO2 NOx排放限值 取消水泥窑焚烧危险废物的相关规定 水泥窑协同处置固体废物执行统一的标准 适用范围增加散装水泥中转站 增加适用于重点地区的大气污染物特别排放限值 二 标准修订的主要内容 2 1进一步降低颗粒物排放水平 按初定颁布实施日2013年7月1日为基准进行确定的时间段 按照拟颁布的新标准要求 自2016年7月1日起 现有企业执行与新建企业同样的排放限值 热力设备排放限值为30mg Nm3 通风设备排放限值20mg Nm3 重点地区企业执行表大气污染物特别排放限值 热力设备排放限值为20mg Nm3 通风设备排放限值10mg Nm3 二 标准修订的主要内容 2 2严格水泥工业NOx控制自颁布之日起 新建企业NOx限值为320mg Nm3 自2014年7月1日起至2016年6月30日止 现有企业执行NOx限值为500mg Nm3 自2016年7月1日起 现有企业执行NOx限值为400mg Nm3 重点地区企业执行NOx限值为200mg Nm3 二 标准修订的主要内容 2 3增加采用独立热源烘干机SO2 NOx排放限值对于现有企业1时段 SO2限值为850mg Nm3 NOx为400mg Nm3 自颁布之日起 新建企业NOx限值为320mg Nm3 新建企业及现有企业2时段 SO2限值为600mg Nm3以下 NOx限值为400mg Nm3 重点地区企业 SO2限值为400mg Nm3 NOx为300mg Nm3 二 标准修订的主要内容 2 4水泥窑协同处置固体废物执行统一的标准现行标准对水泥窑焚烧处置危险废物有明确排放限制要求 但不完整 也不包括利用水泥生产设施 水泥窑 水泥磨等 协同处置一般工业固体废物 城市垃圾 污泥 受污染土壤等内容 而后者日益受到重视 相关污染控制标准 规范正在制订完善中 本标准规定 利用水泥生产设施协同处置危险废物 城市污水处理厂污泥 生活垃圾等 除执行本标准外 还应同时执行国家相应的污染控制标准 规范的规定 三 颗粒物治理方面应对技术措施 对于新建企业的技术措施水泥窑尾及窑尾余热利用系统除尘技术措施 烘干机 烘干磨 煤磨 冷却机的除尘技术措施 其他通风生产设备的除尘技术措施 对于现有企业的技术措施 袋改袋 技术 电改电 技术 电改袋 技术 电改 电 袋 复合技术 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 1 水泥窑尾及窑尾余热利用系统的除尘技术措施根据窑尾含尘废气特性 需要采取 烟气调质 或余热利用 袋除尘器或静电除尘器 方案 排放浓度可低于30mg Nm3 窑尾袋除尘器目前有反吹风型袋除尘器 在线脉冲喷吹袋除尘器和低压长袋脉冲袋除尘器三种类型 由于低压长袋脉冲袋除尘器具有除尘效率高 节约能耗 占地面积小 运行稳定 性能可靠等特点 已成为水泥窑尾除尘的首选类型 窑尾可以选用静电除尘器 通常为四级电场以上 主要有BS系列电除尘器或CDPK E系列电除尘器 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 1 水泥窑尾及窑尾余热利用系统的除尘技术措施我院开发的CDMC型低压长袋脉冲袋除尘器技术获得了多项国家专利授权 先后多次荣获环保部和建材行业的科技进步奖 该系列技术和产品已在国内外水泥厂广泛推广应用 可为12000t d及其以下不同规模的水泥生产线窑尾 窑头除尘提供配套 其中 目前水泥行业窑尾单台最大处理风量160万m3 h的CDMC低压长袋脉冲袋除尘器在沙特NCC和NRCC成功运行三年以上 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 1 水泥窑尾及窑尾余热利用系统的除尘技术措施窑尾用低压长袋脉冲袋除尘器滤料可选用P84 聚亚酰胺 滤料 玻纤覆膜滤料 P84玻纤复合毡覆膜滤料 当选用不同滤料时 选用不同的过滤风速 取值建议 P84滤料 建议克重为550g m2 建议净过滤风速为 1 0m min 玻纤覆膜滤料 建议克重为750g m2 建议净过滤风速为 1 0m min P84玻纤复合毡覆膜滤料 建议克重为950g m2 建议净过滤风速为 0 9m min 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 2 烘干机 烘干磨 煤磨 冷却机的除尘技术措施对于窑头冷却机除尘 需要采取 烟气调质降温 或余热利用 袋除尘器或静电除尘器 方案 袋除尘器通常选用低压长袋脉冲袋除尘器 滤料选用诺梅克斯 Nomex 或诺梅克斯渗膜滤料 建议净过滤风速取 1 0m min 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 2 烘干机 烘干磨 煤磨 冷却机的除尘技术措施对于烘干机除尘 可选用在线高压脉喷袋除尘器 气箱脉冲袋除尘器和低压长袋脉冲喷吹袋除尘器 根据烘干物料和含尘废气特性选择合适的耐高温耐腐蚀滤料 如玻纤膨体纱 亚克力 P84或防油防水涤纶毡 过滤风速建议取值 玻纤膨体纱滤料 0 5m min P84滤料 1 0m min 玻纤覆膜滤料 1 0m min P84覆膜滤料 1 0m min 提醒 在设计选型时建议不再选用以往经常用的反吹风型烘干机袋除尘器 因为其结构特点和清灰方式 很难确保排放浓度能低于30mg Nm3 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 2 烘干机 烘干磨 煤磨 冷却机的除尘技术措施对于煤粉制备系统 可采用气箱脉冲煤磨袋除尘器 在线高压脉喷煤磨袋除尘器或低压长袋脉喷防爆袋除尘器 滤料建议选用抗静电涤纶针刺毡覆膜滤料 净过滤风速建议取值为 1 0m min 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 3 其他通风生产设备的除尘技术措施对于水泥磨 破碎机 包装机除尘 可选用气箱脉冲袋除尘器或在线高压脉喷袋除尘器 推荐选用气箱脉冲袋除尘器 气箱脉冲袋除尘器是在引进美国Fuler公司袋收尘器技术的基础上研制的 它集分室反吹和喷吹脉冲等收尘器的优点 克服了分室反吹时动能强度不够和喷吹脉冲清灰过滤同时进行的缺点 具有处理风量范围广 能处理高浓度含尘气体 工艺流程简单 清灰动能大 清灰彻底 除尘效率高等突出优点 出口排放可确保20mg Nm3以下 采用覆膜滤料可实现低于10mg Nm3 在用于水泥磨等高浓度含尘废气除尘时 涤纶针刺毡和涤纶针刺毡覆膜滤料净过滤风速建议取值分别为 0 90m min 1 0m min 其他可根据含尘浓度 除尘器类型 滤料材质等不同选取不同的过滤风速 3 1对于新建企业的颗粒物治理技术措施 3 其他通风生产设备的除尘技术措施对于处理风量小于10000m3 h的除尘点建议选用单机袋式除尘器 滤料选用普通涤纶针刺毡滤料或涤纶针刺毡覆膜滤料 脉喷单机袋式除尘器 其具有体积小 设备结构紧凑 工艺布置方便 可动部件少 控制简单 故障率低等特点 电改电 即电除尘器升级优化改造 除尘改造技术 袋改袋 即袋除尘器升级优化改造 电除尘器改造为 电 袋 复合除尘器 电改袋 即电除尘器改造为袋除尘器 3 2对于现有企业的颗粒物治理技术措施 3 2对于现有企业的颗粒物治理技术措施 1 袋改袋 技术更换过滤材料 更换 强化 清灰方式 用新型结构取代老式结构 1 袋改袋 技术 更换过滤材料 对于热力设备用袋除尘器 按照排放限值30mg Nm3要求 更换方案 水泥窑尾用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜 P84和P84纤维复合针刺毡覆膜等滤料 水泥窑头用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为诺梅克斯 Nomex 或诺梅克斯渗膜滤料 烘干机用袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜 煤粉袋除尘器滤料更换为抗静电涤纶针刺毡覆膜滤料 1 袋改袋 技术 更换过滤材料 对于通风设备用袋除尘器 按照拟定排放限值20mg Nm3要求 综合达标可靠性和成本经济性两方面 水泥粉磨 破碎 包装等通风设备用袋除尘器的滤料更换为涤纶针刺毡覆膜滤料 采用覆膜滤料取代普通滤料 覆膜滤料属表面过滤 过滤风速高 阻力低 使用寿命长 收尘效率很高 采用热压合 定压 定温条件下 工艺的国产覆膜滤料能满足标准要求 1 袋改袋 技术 更换 强化 清灰方式用高能型脉冲清灰取代中能型机械摇动及低能型反吹清灰 提高处理能力和除尘效率 根据原来除尘器的壳体结构和清灰方式 将清灰系统改造更换为气箱脉冲或在线高压脉冲清灰方式 除尘器结构做相应局部改造 1 袋改袋 技术 用新型结构取代老式结构老式的机械回转反吹袋收尘器和反吹风袋收尘器存在清灰强度弱 除尘效率低 不能达标排放等诸多缺点 可采用新型气箱脉冲袋除尘器或新型高压脉冲喷吹袋除尘器来进行改造 该除尘器能直接处理较高含尘浓度和高粘度的粉尘 特别适用生料磨和水泥磨采用回转反吹收尘器或反吹风收尘器的改造 改造内容 增加过滤面积 降低过滤风速 增加袋室 更换花板 增加开孔率 减少滤袋直径 改变滤袋形状 采用圆柱形滤袋等 优化通风管道 均化气流分布 更换新型配件 如电磁脉冲阀 自控仪 油水分离器 阀门等 3 2对于现有企业的颗粒物治理技术措施 2 电改电 技术在原有电除尘器仍有使用价值的情况下 串联或并联一台新的电除尘器 在原有电除尘器基础上增大电除尘器 包括加长 加宽和加高 保留原电除尘器外壳 利用先进技术对内部核心部件改造 提高收尘效果 更换 强化 清灰方式 2 电改电 技术 增加收尘极板面积增加电场高度 电除尘器受场地的限制 前后左右没有空间 只能考虑向上加高 增加通道数 相当于在除尘器的旁边新上一台除尘器 加大电除尘器的横断面积 可以降低电场内的风速 增加电场数 在电除尘器的前面或后面增加一个或两个电场 以提高电除尘器的除尘效率 2 电改电 技术 优化极板和极线的匹配方式随着新技术的应用 原来的电除尘器还有采用诸如RS芒刺线和C型极板的 现在多采用放电性能更好的V15 V25 V40线 配合使用ZT24极板 可以有效提高运行电流 改善除尘效果 可以增加场强 促使电流密度分布更均匀 提高粉尘趋进速度 从而提高除尘效率 2 电改电 技术 更换性能更优良的高压电源高频电源是一种全新的绿色电源 是电除尘供电电源的发展方向 其工作频率在20kHz及以上 将其设置在电除尘器的前电场 运行平均电压可达工频电源的1 3倍 可有效加强前电场的粉尘荷电 提高粉尘趋进速度 与普通工频电源相比 其具有除尘效率高 能耗低 体积小 重量轻 三相平衡供电 多种供电模式 适应多种工况等优势 高频电源在电力等行业已逐步使用 若在水泥行业的电除尘器升级改造中也能合理地加以采用 并配合对整体结构的修复 调整和优化 定会大大提高除尘效率 实现达标排放 体现高频电源的优势 2 电改电 技术 移动电极的应用移动电极电除尘技术一般采用布置于末端电场灰斗中的清灰刷刷除转动极板上粉尘的清灰方式 有效解决高比电阻粉尘引起的反电晕及振打清灰引起二次扬尘等问题 从而大幅度提高除尘效率 同时该转动极板系统可耐350 高温 可以长期在330 条件下随主机不间断地运行 继承了电除尘器耐高温 耐高压 耐腐蚀 阻力低等优点 对于升级改造项目 采用移动电极技术优势更为突出 其工作量较小 只需对原设备进行必要的检查和消缺 在大多数场合不需要额外的场地 从而不像采用常规电除尘技术进行加高 纵向或横向扩容改造那样复杂 3 2对于现有企业的颗粒物治理技术措施 3 电改袋 技术考虑到原有的电除尘器壳体 灰斗 管道 承重基础 物料输送系统都可以保留 沿用 从确保双目标 工期及综合效益考虑 留壳改仁 其内设置技术成熟 性能先进的低压长袋脉冲袋式除尘器的方案是最佳选择 对于现有窑尾电收尘器 可直接将电收尘器改为低压长袋脉冲袋收尘器 滤料可选用P84 玻纤覆膜和P84复合毡覆膜滤料等 对于现有窑头电收尘器 为了排放达标 需将窑头现有电收尘器改为低压长袋脉冲袋收尘器 为了保护滤袋使袋收尘器正常运行 须在袋收尘器前增设多管冷却器或余热发电系统 其中滤料选用诺梅克斯 Nomex 或诺梅克斯渗膜滤料 3 电改袋 技术 主要改造内容 3 电改袋 技术 主要业绩 一 3 电改袋 技术 主要业绩 二 案例1 安吉南方水泥公司窑尾电改袋 2500t d 主要性能参数指标原电除尘器型号 HZS172 3ESP袋除尘器型号 CDMC231 2 6处理烟气量 550000m3 h最高允许烟气温度 260 入口含尘浓度 100g m3出口含尘浓度 3 3mg Nm3 实测 收尘器阻力 800Pa滤料 玻纤覆膜投运时间 2012年6月漏风率 3 压缩空气耗量 4Nm3 min清灰压缩空气压力 0 25 0 4MPa 改造后除尘器现场 3 电改袋 技术 主要性能参数指标原电除尘器 福建龙净环保产品袋除尘器型号 CDMC231 2 6处理烟气量 420000m3 h最高允许烟气温度 260 入口含尘浓度 100g m3出口含尘浓度 10mg Nm3收尘器阻力 1000Pa滤料 P84复合滤料投运时间 2012年5月漏风率 3 压缩空气耗量 4Nm3 min清灰压缩空气压力 0 25 0 4MPa 改造后除尘器现场 案例1 福建炼石水泥公司4 窑尾电改袋 2300t d 3 电改袋 技术 3 2对于现有企业的颗粒物治理技术措施 4 电改 电 袋 复合技术 电 袋 收尘器 就是在收尘器的前部设置一个收尘电场 发挥电收尘器在第一电场能收集80 90 粉尘的优点 收集烟尘中的大部分粉尘 而在收尘器的后部装设滤袋 使含尘浓度低的烟气通过滤袋 这样可以大大降低滤袋的阻力 延长喷吹周期 缩短脉冲宽度 降低喷吹压力 从而大大延长滤袋的寿命 在保持原壳体不变的情况下进行改造 包括保留第一电场和进 出气喇叭口 气体分布板 下灰斗 排灰拉链机等 其他电场改为袋室 在此顶上在安装上部箱体 该设备可以采用在线清灰 也可以采用离线清灰 四 氮氧化物治理方面应对技术措施 对于现有企业的技术措施对于新建企业的技术措施对于重点地区企业的技术措施 4 1对于现有企业的NOx治理技术措施 自2014年7月1日起至2016年6月30日止 现有企业执行NOx限值为500mg Nm3 与欧州国家限值 如德国 基本相同 对于工艺改造难度大或不具备改造条件的企业 可采取SNCR 选择性非催化还原 末端治理技术 要求40 50 左右的脱硝效率 可确保达标 按照新标准要求 需要在标准发布后的1年过渡期内 即在2014年6月30日前 这些水泥企业可以按此措施进行脱硝设施建设 据环保统计 全国已有120多条水泥窑进行了脱硝设施建设 这些企业能满足标准该时段的要求 4 1对于现有企业的NOx治理技术措施 自2016年7月1日起 现有企业执行NOx限值为400mg Nm3 可采取工艺改进 低氮燃烧器 分解炉分级燃烧 燃料替代等 和末端治理 SNCR技术 相结合的措施 按照新标准要求 在原1年过渡期的基础上 再给予2年的改造期 即在2016年6月30日前 这些水泥企业必须按此措施进行脱硝设施建设 对于有条件的企业 为减少重复投资和二次改造 可以采取一步到位的组合措施 赶在2014年6月30日前 采取工艺改进 低氮燃烧器 分解炉分级燃烧 燃料替代等 和末端治理 SNCR技术 相结合的组合措施 4 2对于新建企业的NOx治理技术措施 自标准颁布之日起 现初定2013年7月1日 新建企业执行NOx限值为320mg Nm3 新建企业要采取目前最好的组合降氮技术 低氮燃烧器 分解炉分级燃烧 SNCR 综合脱硝效率60 70 可将NOx排放控制在320mg Nm3以下 4 3对于重点地区企业的NOx治理技术措施 坚持环境保护优先 要求采用最高效的控制技术 SCR技术 SNCR SCR复合技术 NOx排放浓度控制在200mg Nm3以下 在这些地区新建水泥企业 按照 关于执行大气污染物特别排放限值的公告 环境保护部公告2013年第14号 要求 自标准发布之日起执行特别排放限值 五 迎接排放新标准颁布各方应做的准备 工程设计单位做好设计规范修订和工艺设计工作 研发和生产先进成熟的治理技术及装备 现有水泥企业选取经济实用达标方案 加强政府 部门和行业监管力度 重视其它大气污染物控制问题 按照新标准拟定的限值 对现存的工程设计规范进行修订 在工程设计和改造设计时 注重对新工艺 新技术 新装备的采用 对设计方案和重要参数选型需要结合新标准 并考虑后续标准的再加严 避免短期改造 重复建设 增加投资的现象 对于控制NOx排放 工艺设计和设备选型至关重要 应积极采用先进清洁生产工艺和工艺控制措施 采用新型干法工艺和优化设计 实现NOx排放量控制在1 6kgNOx t熟料的指标 积极应用低NOx燃烧器 分解炉分级燃烧等工艺控制措施 实现水泥窑系统NOx减排 5 1工程设计单位做好设计规范修订和工艺设计工作 环保研究和装备制造企业 应为设计院和水泥企业提供先进成熟