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        我國脫硫脫硝行業(yè)2016年發(fā)展綜述

        2017-12-29 03:30:06中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)北京100037
        中國環(huán)保產(chǎn)業(yè) 2017年12期
        關(guān)鍵詞:煙氣

        (中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì),北京 100037)

        1 2016年脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展概況

        1.1 行業(yè)發(fā)展環(huán)境

        1.1.1 大氣污染治理效果初現(xiàn)

        根據(jù)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》工作進(jìn)展情況,截至2016年末,各項(xiàng)工作取得積極進(jìn)展,效果初現(xiàn):

        (1)建立了以改善空氣質(zhì)量為核心的評(píng)估考核體系,實(shí)行黨政同責(zé)、一崗雙責(zé),運(yùn)用約談、督察等多種手段,切實(shí)落實(shí)地方政府責(zé)任。

        (2)各項(xiàng)重點(diǎn)工程進(jìn)展順利。國務(wù)院辦公廳印發(fā)《控制污染物排放許可制實(shí)施方案》;全國累計(jì)完成燃煤電廠超低排放改造達(dá)到了4.25億千瓦,占燃煤火電的47%;京津冀地區(qū)共完成80萬戶散煤替代工作,削減散煤約200萬噸;淘汰老舊車、黃標(biāo)車390萬輛,完成了年度指標(biāo);發(fā)布了《關(guān)于實(shí)施第五階段機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)的公告》及輕型機(jī)動(dòng)車的國六排放標(biāo)準(zhǔn)。

        (3)嚴(yán)厲打擊環(huán)境違法行為。環(huán)保、公安開展聯(lián)動(dòng)執(zhí)法1.7萬次,聯(lián)合整治突出問題6500余個(gè),對(duì)涉及污染大氣環(huán)境類違法案件的1500余人予以行政拘留。

        (4)完善環(huán)境管理政策。完成排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整工作,發(fā)布實(shí)施超低排放環(huán)保電價(jià)、北方采暖季水泥錯(cuò)峰生產(chǎn)、船舶排放控制區(qū)等政策措施。

        (5)積極應(yīng)對(duì)重污染天氣。定期會(huì)商,運(yùn)用多種高科技手段進(jìn)一步提升空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)能力;統(tǒng)一了京津冀區(qū)域重污染天氣預(yù)警分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施大范圍高級(jí)別應(yīng)急聯(lián)動(dòng);多次派出督查組,督查各地重污染天氣應(yīng)對(duì)情況。

        1.1.2 《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》發(fā)布,煤電裝機(jī)受到嚴(yán)格控制

        2016年11月7 日,國家發(fā)展改革委員會(huì)、國家能源局發(fā)布《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(2016~2020年)?!笆濉逼陂g,我國電力工業(yè)投資規(guī)模將達(dá)到7.17萬億元,以2020年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到15%為硬指標(biāo),提出全國煤電裝機(jī)規(guī)模力爭控制在11億千瓦以內(nèi),穩(wěn)步發(fā)展核電、天然氣,優(yōu)先發(fā)展新能源,棄風(fēng)、棄光率控制在5%左右的合理水平。

        “十三五”期間,取消和推遲煤電建設(shè)項(xiàng)目1.5億千瓦以上,力爭淘汰火電落后產(chǎn)能2000萬千瓦以上。節(jié)能減排方面,要求新建燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗低于300克標(biāo)煤/千瓦時(shí),現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組經(jīng)改造平均供電煤耗低于310克標(biāo)煤/千瓦時(shí)?;痣姍C(jī)組二氧化硫和氮氧化物年排放總量均力爭下降50%以上。30萬千瓦級(jí)以上具備條件的燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)超低排放,煤電機(jī)組二氧化碳排放強(qiáng)度下降到865克/千瓦時(shí)左右?;痣姀S廢水排放達(dá)標(biāo)率實(shí)現(xiàn)100%。

        1.1.3 控制污染物排放許可制開始實(shí)施,污染物治理管理進(jìn)入新階段

        2016年11 月,國務(wù)院印發(fā)《控制污染物排放許可制實(shí)施方案》。根據(jù)方案將分行業(yè)推進(jìn)排污許可管理,逐步實(shí)現(xiàn)排污許可證全覆蓋。率先對(duì)火電、造紙行業(yè)企業(yè)核發(fā)排污許可證,2017年完成“大氣十條”和“水十條”重點(diǎn)行業(yè)及產(chǎn)能過剩行業(yè)企業(yè)排污許可證的核發(fā)。

        2016年12 月,環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《排污許可證管理暫行規(guī)定》,從國家層面統(tǒng)一了排污許可管理的相關(guān)規(guī)定,主要用于指導(dǎo)當(dāng)前各地排污許可證申請、核發(fā)等工作,是實(shí)現(xiàn)2020年排污許可證覆蓋所有固定污染源的重要支撐,同時(shí)為下一步國家制定出臺(tái)排污許可條例奠定基礎(chǔ)。

        1.1.4 工業(yè)鍋爐發(fā)展環(huán)境

        自2013年國家出臺(tái)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以來,又連續(xù)出臺(tái)了《燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實(shí)施方案》《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃》《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃》《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》等一系列針對(duì)工業(yè)鍋爐的節(jié)能環(huán)保提效政策方案。2016年,各地也出臺(tái)了多項(xiàng)政策推動(dòng)工業(yè)鍋爐治理。

        北京:《高污染燃料禁燃區(qū)劃定方案》(試行)、《燃?xì)猓ㄓ停╁仩t低氮改造以獎(jiǎng)代補(bǔ)紫荊管理辦法》、《北京市2013~2017年加快壓減燃煤和清潔能源建設(shè)工作方案》。

        天津:《天津市2016年小工廠小作坊燃煤污染治理工作方案》《2016年“三小”燃煤污染治理專項(xiàng)資金補(bǔ)貼方案》《〈 關(guān)于“四清一綠”行動(dòng)2016年重點(diǎn)工作的實(shí)施意見〉的通知》。

        河北:《河北省燃煤鍋爐治理實(shí)施方案》(到2017年全省將淘汰燃煤鍋爐11071臺(tái))、《河北省推進(jìn)燃煤工業(yè)鍋爐改造行動(dòng)計(jì)劃》《保定市大氣污染防治三年攻堅(jiān)行動(dòng)及2016年重點(diǎn)工作》《邢臺(tái)市城區(qū)原煤散燒治理實(shí)施方案》。

        山東:《關(guān)于加快推進(jìn)燃煤機(jī)組(鍋爐)超低排放的指導(dǎo)意見》(積極推進(jìn)燃煤鍋爐超低排放改造);《山東省燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實(shí)施方案》(下發(fā)2016~2017年燃煤鍋爐改造計(jì)劃)。

        陜西:《關(guān)中地區(qū)2015~2017年燃煤消費(fèi)減量替代工作實(shí)施方案》《陜西省“治污降霾——保衛(wèi)藍(lán)天”五年行動(dòng)計(jì)劃(2013~2017年)》(部署全省燃煤電廠超低排放改造及下達(dá)2016年關(guān)中地區(qū)改造計(jì)劃的通知)。

        河南:《治理燃煤污染攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》《河南省電能替代工作實(shí)施方案(2016~2020年)》《2016年河南省各地煤鍋爐改造補(bǔ)貼政策》《河南省2015年燃煤鍋爐拆除改造方案》《河南省電能替代工作實(shí)施方案(2016~2020年)》。

        浙江:《高污染燃料小鍋爐淘汰改造實(shí)施方案》《燃煤鍋(窯)爐清潔化改造專項(xiàng)補(bǔ)助資金管理辦法》《“無燃煤區(qū)”建設(shè)實(shí)施方案》。

        廣東:《鍋爐污染整治實(shí)施方案(2016~2018年)》《能源行業(yè)加強(qiáng)大氣污染防治工作方案的通知》《廣東省大氣污染防治行動(dòng)方案(2014~2017年)》。

        湖北武漢:《人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)武漢市2016年擁抱藍(lán)天行動(dòng)方案的通知》《武漢市大氣污染防治強(qiáng)化措施》《市人民政府關(guān)于印發(fā)武漢市改善空氣質(zhì)量動(dòng)計(jì)劃(2013~2017年)的通知》。

        1.2 脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

        1.2.1 火電行業(yè)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

        根據(jù)中電聯(lián)發(fā)布的《2016年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)一覽表》,截至2016年底,全國發(fā)電裝機(jī)容量共計(jì)164,575萬千瓦(新增12,061萬千瓦);其中,火電裝機(jī)容量105,388萬千瓦(新增4836萬千瓦),包括燃煤裝機(jī)容量94,259萬千瓦、燃?xì)庋b機(jī)容量7008萬千瓦。

        根據(jù)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)總結(jié)的數(shù)據(jù):2016年新建投運(yùn)火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量約5000萬千瓦,投運(yùn)火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量約9000萬千瓦。根據(jù)該委員會(huì)統(tǒng)計(jì),截至2016年底,全國已投運(yùn)火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量約84,800萬千瓦,占全國火電機(jī)組容量的80.5%,占全國煤電機(jī)組容量的90.0%;已投運(yùn)火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量約86,400萬千瓦,占全國火電機(jī)組容量的82%,占全國煤電機(jī)組容量的91.7%。

        2016年,國內(nèi)燃煤電站脫硫脫硝行業(yè)全面進(jìn)入超低排放改造的高峰,脫硫脫硝行業(yè)營業(yè)收入的大部分工程都來自于電力行業(yè)的超低排放改造,燃煤電站超低排放新建和改造竣工9600千瓦。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部部長的講話,截至2016年底,全國燃煤電站超低排放改造竣工4.25億千瓦,完成全國計(jì)劃6.8億千瓦的63%。

        中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)根據(jù)中電聯(lián)節(jié)能環(huán)保分會(huì)2015年的數(shù)據(jù)與委員會(huì)自己的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,2016年國內(nèi)脫硫脫硝行業(yè)部分主要企業(yè)運(yùn)營情況見表1;2016年投運(yùn)的煙氣脫硫技改工程機(jī)組容量情況見表2;2016年底累計(jì)投運(yùn)的煙氣脫硫新建工程機(jī)組容量情況見表3;2016年投運(yùn)的火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量情況見表4;2016年底累計(jì)投運(yùn)的火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量情況見表5。

        表1 2016年投運(yùn)的煙氣脫硫新建工程機(jī)組容量情況(按2016 年投運(yùn)的煙氣脫硫新建機(jī)組容量大小排序)

        表2 2016年投運(yùn)的煙氣脫硫技改工程機(jī)組容量情況(按2016年投運(yùn)的煙氣脫硫技改工程機(jī)組容量大小排序)

        表3 2016年底累計(jì)投運(yùn)的煙氣脫硫新建工程機(jī)組容量情況(按2016年底累計(jì)投運(yùn)的煙氣脫硫新建工程機(jī)組容量大小排序)

        序號(hào) 脫硫公司名稱 累計(jì)投運(yùn)容量(MW)9浙江天地環(huán)保工程有限公司 30,390 10 同方環(huán)境股份有限公司 26,512 11 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 20,340 12 北京清新環(huán)境技術(shù)股份有限公司 18,250 13 浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司 14,789 14 浙江藍(lán)天求是環(huán)保股份有限公司 10,205 15 永清環(huán)保股份有限公司 7585 16 江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保股份有限公司 6631 17 廣州市天賜三和環(huán)保工程有限公司 5228 18 湖南麓南脫硫脫硝科技有限公司 2251 19 中鋼集團(tuán)天澄環(huán)??萍脊煞萦邢薰?1335 20 江蘇科行環(huán)保科技有限公司 1150 21 江蘇新中環(huán)保股份有限公司 1012 22 上海電氣電站環(huán)保工程有限公司 660 23 山東泰開環(huán)??萍加邢薰?212 24 浙江德創(chuàng)環(huán)??萍脊煞萦邢薰?135

        表4 2016年投運(yùn)的火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量情況(按2016年投運(yùn)的煙氣脫硝工程機(jī)組容量大小排序)

        表5 2016年底累計(jì)投運(yùn)的火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量情況(按2016年底累計(jì)投運(yùn)的煙氣脫硝機(jī)組容量大小排序)

        序號(hào) 脫硝公司名稱 累計(jì)投運(yùn)容量(MW)采用的脫硝方法及所占比例(%)25 廣州市天賜三和環(huán)保工程有限公司 1105 SCR 90.95 SNCR+SCR 9.05 26 中鋼集團(tuán)天澄環(huán)??萍脊煞萦邢薰?690 SCR 100 27 山西同煤電力環(huán)??萍加邢薰?600 SCR 100 27 永清環(huán)保股份有限公司 600 SCR 100 29 江蘇新世紀(jì)江南環(huán)保股份有限公司 345 SCR 52.17 SNCR 47.83 30 湖南麓南脫硫脫硝科技有限公司 250 SNCR 100 31 江蘇新中環(huán)保股份有限公司 200 SNCR 100 32 山東泰開環(huán)保科技有限公司 36 SNCR 100

        2016年國內(nèi)的脫硝催化劑出貨量約9萬立方米,絕大部分是超低排放改造帶來的需求。主要生產(chǎn)廠家有:江蘇龍?jiān)创呋瘎┯邢薰?、大唐南京環(huán)??萍加邢挢?zé)任公司、國家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保催化劑有限公司、成都東方凱特瑞環(huán)保催化劑有限責(zé)任公司、浙江德創(chuàng)環(huán)保科技有限公司、河南康寧特環(huán)??萍脊煞萦邢薰尽⑸綎|天璨環(huán)??萍加邢薰镜?。2016年,除大唐南京環(huán)??萍加邢挢?zé)任公司建設(shè)了催化劑再生項(xiàng)目外,其它主要廠家都沒有擴(kuò)建產(chǎn)能。所以,主要廠家產(chǎn)能與2015年基本一致。2016年SCR脫硝催化劑生產(chǎn)產(chǎn)能情況見表6。

        表6 2016年火電廠煙氣脫硝催化劑生產(chǎn)廠家產(chǎn)能情況

        1.2.2 鋼鐵行業(yè)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

        國家統(tǒng)計(jì)局2017年1月公布的最新數(shù)據(jù)顯示,2016年全國粗鋼產(chǎn)量80,837萬噸,增長1.2%;生鐵產(chǎn)量70,074萬噸,增長0.7%;鋼材產(chǎn)量113,801萬噸,增長2.3%。2016年粗鋼產(chǎn)量略微超過2015年的80,382.3萬噸。截至10月底,我國已提前完成4500萬噸的鋼鐵去產(chǎn)能年度任務(wù),2016年完成化解鋼鐵過剩產(chǎn)能6500萬噸以上,其中央企1020萬噸,地方國企1600萬噸,合計(jì)占40%。

        鋼鐵行業(yè)的二氧化硫(SO2)年排放量僅次于燃煤電力,居第二位,占全國SO2總排放量的10%。鋼鐵生產(chǎn)過程排放的SO2主要來源于燒結(jié)、煉焦和動(dòng)力生產(chǎn)。燒結(jié)工序外排SO2占鋼鐵生產(chǎn)總排放量的60%以上,在長流程生產(chǎn)工藝中占總排放量的85%以上,是鋼鐵行業(yè)SO2的主要排放源。燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后,在高溫下燒結(jié)成型過程中產(chǎn)生的含塵廢氣,與燃煤鍋爐煙氣相比,具有成分復(fù)雜,煙氣量波動(dòng)大(±40%),溫度波動(dòng)大(120℃ ~185℃),含水量大(8%~13%),含氧量高(14%~18%)等特點(diǎn),這增加了燒結(jié)煙氣的治理難度。燒結(jié)煙氣脫硫是鋼鐵行業(yè)減排SO2的重點(diǎn)。按照《鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28662~2012)規(guī)定新建燒結(jié)機(jī)煙氣SO2的排放限值為200mg/m3,其中京津冀、長三角和珠三角等大氣污染物特別排放限值地域,SO2的排放限值為180mg/m3;顆粒物的排放限值為50mg/m3;新增氮氧化物(NOx)排放限值為300mg/m3和二英為0.5ng-TEQ/m3。加強(qiáng)鋼鐵燒結(jié)煙氣污染排放控制勢在必行,鋼鐵燒結(jié)企業(yè)都配套有除塵裝置,目前已發(fā)展到關(guān)注脫硫的階段。

        全國現(xiàn)有各種規(guī)模燒結(jié)機(jī)1240余臺(tái),截至2012年底,已建及在建脫硫裝置不足1/3。與燃煤電力行業(yè)煙氣脫硫相比,已投運(yùn)的燒結(jié)煙氣脫硫裝置在不同程度上存在同步運(yùn)行率較低的問題。從2016年鋼鐵行業(yè)脫硫脫硝現(xiàn)狀來看,脫硫脫硝設(shè)施的安裝率在90%以上,但市場混亂,簡單模仿、低質(zhì)低價(jià)、惡性競爭現(xiàn)象普遍;防腐、外保溫、副產(chǎn)物處理等環(huán)節(jié)缺失;設(shè)施運(yùn)行效果不好,普遍缺乏有效的運(yùn)營維護(hù),設(shè)備故障率高,投運(yùn)率低。

        控制燒結(jié)工序SO2排放主要有三種方法:原料控制、燒結(jié)過程控制和燒結(jié)煙氣脫硫。其中,燒結(jié)煙氣脫硫被認(rèn)為是控制SO2污染最切實(shí)可行的方法。煙氣脫硫工藝按脫硫產(chǎn)物的形態(tài)可分為濕法、半干法和干法三類。濕法脫硫是利用濕態(tài)吸收劑吸收煙氣中的SO2,脫硫產(chǎn)物為濕態(tài),主要有石灰石-石膏法、氨法、雙堿法和氧化鎂法等。半干法脫硫是向反應(yīng)器內(nèi)噴入吸收劑漿液或者同時(shí)噴入吸收劑與水霧,利用煙氣顯熱蒸發(fā)吸收產(chǎn)物中的水分,最終產(chǎn)物為粉狀,主要有循環(huán)流化床法(CFB)、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(Spray DryingAdsorption-SDA)等。

        石灰石-石膏法、氨法、氧化鎂法和雙堿法總投運(yùn)燒結(jié)煙氣脫硫裝置303套,占全國總投運(yùn)套數(shù)的78%,CFB法和SDA法投運(yùn)48套,占比為12%。這說明,工程應(yīng)用數(shù)量大于5套的6種脫硫工藝占全國總投運(yùn)套數(shù)的90%。隨著燒結(jié)機(jī)面積的增加,即處理煙氣量的增加,石灰石-石膏法、雙堿法、氨法和氧化鎂法等濕法脫硫工藝應(yīng)用的比例降低,CFB法和SDA法等半干法脫硫工藝應(yīng)用的比例逐漸升高。

        按照中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)2016年5月發(fā)布的《2016版中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展報(bào)告》中的數(shù)據(jù),中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)主要會(huì)員企業(yè)平均噸鋼能耗為572千克標(biāo)煤;噸鋼耗新水量為3.25立方米;噸鋼二氧化硫排放量為0.74千克;噸鋼化學(xué)需氧量為22克。以此計(jì)算,2016年鋼鐵行業(yè)化解產(chǎn)能6500萬噸,帶來的節(jié)能環(huán)保效益巨大,全年共計(jì)減少煤耗3718萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少耗新水量2.11億立方米,減少二氧化硫排放量4.81萬噸,減少化學(xué)需氧量1430噸。

        1.2.3 水泥行業(yè)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

        根據(jù)國家發(fā)展改革委員會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)節(jié)局子站數(shù)據(jù),2016年,全國水泥產(chǎn)量240,295萬噸,同比增長2.5%(上年為下降4.9%);商品混凝土產(chǎn)量179,200萬立方米,增長7.4%,增速同比提高5.3個(gè)百分點(diǎn)。

        雖然供給側(cè)改革進(jìn)程不斷提速,但2016年產(chǎn)能化解重點(diǎn)更多集中在煤炭及鋼鐵行業(yè),水泥行業(yè)產(chǎn)能不降反升,但增速放緩。據(jù)中國水泥網(wǎng)統(tǒng)計(jì),2016年,全國新增20條新型干法水泥熟料生產(chǎn)線,累計(jì)新增熟料產(chǎn)能2737.3萬噸,較2015年的新增產(chǎn)能總量減少超21%,新增產(chǎn)能連續(xù)第六年呈遞減走勢。

        以噸水泥綜合煤耗100千克計(jì)算,2016年水泥行業(yè)新增的約2700萬噸產(chǎn)能帶來了新增煤耗270萬噸。按照《全國污染源普查工業(yè)污染物核算手冊》,2016年水泥行業(yè)新增煤耗共產(chǎn)生2.3萬噸二氧化硫、2萬噸氮氧化物。

        從2016年水泥行業(yè)脫硫脫硝現(xiàn)狀來看,水泥行業(yè)脫硝裝置安裝率超過85%,但是排放標(biāo)準(zhǔn)寬松,SNCR技術(shù)在水泥行業(yè)脫硝應(yīng)用廣泛,但脫硝效率不高,同時(shí)還存在氨逃逸的隱患。

        鋼鐵、水泥行業(yè)環(huán)保市場一方面具有極為廣闊的開拓潛力,鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)脫硫裝置安裝率超過70%,脫硝基本未展開;水泥行業(yè)脫硝裝置安裝率超過80%,SNCR技術(shù)在水泥行業(yè)脫硝應(yīng)用廣泛,但脫硝效率不高,同時(shí)還存在氨逃逸的隱患。另一方面,鋼鐵、水泥行業(yè)陷入產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的危機(jī),整個(gè)行業(yè)盈利能力低,無法支付環(huán)保工程建設(shè)及運(yùn)維費(fèi)用。

        1.2.4 工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐

        根據(jù)國家發(fā)展改革委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2016年全國自備電廠裝機(jī)容量超過1.1億千瓦,約占當(dāng)年全國總發(fā)電裝機(jī)容量的8%,鍋爐數(shù)量約2000臺(tái)。自備電廠主要集中在鋼鐵、電解鋁、石油化工、水泥等高耗能行業(yè),主要分布在資源富集地區(qū)和部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)。機(jī)組類型以燃煤機(jī)組為主,燃煤自備機(jī)組占70%以上。“十二五”期間納入統(tǒng)計(jì)的動(dòng)力鍋爐共178臺(tái),其中燃煤鍋爐134臺(tái)、燃油氣鍋爐44臺(tái),截至2015年已關(guān)?;蛲S萌济哄仩t36臺(tái)、燃油氣鍋爐12臺(tái)。其中完成鍋爐煙氣脫硫改造的13臺(tái)、脫硝改造的35臺(tái)。自備電廠環(huán)保改造可直接沿用火電行業(yè)燃煤機(jī)組脫硫技術(shù),無需或只需較少改動(dòng),市場前景巨大。石油煉化行業(yè)催化裂化裝置的煙氣尾氣治理是目前重點(diǎn)環(huán)保監(jiān)控指標(biāo)。國家于2015年發(fā)布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,要求國內(nèi)新建煉油裝置自2015年7月1日起、現(xiàn)有裝置自2017年7月1日起,催化裂化再生煙氣中二氧化硫、氮氧化物、顆粒物含量分別低于100、200、50mg/m3。對(duì)于重點(diǎn)污染地區(qū)的控制指標(biāo)更加嚴(yán)格,要求低于50、100、30mg/m3。在如此嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)下,煉油裝置煙氣排放增設(shè)脫硫脫硝系統(tǒng)已成為必然趨勢。

        2015年中國工業(yè)鍋爐年產(chǎn)量約2100臺(tái),合40萬噸蒸發(fā)量。目前,國內(nèi)各種工業(yè)鍋爐約47萬臺(tái),預(yù)計(jì)除京津冀等地少數(shù)工業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)煤改氣外,其余絕大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍然是燃煤。2014年10月,國家發(fā)展改革委員會(huì)等部委就燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實(shí)施方案出臺(tái)文件。根據(jù)文件要求,地級(jí)及以上城市建成區(qū)禁止新建20噸/時(shí)以下的燃煤鍋爐,其他地區(qū)原則上不得新建10噸/時(shí)及以下的燃煤鍋爐;新生產(chǎn)和安裝使用的20噸/時(shí)及以上燃煤鍋爐應(yīng)安裝高效脫硫和高效除塵設(shè)施;提升在用燃煤鍋爐脫硫除塵水平,10噸/時(shí)及以上的燃煤鍋爐要開展煙氣高效脫硫、除塵改造,主要地區(qū)全部按照特別排放限值管理。目前,大部分地區(qū)對(duì)工業(yè)燃煤鍋爐的需求水平依然較高,同時(shí)要求對(duì)工業(yè)燃煤鍋爐進(jìn)行超低排放改造,2020年之前環(huán)保改造需求旺盛?,F(xiàn)階段針對(duì)工業(yè)燃煤鍋爐進(jìn)行的環(huán)保改造缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理的技術(shù),急需適合中小鍋爐脫硫脫硝除塵的技術(shù)。

        1.2.5 海外燃煤污染物控制市場需求成為熱點(diǎn)

        目前,很多中國企業(yè)積極介入印度市場。火力發(fā)電(燃煤、燃?xì)夂腿加停┦怯《鹊闹饕娏碓?,?jù)統(tǒng)計(jì),截至2016年6月底,印度總裝機(jī)容量約2億千瓦,火力發(fā)電約占70%,其中燃煤電站裝機(jī)容量約占61.44%?,F(xiàn)行燃煤機(jī)組的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)較低,為SO2:200mg/Nm3、NOx:300mg/Nm3、塵:50mg/Nm3。大量電廠沒有安裝相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施。印度政府于2016年初頒布了新的環(huán)保政策,印度發(fā)電委員會(huì)也發(fā)布了嚴(yán)格的環(huán)保措施與法規(guī),要求從2017年開始,燃煤電廠必須安裝脫硫脫硝裝置,大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)提高到SO2:100mg/Nm3、NOx:100mg/Nm3、塵:30mg/Nm3。在嚴(yán)格的環(huán)保政策法規(guī)要求下,預(yù)計(jì)在2017年印度全國將有8000MW燃煤機(jī)組需要安裝環(huán)保設(shè)備,2018年將有11,000MW的機(jī)組需要安裝環(huán)保設(shè)備,電力環(huán)保市場將迎來井噴式發(fā)展。

        2 市場特點(diǎn)及重要?jiǎng)討B(tài)

        2.1 超低排放全面提速

        2014年被稱作脫硫脫硝行業(yè)的“超低排放”元年,明確了“超低排放”的概念,開始了最初的嘗試。2015年則是各種脫硫脫硝技術(shù)路線在各種容量等級(jí)機(jī)組上的探索與推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年全國煤電超低排放改造助力電力行業(yè)減排成效顯著,煙塵、二氧化硫、氮氧化物與此前排放峰值相比,分別下降了93.3%、85.2%、82.0%。

        2016年,“超低排放”改造結(jié)束了蹣跚學(xué)步,開始奔跑。超低排放改造時(shí)限提前,東、中、西部地區(qū)滿足改造條件的燃煤電廠要分別于2017年、2018年、2020年前完成相應(yīng)改造工作。國家能源局、環(huán)境保護(hù)部于6月28日發(fā)布《關(guān)于印發(fā)2016年各省(區(qū)、市)煤電超低排放和節(jié)能改造目標(biāo)任務(wù)的通知》,將改造任務(wù)分解細(xì)化。地方政府則通過出臺(tái)相關(guān)配套政策,提高煤電企業(yè)改造積極性:《山東省燃煤機(jī)組(鍋爐)超低排放績效審核和獎(jiǎng)勵(lì)辦法(試行)》按照機(jī)組改造減排量與逐年“退坡”的獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn),給予當(dāng)?shù)仄髽I(yè)總額超過2.8億元的獎(jiǎng)勵(lì)資金;《山西省燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造項(xiàng)目省級(jí)獎(jiǎng)補(bǔ)資金管理暫行辦法》以機(jī)組容量與脫硫系統(tǒng)改造方式確定投資標(biāo)準(zhǔn),對(duì)2017年底前完成改造的機(jī)組給予相應(yīng)獎(jiǎng)補(bǔ)資金。

        政策的出臺(tái)讓早先對(duì)于超低排放的反對(duì)與質(zhì)疑聲迅速減少。盡管超低排放在技術(shù)細(xì)節(jié)的規(guī)范、監(jiān)測及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、各地改造經(jīng)濟(jì)性與必要性等方面仍存在可以討論與改善的空間,但當(dāng)風(fēng)能、太陽能等清潔可再生能源發(fā)電成本不斷降低,開始侵蝕原先屬于煤電的市場份額時(shí),“將自己打造為比燃?xì)獍l(fā)電還清潔的電源”已成為煤電謀求生存必須要走的道路。一年時(shí)間,已有越來越多的燃煤電廠實(shí)現(xiàn)了“全廠超低排放”。

        環(huán)保改造在電力行業(yè)的強(qiáng)力推行也激發(fā)了環(huán)保行業(yè)的活力。多元化的技術(shù)路線讓電廠有了更多選擇,激烈的市場競爭下,環(huán)保改造成本不斷降低,同時(shí)促進(jìn)了環(huán)保行業(yè)整體水平提高。隨著超低排放改造在電力行業(yè)內(nèi)的迅速成熟,環(huán)保行業(yè)的未來或?qū)⒁葡蛉济弘姀S的三氧化硫、汞、廢水、固廢排放,并逐漸向非電行業(yè)延伸。

        據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2016年底,國電集團(tuán)共121臺(tái)、5221萬千瓦燃煤機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低排放,占在運(yùn)燃煤機(jī)組總裝機(jī)的52.6%;華能集團(tuán)累計(jì)6921萬千瓦機(jī)組完成超低排放改造,占煤電裝機(jī)的59%;大唐集團(tuán)完成88臺(tái)機(jī)組超低排放改造,累計(jì)超低排放機(jī)組數(shù)量達(dá)到157臺(tái),容量6454.5萬千瓦,占在役煤電機(jī)組容量的67.8%;華電集團(tuán)全年新增超低排放機(jī)組3418萬千瓦,累計(jì)達(dá)4532萬千瓦,占到了煤電裝機(jī)的51%;國家電投集團(tuán)超低排放機(jī)組裝機(jī)容量3557.8萬千瓦,超低排放機(jī)組占煤電裝機(jī)比例為52.25%;國華電力共計(jì)47臺(tái)燃煤機(jī)組實(shí)現(xiàn)超低排放,超低排放機(jī)組容量達(dá)2719萬千瓦,占燃煤機(jī)組裝機(jī)的75%。

        2.2 技術(shù)同質(zhì)化加速,火電脫硫脫硝市場進(jìn)入“紅海階段”

        當(dāng)前,環(huán)保行業(yè)發(fā)展進(jìn)入快速期。首先,環(huán)保法規(guī)、監(jiān)管進(jìn)入史上最嚴(yán)時(shí)期,新環(huán)保法的出臺(tái)使環(huán)??己烁有姓?、處罰更加合理化;其次,投資空前高漲,數(shù)據(jù)顯示“十三五”期間環(huán)保產(chǎn)業(yè)總投資預(yù)計(jì)超17萬億元,是“十二五”期間的兩倍以上,而“氣十條”等政策“紅包”將直接撬動(dòng)萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)風(fēng)口;再次,環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)密集醞釀出臺(tái),PPP、第三方治理、環(huán)境稅、服務(wù)性環(huán)境監(jiān)測等政策理念正在改變著環(huán)保市場格局。在這種局勢下,帶來的是環(huán)保產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速增長。

        然而在火電脫硫脫硝領(lǐng)域,技術(shù)同質(zhì)化特點(diǎn)愈發(fā)突出。根據(jù)2016年發(fā)布的《火電廠污染防治技術(shù)政策》,火電廠煙氣脫硫技術(shù)主要選用石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)、氨法煙氣脫硫技術(shù)、海水法煙氣脫硫技術(shù)、煙氣循環(huán)流化床法脫硫技術(shù);火電廠氮氧化物治理應(yīng)采用低氮燃燒技術(shù)與煙氣脫硝技術(shù)配合使用的技術(shù)路線,煤粉鍋爐煙氣脫硝宜選用選擇性催化還原技術(shù)(SCR);循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝宜選用非選擇性催化還原技術(shù)(SNCR)。相對(duì)成熟的脫硫脫硝技術(shù)導(dǎo)致了產(chǎn)能過剩、低價(jià)競爭加劇的局面,使得火電脫硫脫硝市場已成為不折不扣的“紅?!?。

        “紅海階段”下,為更好滿足更高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求、深耕脫硫脫硝市場,需要積累技術(shù)優(yōu)勢,完成技術(shù)升級(jí),形成核心競爭力脫離“紅?!?。同時(shí),隨著供給側(cè)改革的大力開展,監(jiān)管力度的不斷加大,未來只有進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)升級(jí)、工藝技術(shù)路徑領(lǐng)先的企業(yè)才能符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

        3 脫硫脫硝行業(yè)發(fā)展存在的主要問題

        3.1 電力行業(yè)脫硫脫硝發(fā)展存在的主要問題

        3.1.1 電力市場“雙低雙降”競爭壓力傳導(dǎo)到火電環(huán)保產(chǎn)業(yè)

        按照“三去一降一補(bǔ)”的改革思路,要求優(yōu)化新建火電建設(shè)時(shí)序,取消一批,緩核一批,緩建一批和停建火電項(xiàng)目,新增投產(chǎn)規(guī)模控制在2億千瓦以內(nèi)。對(duì)于現(xiàn)有火電機(jī)組要求,淘汰落后產(chǎn)能:逐步淘汰不符合環(huán)保、能效等要求且不實(shí)施改造的30萬千瓦以下、運(yùn)行滿20年以上純凝機(jī)組、25年及以上的抽凝熱電機(jī)組,力爭淘汰落后產(chǎn)能2000萬千瓦。而從電力市場角度,降電價(jià)、降利用小時(shí)數(shù)、電量低增長、機(jī)組低負(fù)荷的“雙低雙降”通道將持續(xù)延伸,發(fā)電企業(yè)的市場競爭壓力勢必傳導(dǎo)到火電環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

        近年來電力行業(yè)總發(fā)電量持續(xù)增加,未來隨著裝機(jī)規(guī)模及下游需求的增加,電力行業(yè)總發(fā)電量將繼續(xù)增加;在火電發(fā)電量方面,近年來火電發(fā)電量的增速受用電需求及其他能源發(fā)電擠壓影響波動(dòng)較大。2016年以來,受國家控制煤電裝機(jī)規(guī)模及下游需求小幅回暖影響,火電發(fā)電量降幅同比有所收窄。近年來火電發(fā)電量在電力總發(fā)電量中的占比均達(dá)到70%以上,但隨著非化石能源發(fā)電的不斷發(fā)展,火電發(fā)電量占比呈逐年下降趨勢,預(yù)計(jì)未來占比將進(jìn)一步降低。

        中電聯(lián)公布的一組發(fā)電利用小時(shí)數(shù)據(jù)顯示,2016年1~8月,全國規(guī)模以上電廠發(fā)電量38,772億千瓦時(shí),同比增長3.0%,增速比上年同期提高2.5個(gè)百分點(diǎn)。其中,全國規(guī)模以上電廠火電發(fā)電量28,639億千瓦時(shí),同比下降0.5%,降幅比上年同期收窄1.7個(gè)百分點(diǎn)。各省份中,火電發(fā)電量同比增長超過5%的有7個(gè)省,分別為北京(11.8%)、安徽(9.3%)、浙江(6.3%)、陜西(6.0%)、山東(5.4%)、新疆(5.3%)和江蘇(5.2%);全國有19個(gè)省份火電發(fā)電量出現(xiàn)負(fù)增長,其中,福建(-22.6%)、湖南(-21.2%)同比下降超過20%。

        從設(shè)備利用率看,受火電裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大、其他能源發(fā)電方式擠壓以及下游用電需求低迷的影響,近幾年全國火電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)持續(xù)維持較低水平;2016年以來,受國家嚴(yán)格控制煤電新增規(guī)模以及全社會(huì)用電量增速同比小幅提高影響,火電設(shè)備利用小時(shí)降幅收窄;分區(qū)域看,華東和華北地區(qū)火電設(shè)備年平均利用小時(shí)數(shù)較高,西南地區(qū)年平均利用小時(shí)數(shù)最低;考慮到目前整體用電需求提振有限,加之前兩年火電投資項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)以及非化石能源裝機(jī)規(guī)模的增加,預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi),火電設(shè)備利用率將繼續(xù)維持在較低水平。

        受宏觀經(jīng)濟(jì)及電源投資的周期變化影響,我國火電機(jī)組利用小時(shí)也呈現(xiàn)周期性變化。2012年以來,我國經(jīng)濟(jì)增速下降導(dǎo)致用電需求增速放緩。截至2015年底,我國火電裝機(jī)容量達(dá)到100,554萬千瓦,較上年增長8.87%,火電發(fā)電量達(dá)到42,307億千瓦時(shí),較上年增長0.08%,火電發(fā)電量增速遠(yuǎn)小于火電裝機(jī)容量增速。受此影響,2015年,全國發(fā)電設(shè)備累計(jì)平均利用小時(shí)為3969小時(shí),同比減少163小時(shí),是1978年以來的最低水平。其中,火電利用小時(shí)為4364小時(shí),較上年減少375個(gè)小時(shí)。2016年1~8月,全國發(fā)電設(shè)備累計(jì)平均利用小時(shí)為2507小時(shí),同比減少173小時(shí)。其中,全國火電設(shè)備平均利用小時(shí)為2727小時(shí),同比減少228小時(shí)。

        從煤炭供應(yīng)角度看,受煤炭行業(yè)去產(chǎn)能政策的影響,動(dòng)力煤價(jià)格自2016年初連續(xù)上漲,火電企業(yè)成本大幅增加;隨著2016年下半年煤炭去產(chǎn)能的力度和速度進(jìn)一步加大,電煤供給側(cè)會(huì)繼續(xù)相對(duì)緊張,考慮到國家相關(guān)部門在煤價(jià)漲幅過大或庫存過低的情況下將會(huì)釋放部分產(chǎn)能來平抑價(jià)格波動(dòng),預(yù)計(jì)2016年下半年煤價(jià)增速可能會(huì)略有放緩,但是上漲的趨勢仍不變;盡管2016年動(dòng)力煤價(jià)上漲觸發(fā)2017年初煤電聯(lián)動(dòng)上調(diào)電價(jià)的可能性較大,但考慮到在目前中國經(jīng)濟(jì)處于低迷時(shí)期、國家努力降低工商業(yè)用電價(jià)格的大環(huán)境下,即使2016年煤價(jià)上漲至煤電聯(lián)動(dòng)觸發(fā)點(diǎn),預(yù)計(jì)上網(wǎng)電價(jià)調(diào)整的可能性也不大;在電煤成本上升、上網(wǎng)電價(jià)不調(diào)整的情況下,預(yù)計(jì)未來一段時(shí)期內(nèi)火電企業(yè)成本或?qū)⒓哟?,盈利空間將被進(jìn)一步壓縮。

        在火電企業(yè)的所有成本中,煤炭成本約占60%,煤價(jià)的上漲對(duì)電廠的成本有著重要影響。據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年,中國約有18.4億噸的煤炭用于發(fā)電,煤炭價(jià)格每噸漲10元,對(duì)發(fā)電企業(yè)而言,就會(huì)增加180億元的成本。雖然2016年上半年煤炭去產(chǎn)能未能完成2016年全年煤炭減產(chǎn)目標(biāo)的一半,但煤炭減產(chǎn)已經(jīng)使煤價(jià)上漲超出預(yù)期。同時(shí),據(jù)秦皇島煤炭網(wǎng)分析顯示,環(huán)渤海港口煤炭庫存水平繼續(xù)保持在相對(duì)低位,沿海六大電廠庫存也在持續(xù)下降,庫存水平創(chuàng)2013年以來新低,階段性的需求高峰暫時(shí)還在持續(xù)。據(jù)2016年10月19日數(shù)據(jù),環(huán)渤海地區(qū)5500大卡動(dòng)力煤價(jià)平均價(jià)格報(bào)收577元/噸,較年初上漲217元/噸,漲幅60.28%,已連續(xù)十六期上漲,繼續(xù)刷新年內(nèi)最高紀(jì)錄。受到煤價(jià)大幅上漲影響,火電企業(yè)績同比下滑,盈利能力受到極大影響。

        同時(shí),電價(jià)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化,燃煤上網(wǎng)電價(jià)自1月1日下調(diào)3分錢/千瓦時(shí),新的煤電價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制已經(jīng)發(fā)布,直供電量、交易電量比重越來越大,競爭越來越激烈,降電價(jià)已成為縮減工商業(yè)成本的“重頭戲”,火電企業(yè)盈利空間受到進(jìn)一步壓縮。

        隨著《煤電環(huán)保污染第三方治理指導(dǎo)意見》的出臺(tái),節(jié)能環(huán)保投入將增加,而機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷不高已成常態(tài),剛性成本不斷上升,發(fā)電量逐步下降,資產(chǎn)回報(bào)率回落明顯,“增裝機(jī)不增電量,增投資不增收益”的情況成為火電企業(yè)普遍遇到的難題。

        3.1.2 火電脫硫脫硝升級(jí)改造市場面臨快速萎縮

        《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》部署:“十三五”期間,火電機(jī)組二氧化硫和氮氧化物排放總量均力爭下降50%以上,30萬千瓦級(jí)以上具備條件的燃煤機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)超低排放。此外,還要求燃煤機(jī)組二氧化碳排放強(qiáng)度下降到865克每千瓦時(shí)左右,火電廠廢水排放達(dá)標(biāo)率實(shí)現(xiàn)100%?!丁笆濉鄙鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中也將二氧化硫、氮氧化物排放量納入約束性指標(biāo)。全面實(shí)施燃煤機(jī)組超低排放與節(jié)能改造,推廣應(yīng)用清潔高效煤電技術(shù),嚴(yán)格執(zhí)行能效環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化發(fā)電廠污染物排放監(jiān)測。2020年煤電機(jī)組平均供電煤耗控制在每千瓦時(shí)310克以下,其中新建機(jī)組控制在300克以下,二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放濃度分別不高于每立方米35毫克、50毫克、10毫克。節(jié)能減排改造方面,“十三五”期間完成煤電機(jī)組超低排放改造4.2億千瓦,節(jié)能改造3.4億千瓦。其中:2017年前總體完成東部11省市現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用煤電機(jī)組、10萬千瓦及以上自備煤電機(jī)組超低排放改造;2018年前基本完成中部8省現(xiàn)役30萬千瓦及以上煤電機(jī)組超低排放改造;2020年前完成西部12省區(qū)市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)現(xiàn)役30萬千瓦及以上煤電機(jī)組超低排放改造。不具備改造條件的機(jī)組實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,對(duì)經(jīng)整改仍不符合要求的,由地方政府予以淘汰關(guān)停。東部、中部地區(qū)現(xiàn)役煤電機(jī)組平均供電煤耗力爭在2017年、2018年實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo),西部地區(qū)到2020年前達(dá)標(biāo)。大部分國內(nèi)火電超低排放改造即將完成,屆時(shí),火電脫硫脫硝升級(jí)改造市場快速萎縮,以此為主營業(yè)務(wù)的環(huán)保公司將面臨嚴(yán)重的生存危機(jī)。

        3.1.3 污染物排放許可制帶來新局面

        排污許可證是每個(gè)排污單位必須持有的“身份證”,是企事業(yè)單位生產(chǎn)運(yùn)行期排污行為的唯一行政許可。初次申領(lǐng)有效期三年,換發(fā)五年有效,持證才允許排放。根據(jù)《控制污染物排放許可實(shí)施方案》,排污許可證中明確許可排放的污染物種類、濃度、排放量、排放去向等事項(xiàng),載明污染治理設(shè)施、環(huán)境管理要求等相關(guān)內(nèi)容。從長遠(yuǎn)看,涵蓋的污染物肯定比現(xiàn)在監(jiān)管的多。以往由于監(jiān)管力量有限,往往只能針對(duì)主要污染物,有了許可證,將把有標(biāo)準(zhǔn)要求且有監(jiān)測及統(tǒng)計(jì)手段的污染物逐步納入,實(shí)現(xiàn)對(duì)更多污染物排放的監(jiān)管?;痣娦袠I(yè)作為重點(diǎn)行業(yè),要求6月30日前,完成排污許可證的申請與核發(fā),并從7月1日起建立自行監(jiān)測、信息公開、記錄臺(tái)賬及定期報(bào)告制度。

        污染物排放許可制的實(shí)施,統(tǒng)一了環(huán)境管理制度體系,簡化了政府管理方式,同時(shí)也減少了企業(yè)行政許可審批數(shù)量;推動(dòng)了落實(shí)企業(yè)治污主體責(zé)任,持證按證排污,實(shí)現(xiàn)企業(yè)從“要我守法”向“我要守法”的轉(zhuǎn)變;規(guī)范了企業(yè)排污行為,避免污染轉(zhuǎn)移、應(yīng)付檢查、制造假數(shù)據(jù)等各種違法行為;規(guī)范了監(jiān)管執(zhí)法,提升環(huán)境管理精細(xì)化水平,避免漏查、漏管等現(xiàn)象。

        污染物排放許可制的推廣勢必對(duì)現(xiàn)有排放二氧化硫和氮氧化物局面帶來新的影響。對(duì)燃煤發(fā)電企業(yè)來說,排污許可制的影響不大。中國燃煤發(fā)電企業(yè)多數(shù)為國企、央企,遵紀(jì)守法,社會(huì)責(zé)任強(qiáng),愿意承擔(dān)排污的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。經(jīng)過多年多次的環(huán)保改造,環(huán)保設(shè)施達(dá)標(biāo)、環(huán)保管理規(guī)范、排放數(shù)據(jù)幾乎全部實(shí)時(shí)上傳到地方環(huán)保局,改為排污許可證制度,只是增加了排放設(shè)施的運(yùn)行臺(tái)賬,完善了“自證清白”的數(shù)據(jù)鏈。整體上看,新制度對(duì)發(fā)電企業(yè)影響不大。但對(duì)于第三方運(yùn)維企業(yè),執(zhí)行排污口許可制會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。對(duì)燃煤電廠環(huán)保第三方運(yùn)維方而言,主要依賴環(huán)保電價(jià)補(bǔ)貼作為收入主要來源,排污許可證的實(shí)施,將加大環(huán)保補(bǔ)貼獲得的難度,督促第三方運(yùn)維必須提高運(yùn)維人員的專業(yè)素質(zhì),強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的規(guī)范性,提高環(huán)保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。據(jù)悉,伴隨排污許可證實(shí)施后,各級(jí)政府的火電行業(yè)SO2、氮氧化物、粉塵超低排放的電價(jià)補(bǔ)貼將直接到期,這直接影響到第三方運(yùn)維的收益。

        3.1.4 電力行業(yè)煙氣脫硫熱點(diǎn)問題及技術(shù)

        (1)脫硫廢水零排放問題

        石灰石-石膏濕法是目前國內(nèi)大型燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫的主流技術(shù),為控制脫硫漿液中Cl-濃度或平衡其他離子濃度,必須定期排出部分經(jīng)過石膏水力旋流站濃縮所得的溢流液,即脫硫廢水,因廢水中含有煙氣中吸收過來并逐步濃縮的大量溶解鹽、固體懸浮物及少量氟離子、重金屬離子等有害污染物,不能直接排放。

        目前脫硫廢水的處理方法主要是通過加藥凝聚澄清去除固體懸浮物、氟離子、重金屬離子等有害污染物、調(diào)整pH、降低COD。這種常規(guī)脫硫廢水處理方法的處理效果有限,但由于環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)處理手段、投資等多方面的因素,目前的脫硫廢水處理未對(duì)廢水中的大量溶解鹽含量進(jìn)行處理。

        隨著人類生活水平的提高及對(duì)水體污染了解的深入,國內(nèi)外對(duì)水體污染的控制標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán),盡管國內(nèi)現(xiàn)行的《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)未對(duì)含鹽量(溶解固形物、氯化物、硫酸鹽)提出控制指標(biāo),但目前許多省市已出臺(tái)了明確的污水含鹽量(溶解固形物、氯化物、硫酸鹽)排放控制標(biāo)準(zhǔn)。目前許多地方環(huán)保局不允許常規(guī)處理的脫硫廢水外排也是有法可依的。

        目前各電廠對(duì)水務(wù)管理日益嚴(yán)格,外排廢水日益減少,不可回用的脫硫廢水的稀釋水減少,不降低含鹽量的外排脫硫廢水的直接危害將日益凸現(xiàn)。同時(shí)由于很多電廠將全廠工業(yè)廢水、生活廢水、中水等廢水作為脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)充水,這將使得需處理的脫硫廢水量增大許多倍,不降低含鹽量的外排脫硫廢水對(duì)水體的直接危害也將更加嚴(yán)重。

        隨著“水十條”的頒布和可預(yù)期新的水污染排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,高含鹽含氨(脫硝氨逃逸)的脫硫廢水零排放將會(huì)日益緊迫。

        目前國內(nèi)投運(yùn)的脫硫廢水零排放存在項(xiàng)目少、工藝路線多、各電廠采用的工藝技術(shù)路線不同等情況。主要投運(yùn)的項(xiàng)目有廣東河源電廠(采用多效蒸發(fā)工藝)、廣東三水恒益電廠(臥式MVR工藝)、華能長興電廠(正滲透減量+蒸汽蒸發(fā)結(jié)晶工藝)。

        脫硫廢水因成分復(fù)雜、水質(zhì)變化大、危害大、難以處理等問題,成為下一步燃煤電廠污染治理的重點(diǎn)。廢水零排放是未來發(fā)展的方向,目前國內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了研發(fā),其中技術(shù)突出的有:浙能技術(shù)研究院的鍋爐煙氣旁路干燥實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放技術(shù);北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司、成都銳思環(huán)保技術(shù)股份有限公司、國電金堂電廠,于2014年實(shí)施了大型燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)的研究及工程示范項(xiàng)目(國電集團(tuán)2014年重點(diǎn)科技項(xiàng)目),該裝置于2014年建設(shè)、2015年5月投運(yùn)、2015年12月通過了國電集團(tuán)項(xiàng)目驗(yàn)收。煙氣余熱濃縮蒸發(fā)技術(shù)是利用電廠特有的鍋爐煙氣余熱,對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理。該項(xiàng)技術(shù)不需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行任何預(yù)處理,不需要添加任何藥劑,具有工藝簡單,運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢,運(yùn)行成本為15~21元/噸水。目前該項(xiàng)技術(shù)已由成都銳思環(huán)保技術(shù)股份有限公司在湖北鄂州2×1050MW機(jī)組脫硫廢水零排放項(xiàng)目中實(shí)施。

        (2)硫的資源化利用問題

        根據(jù)中電聯(lián)有關(guān)數(shù)據(jù),2016年,我國發(fā)電量59,897億千瓦時(shí),其中火電42,886億千瓦時(shí),燃煤發(fā)電39,058億千瓦時(shí),平均煤耗312克/千瓦時(shí)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算,2016年煤電共耗煤12.3億噸。按照燃煤平均含硫量1.2%、燃煤電廠平均脫硫效率90%計(jì)算,燃煤電站2016年全年向大氣排放SO2369萬噸,而燃煤電站全年通過各種脫硫工藝脫除的SO2多達(dá)3321萬噸?,F(xiàn)在國內(nèi)脫硫工藝以濕法石灰石-石膏法為主,則2016年脫硫工藝產(chǎn)生含水石膏9500萬噸,若無合理用途,大量排放占地3000萬畝,形成二次污染,并可能造成水體污染。對(duì)應(yīng)地,為滿足脫硫吸收劑制備需求,還需要5000萬噸的石灰石開采,會(huì)造成新的環(huán)境問題,同時(shí)石灰石磨粉能耗大,會(huì)增加溫室氣體CO2的排放量。另外,排放至大氣中的低濃度SO2不僅造成了對(duì)大氣環(huán)境的危害,也同樣是被浪費(fèi)的潛在硫資源。

        各種硫資源都要通過不同的途徑將其大部分轉(zhuǎn)化成硫酸后才能被廣泛地應(yīng)用。目前,我國已取代美國成為世界上最大的硫酸消費(fèi)國。我國同時(shí)是一個(gè)硫資源相對(duì)缺乏的國家,為彌補(bǔ)硫資源的不足,我國每年都要進(jìn)口大量硫磺和硫酸,2016年進(jìn)口硫磺量為1196.07萬噸。硫磺進(jìn)口不但花費(fèi)了大量外匯,而且資源結(jié)構(gòu)勢必會(huì)降低硫酸行業(yè)抵御市場風(fēng)險(xiǎn)的能力,進(jìn)而影響整個(gè)硫酸產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)燃煤電站采用資源化脫硫技術(shù),相當(dāng)于2016年增加1845萬噸硫產(chǎn)量(已大于2016年進(jìn)口硫磺量),可折合硫酸銨產(chǎn)量2600萬噸,按生產(chǎn)硫酸銨計(jì)算增加工業(yè)產(chǎn)值260億元。若以部分硫酸銨延長產(chǎn)業(yè)鏈,用于進(jìn)一步生產(chǎn)其他含硫工業(yè)原料,則增加的工業(yè)產(chǎn)值將會(huì)更多,產(chǎn)生的實(shí)際環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益還會(huì)更大。

        現(xiàn)有脫硫工藝中,石灰石/石灰-石膏法產(chǎn)生的脫硫石膏目前的工業(yè)利用途徑主要是在建筑材料業(yè)中生產(chǎn)建筑石膏、粉刷石膏、水泥緩凝劑、自流平石膏砂漿、路基回填材料、石膏砌塊和充填尾砂膠結(jié)劑等。另外,S是排在N、P、K之后的第四種植物營養(yǎng)元素,脫硫石膏在農(nóng)業(yè)上可用作土壤的肥料;含S肥料除提供作物養(yǎng)分之外,還可以調(diào)整土壤的堿性和鹽性(土壤含過多的NaCl和碳酸鹽),促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

        用氨作SO2的吸收劑,與其它堿類相比,主要優(yōu)點(diǎn)是脫硫劑利用率高和脫硫效率高,且吸收劑可以留在成品內(nèi),以氮肥的形式使用。但是氨易揮發(fā),會(huì)增加吸收劑的消耗量。在氨吸收法中,因吸收液再生方法的不同而形成不同的脫硫方法,其中以氨-酸法、氨-亞硫酸銨法和氨-硫銨法比較成熟。氨-酸法是將吸收SO2后的吸收液用硫酸分解,可副產(chǎn)高濃度SO2氣體和硫酸銨化肥。氨-亞硫酸銨法是將脫硫后的吸收液直接加工為亞硫酸銨產(chǎn)品;氨-硫氨法則是將氨吸收SO2后的母液直接用空氣氧化,制得副產(chǎn)品硫酸銨。氨法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是:氨利用充分,脫硫效率高;脫硫劑用量小,無廢渣廢水;氨法工藝的熱利用率高;能實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝;其脫硫副產(chǎn)物硫酸銨在某些特定的地區(qū)是一種農(nóng)用肥料。其缺點(diǎn)是,氨的價(jià)格高,而且易揮發(fā),會(huì)產(chǎn)生腐蝕問題等。

        雙堿法是為了克服石灰石-石膏法中結(jié)垢的缺點(diǎn)而發(fā)展起來的脫硫技術(shù)。煙氣在塔中與溶解的堿(亞硫酸鈉或氫氧化鈉)溶液相接觸,煙氣中的SO2被吸收掉。因此,避免了在塔內(nèi)結(jié)垢;脫硫廢液再與第二堿(通常為石灰石或石灰)反應(yīng),使溶液得到再生,再生后的吸收液可循環(huán)利用,同時(shí)產(chǎn)生亞硫酸鈣(或硫酸鈣)不溶性沉淀。根據(jù)脫硫過程中所使用不同的第一堿(吸收用)和第二堿(再生用),雙堿法有多種組合。最常用的是鈣鈉雙堿法:首先利用鈉堿溶液吸收SO2,然后將吸收下來的SO2沉淀為不溶性的亞硫酸鈣,使溶液得到再生,循環(huán)使用。在雙堿法系統(tǒng)中存在兩種物質(zhì)會(huì)引起結(jié)垢,一種是SO42-與溶解的Ca2+產(chǎn)生石膏的結(jié)垢,另一種為碳酸鹽結(jié)垢。雙堿法除了結(jié)垢問題外,還存在會(huì)生成不易沉淀固體的問題,當(dāng)溶液中的可溶性硫酸鹽濃度過高時(shí),固體的沉淀性質(zhì)明顯惡化。

        磷銨肥法(CPAFP)是我國自行開發(fā)的一項(xiàng)新型脫硫技術(shù),利用天然磷礦石和氨為原料,是一種在煙氣脫硫過程中可以直接生產(chǎn)磷銨復(fù)合肥料的回收脫硫技術(shù)。其方法主要是用活性炭吸附SO2,之后用水洗滌活性炭形成硫酸,并使活性炭再生。生成的稀硫酸與磷礦石發(fā)生反應(yīng),萃取過濾后獲得磷酸,磷酸與氨中和生成有良好脫硫能力的磷酸氫二銨進(jìn)行進(jìn)一步的脫硫。經(jīng)脫硫后的磷銨脫硫液進(jìn)行氧化處理后,通過蒸發(fā)濃縮干燥,即制得固體磷酸銨化肥。磷氨肥法的脫硫過程不需提供外部添加的吸收劑,所產(chǎn)生的副產(chǎn)品可作為肥料應(yīng)用,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。但該技術(shù)存在投資大、流程長、設(shè)備繁多、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。

        有機(jī)溶劑再生脫硫法是新興的脫硫技術(shù),屬于濕法回收工藝,利用有機(jī)溶劑的堿性吸收煙氣中的酸性氣體SO2,并利用解吸裝置使SO2從胺液中脫離出來,得到高純度的飽和SO2和再生胺液進(jìn)行循環(huán)使用。煙氣脫硫中,有機(jī)胺吸收劑需要對(duì)SO2有較高的選擇性以保證足夠吸收容量,否則將憑空增加吸收劑的負(fù)荷與損耗。通常的有機(jī)胺吸收劑對(duì)SO2和CO2的選擇性吸收性能差異并不明顯,因此在煙氣脫硫過程中尋找對(duì)SO2選擇吸收性能高的溶劑相當(dāng)重要。有機(jī)胺煙氣脫硫具有效率高,系統(tǒng)腐蝕小,無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但是有機(jī)胺再生法也因其一次投資較大、再生蒸氣消耗量較大、能耗成本較高等原因,遲遲不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

        除此之外,應(yīng)用包括白泥在內(nèi)的其他大宗工業(yè)固廢如鋼渣、電石渣等的大型燃煤機(jī)組資源化脫硫技術(shù),也是資源化脫硫技術(shù)的一種新思路,具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用市場。

        (3)三氧化硫控制問題

        燃煤電廠煙氣中SO3含量約為SO2含量的0.8%~3.5%,不易測量,但危害極大。2015年底,國家發(fā)展改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部和能源局印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》的通知,要求到2020年,全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實(shí)現(xiàn)SO2、氮氧化物和煙塵的超低排放。雖然國家層面暫未對(duì)SO3排放提出控制要求,但是由于SO3是形成酸雨的主要原因,并且也是大氣PM2.5的重要來源之一,因此隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,燃煤電廠對(duì)SO3的管控應(yīng)提上日程。美國、德國等國家已經(jīng)有相應(yīng)的SO3排放標(biāo)準(zhǔn)。目前,我國上海地區(qū)發(fā)布的《大氣污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》,要求燃煤電廠硫酸霧排放限值為5mg/m3,可以作為其他區(qū)域電廠控制SO3標(biāo)準(zhǔn)的參考。隨著國家全面實(shí)施燃煤電廠超低排放,有條件的地區(qū)在進(jìn)行改造時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮SO3的控制,避免進(jìn)行二次改造。

        煤中有機(jī)硫、單質(zhì)硫以及無機(jī)硫中的硫化亞鐵統(tǒng)稱為可燃硫,煤燃燒過程中幾乎所有可燃硫都會(huì)被氧化為SO2。煙氣中SO3的生成主要有3種途徑:爐膛中的氧化、省煤器中的氧化及脫硝反應(yīng)器中的氧化。爐膛內(nèi)SO2向SO3轉(zhuǎn)化的機(jī)理比較復(fù)雜:一是火焰內(nèi)部產(chǎn)生的原子態(tài)O與SO2直接發(fā)生氧化;二是在飛灰催化劑和高溫下,SO2與氧氣反應(yīng)生成SO3。由于爐膛內(nèi)部原子態(tài)氧及氧氣非常少,同時(shí)還存在SO3向SO2轉(zhuǎn)化的可逆反應(yīng),因此SO2轉(zhuǎn)化率并不高,在爐膛內(nèi)有0.5%~1.5%的SO2被氧化為SO3。煙氣進(jìn)入省煤器后,在420℃ ~600℃的高溫下,部分SO2在飛灰及受熱面積灰中的氧化鐵、氧化鋁、氧化硅等的催化作用下進(jìn)一步被氧化為SO3。在脫硝反應(yīng)器中,部分SO2在脫硝催化劑V2O5的催化作用下生成SO3,轉(zhuǎn)化率與煤種和催化劑中的V2O5含量有關(guān),但考慮到SO3會(huì)與還原劑氨生成硫酸氫銨,會(huì)堵塞空預(yù)器冷端元件,會(huì)因此要求轉(zhuǎn)化率不能大于0.75%~1%。根據(jù)研究,進(jìn)入電除塵之前,煙氣中有0.8%~3.5%的SO2轉(zhuǎn)化為SO3。

        煙氣中的SO3還會(huì)生成氣溶膠。當(dāng)煙氣溫度低于酸露點(diǎn)溫度時(shí),SO3會(huì)與煙氣中的水分冷凝生成硫酸液滴,根據(jù)粒徑不同,在煙氣中的存在狀態(tài)不同,0.5~3.0μm的硫酸液滴會(huì)形成硫酸氣溶膠,而粒徑超過10μm較大的硫酸液滴,則會(huì)吸附在顆粒物上。SO3氣溶膠主要在濕法脫硫吸收塔內(nèi)生成,吸收塔兼具脫除部分SO3并生成氣溶膠的作用。目前對(duì)于SO3在吸收塔后的存在形式已形成共識(shí):硫酸霧態(tài)。但對(duì)于SO3在吸收塔內(nèi)的轉(zhuǎn)化過程說法并不統(tǒng)一,一種說法是:煙氣進(jìn)入吸收塔后,急速冷卻至酸露點(diǎn)溫度以下,絕大部分SO3會(huì)快速形成亞微米級(jí)的硫酸霧,難以被吸收塔內(nèi)漿液吸收,隨著煙氣排入煙囪;另一種說法是:吸收塔對(duì)SO3的脫除接近完全,凈煙氣中的硫酸霧是由未脫盡的SO2新生成的,并且凈煙氣中的硫酸霧濃度與原煙氣中的SO2濃度無關(guān)。目前,許多電廠為達(dá)到超低排放,新建了二級(jí)吸收塔,試驗(yàn)證明,SO3經(jīng)過一級(jí)吸收塔后濃度會(huì)降低30%~40%,經(jīng)過二級(jí)吸收塔后濃度幾乎沒有變化。

        目前國內(nèi)絕大部分火電廠并未安裝專門脫除SO3的環(huán)保設(shè)施,由于硫酸霧極易吸附在煙塵顆粒表面,因此對(duì)于火電企業(yè)超低排放改造來說,在改造時(shí)可以統(tǒng)籌考慮SO3和煙塵的協(xié)同脫除。目前有兩種改造方式都可以達(dá)到較好的SO3脫除效果:以低低溫電除塵器為主的協(xié)同控制方式和環(huán)保設(shè)施末端加裝濕式電除塵器。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),低溫省煤器可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的,但對(duì)燃煤灰硫比有要求;濕式電除塵器為煙氣處理設(shè)施末端的精處理設(shè)備,但產(chǎn)生的廢水量較多。因此,電廠可以根據(jù)燃煤煤質(zhì)、場地條件、改造費(fèi)用、廢水處理方式等選擇合適的改造工藝。

        3.1.5 電力行業(yè)煙氣脫硝熱點(diǎn)問題及技術(shù)

        (1)全負(fù)荷脫硝問題

        SCR系統(tǒng)是目前大型火力發(fā)電鍋爐普遍采用的一種高效脫硝裝置,其催化劑的工作溫度受煙氣成分影響,要求通過SCR反應(yīng)器的煙氣溫度應(yīng)始終保持在300℃ ~420℃之間,否則脫硝系統(tǒng)無法正常工作?,F(xiàn)代大容量燃煤鍋爐為提高鍋爐效率,普遍采用降低排煙溫度的措施來減少排煙熱損失。在低負(fù)荷條件下,煙氣溫度又隨著負(fù)荷的降低而進(jìn)一步降低,造成低負(fù)荷時(shí)SCR入口煙氣溫度已降至300℃以下,無法滿足脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

        為實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷脫硝,通過省煤器改造來提高SCR入口煙氣溫度,滿足機(jī)組低負(fù)荷工況下SCR脫硝的正常運(yùn)行。省煤器改造包括省煤器給水旁路改造、省煤器分級(jí)改造及省煤器煙氣旁路改造等三類,其目的均為降低省煤器內(nèi)的換熱量,以達(dá)到提高省煤器出口煙氣溫度的目的,解決低負(fù)荷下SCR的投運(yùn)問題。

        全負(fù)荷煙氣脫硝超低排放同時(shí)需要進(jìn)行脫硝系統(tǒng)前煙氣流場優(yōu)化。直接沿用傳統(tǒng)SCR脫硝流場的計(jì)算方法和模擬計(jì)算方式進(jìn)行超低排放工程的流場數(shù)值模擬計(jì)算,所得的流場參數(shù)與實(shí)際工程中的現(xiàn)實(shí)流場參數(shù)嚴(yán)重不符,脫硝效率難以達(dá)到煙氣脫硝超低排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)氨逃逸過大。采用物理建模方式計(jì)算SCR脫硝流場,并附以數(shù)值模擬進(jìn)行計(jì)算,有望使煙氣速度偏差減小到8%以下、煙氣NOx濃度偏差減小到±2%以下,由此會(huì)使脫硝系統(tǒng)的脫硝效率提高到90%以上,氨逃逸嚴(yán)格控制在3ppm以下,因此,可成功達(dá)到煙氣脫硝的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)三氧化硫轉(zhuǎn)化率增加及氨逃逸、空預(yù)器堵塞問題

        當(dāng)前燃煤電廠普遍面臨SCR脫硝系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)無法正常工作的問題,原因之一是鍋爐燃燒生成的SO3與SCR脫硝反應(yīng)所需的還原劑氨發(fā)生反應(yīng)生成硫酸氫銨,硫酸氫銨在催化劑的微孔中由于毛細(xì)冷凝的現(xiàn)象產(chǎn)生結(jié)露,黏附煙氣中的飛灰,最終導(dǎo)致催化劑微孔的堵塞和失活。同時(shí)催化劑對(duì)煙氣中的SO2還有進(jìn)一步的氧化作用,導(dǎo)致空預(yù)器入口煙氣SO3濃度上升,還會(huì)與SCR脫硝過程中逃逸的氨反應(yīng)生成硫酸氫銨,加劇空預(yù)器冷端換熱元件的堵塞、腐蝕,影響電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        針對(duì)目前現(xiàn)有的環(huán)保設(shè)施對(duì)SO3的去除效果有限的情況,龍?jiān)喘h(huán)保通過新的技術(shù)在前端有效脫除煙氣中的SO3,減緩甚至避免硫酸銨和硫酸氫銨生成所造成的催化劑和空預(yù)器的堵塞及腐蝕,是當(dāng)前電廠實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷噴氨脫硝的新技術(shù)途徑?;趬A基吸附劑噴吹的SO3前端脫除技術(shù)可通過廉價(jià)的堿性吸收劑,高效脫除SO3,降低上游的硫酸氫銨生成量,解決低負(fù)荷工況脫硝停止噴氨的問題,實(shí)現(xiàn)SCR脫硝裝置全負(fù)荷時(shí)段的穩(wěn)定投運(yùn),提出了實(shí)現(xiàn)SCR脫硝全負(fù)荷投運(yùn)的新的思路和解決方案。同時(shí)還可從根本上解決硫酸氫銨引起的空預(yù)器堵塞、腐蝕問題,實(shí)現(xiàn)SO3與氮氧化物的協(xié)同處理。

        (3)脫硝催化劑產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、廢棄催化劑處理等問題

        從長期市場容量來看,脫硝催化劑使用周期為1.6萬~2.4萬小時(shí),按照火電年運(yùn)營小時(shí)數(shù)5000計(jì)算,催化劑3~5年需要更換。如果火電燒的煤炭質(zhì)量較差,催化劑的更換頻率將更快。在2015年之前,主要市場需求來自新增需求(包括舊機(jī)組脫硝改造和新建機(jī)組脫硝裝置安裝),而2015年之后,隨著大部分央企電廠的存量機(jī)組實(shí)現(xiàn)脫硝運(yùn)營,催化劑的需求將主要來自新增需求和更換需求(為已安裝的脫硝裝置更換催化劑)。新增需求主要來自于新建火電機(jī)組的脫硝設(shè)施建設(shè),由于“三去一降一補(bǔ)”改革思路下新建火電機(jī)組受到了極為嚴(yán)格的控制,催化劑新增需求極為有限。而更換需求由于催化劑磨損問題得到了較有效的解決,新增需求量也呈現(xiàn)下降趨勢。

        催化劑的磨損問題是國內(nèi)高灰煤、反應(yīng)器流場、高硫煤煙氣和流速設(shè)計(jì)等問題共同導(dǎo)致的。提高流場的均勻度對(duì)減輕催化劑的磨損有顯著影響,另外,可以通過對(duì)催化劑制備工藝(鈦鎢粉制備方式、催化劑干燥方式、煅燒條件)等的改進(jìn),生產(chǎn)高活性、高強(qiáng)度的脫硝催化劑。

        在未來幾年,將會(huì)有大量的催化劑達(dá)到使用壽命,如何對(duì)這部分催化劑進(jìn)行妥善的最終處理是一個(gè)重大問題;另外,在每次再生時(shí),都有部分催化劑因破損等物理結(jié)構(gòu)破壞而無法再生,亟待開發(fā)廢催化劑的回收技術(shù)來解決這些問題,以資源化利用為目標(biāo),提高過程經(jīng)濟(jì)性。

        (4)濕煙羽問題

        白色煙羽是指企業(yè)采用濕法脫硫工藝使煙氣溫度降至45℃~55℃,經(jīng)高煙囪排放的飽和濕煙氣進(jìn)入大氣環(huán)境遇冷,使得煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成微小液滴的過程。

        白色煙羽影響環(huán)境感觀,有些老百姓甚至誤認(rèn)為排放的是有毒有害廢氣。濕煙氣凝結(jié)形成的小水滴雖然危害不大,但的確會(huì)對(duì)周圍居民生活造成一定困擾。目前上海市環(huán)保局已將消除白色煙羽作為電廠超低排放改造的重要內(nèi)容之一,擬在2017年底前基本解決。目前對(duì)這一現(xiàn)象治理的專利技術(shù)有在國內(nèi)部分地區(qū)擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢。

        治理濕煙羽較為節(jié)能的方法是對(duì)煙氣降溫脫水,使其初始含濕量降低,再加熱后排放,這種方案已經(jīng)在一些電廠進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)于白色煙羽治理,可以結(jié)合燃煤電廠超低排放改造工作,在京津冀、長三角等重點(diǎn)地區(qū)選擇一些位于城市周邊的燃煤電廠開展試點(diǎn)示范工作。

        3.2 非電行業(yè)脫硫脫硝發(fā)展存在的主要問題分析

        3.2.1 鋼鐵行業(yè):行業(yè)形勢回暖,環(huán)保進(jìn)程滯后

        2016年,我國鋼鐵市場結(jié)束了“十二五”時(shí)期長達(dá)5年的持續(xù)震蕩下跌,進(jìn)入震蕩上行的通道,產(chǎn)量小幅上升,化解產(chǎn)能提前完成年度目標(biāo),盈利能力大幅上升。

        在市場回暖的同時(shí),作為供給側(cè)改革的首要任務(wù),持續(xù)去產(chǎn)能仍是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的大背景。去產(chǎn)能的手段也十分明確,仍是“環(huán)保、能耗、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、安全等各種門檻準(zhǔn)入、制度建設(shè)和執(zhí)法力度”,還有通過信貸政策的調(diào)整,改變企業(yè)的外部約束條件,迫使其退出過剩產(chǎn)能。

        相比于產(chǎn)能化解,環(huán)保要求、技術(shù)指標(biāo)都只是具體手段,目的在于改變整個(gè)市場的運(yùn)行環(huán)境,實(shí)現(xiàn)過剩產(chǎn)能的退出。以2016年下半年密集的多輪環(huán)保督查為例,對(duì)于環(huán)保手續(xù)、環(huán)保資質(zhì)的核查以及各項(xiàng)環(huán)保設(shè)備、排污情況的實(shí)地檢測,更多地是為了遏制在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下部分生產(chǎn)單位頂風(fēng)復(fù)產(chǎn)、增產(chǎn)的勢頭。鋼鐵行業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于鋼鐵行業(yè)發(fā)展進(jìn)程,環(huán)保要求擺脫約束手段的定位還有相當(dāng)長的一段路要走。

        3.2.2 水泥行業(yè):技術(shù)壓力突出

        水泥行業(yè)同樣面臨產(chǎn)能過剩及市場低迷的不利環(huán)境。在此背景下,水泥行業(yè)的大氣污染物治理,除了需要承擔(dān)窯爐脫硫脫硝設(shè)施改造和運(yùn)行帶來的熟料成本增加外,還存在著一系列技術(shù)問題亟待解決。

        首先是水泥窯爐現(xiàn)有脫硝技術(shù)存在的問題。當(dāng)前國內(nèi)水泥企業(yè)基本上已經(jīng)完成脫硝建設(shè),SNCR技術(shù)被廣泛使用。該技術(shù)采用大量氨水作為氮氧化物還原劑,氨水在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中都極易泄漏,對(duì)大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。另外,脫硝催化劑已經(jīng)被國家認(rèn)定為危險(xiǎn)廢物,SCR脫硝帶來的催化劑處置問題也需要引起水泥企業(yè)的足夠重視。

        其次是水泥窯爐協(xié)同處置固體廢物帶來的新問題。近年來,水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)受到了極大關(guān)注,海螺、華新、金隅等傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)企業(yè)紛紛涉足固體廢物處置,貴州等省份出臺(tái)了省一級(jí)政策鼓勵(lì)使用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾,而北京等地也在采用水泥窯處置垃圾焚燒飛灰等危險(xiǎn)廢棄物。雖然環(huán)境保護(hù)部正式發(fā)布了《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術(shù)政策》,規(guī)范了對(duì)于固體廢物的協(xié)同處置。但此過程中極有可能導(dǎo)致大氣污染物的額外排放,亟需將由此導(dǎo)致的大氣污染物納入?yún)f(xié)同處置技術(shù)治理范疇。

        3.2.3 工業(yè)鍋爐:需求旺盛,現(xiàn)狀不容樂觀

        工業(yè)鍋爐行業(yè)污染物脫除現(xiàn)狀極不理想,成因十分復(fù)雜。首先,工業(yè)鍋爐的分類界定不明確、底數(shù)不清,其分布量大面廣且分散。同時(shí),工業(yè)鍋爐的平均噸位偏小,體量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電站大型燃煤鍋爐,但由于基數(shù)大,造成的污染排放總量巨大。而在脫硫脫硝方面,2016年開始,國內(nèi)很多地區(qū)的工業(yè)鍋爐開始安裝脫硫、脫硝、除塵設(shè)備。技術(shù)路線基本上是簡化版本的燃煤電站環(huán)保技術(shù)。

        在脫硫技術(shù)方面,為實(shí)現(xiàn)超低排放,部分地區(qū)采用了電石渣、造紙白泥或鋼渣作為脫硫劑。

        在除塵方面,濕式電除塵作為超低排放的最后措施。

        在脫硝技術(shù)方面存在很大問題,一般利用SNCR方式脫硝,但是不能達(dá)到超低排放的要求?,F(xiàn)有商用SCR脫硝技術(shù)難以應(yīng)用于工業(yè)鍋爐,其原因在于現(xiàn)有SCR脫硝催化劑難以適應(yīng)工業(yè)鍋爐煙氣溫窗:商用SCR工作溫度為350℃~420℃,而工業(yè)鍋爐出口煙氣溫度一般低于300℃。少量的應(yīng)用情況是鍋爐實(shí)施了結(jié)構(gòu)改造,利用高溫段煙氣SCR脫硝后進(jìn)入熱量利用。

        在形勢要求下,工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯等普遍采用低硫煤為燃料,SNCR+電除塵+濕法脫硫+濕式電除塵,脫硫除塵可以實(shí)現(xiàn)較低濃度排放,但是脫硝尚未實(shí)現(xiàn)超低排放。工業(yè)鍋爐、爐窯(陶瓷、建材、玻璃等)的超低排放改造效果需要觀察。

        4 對(duì)策及建議

        4.1 電力行業(yè)脫硫脫硝發(fā)展對(duì)策及建議

        (1)對(duì)于近2~3年廣泛應(yīng)用的各種濕法脫硫強(qiáng)化技術(shù)及其他脫硫技術(shù),應(yīng)通過較長周期、不同工況下的運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)其穩(wěn)定可靠性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),并將此評(píng)價(jià)機(jī)制制度化。

        (2)以低能耗、低投資完成水資源的梯級(jí)利用為著眼點(diǎn),開發(fā)低能耗、低運(yùn)行成本的脫硫廢水零排放技術(shù),實(shí)現(xiàn)廢水的資源化利用。

        (3)在已滿足超低排放脫硫要求的同時(shí)推動(dòng)協(xié)同除塵技術(shù)發(fā)展,體現(xiàn)大環(huán)保一體化的發(fā)展思路,在實(shí)現(xiàn)脫硫和除塵超低排放的同時(shí),有效調(diào)和爐后節(jié)能、環(huán)保單元,實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)和諧發(fā)展。

        (4)燃煤電廠需要在增強(qiáng)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的同時(shí),保證脫硫脫硝除塵等環(huán)保系統(tǒng)在各種負(fù)荷下都具有良好污染物脫除性能,著力解決在低負(fù)荷條件下無法滿足脫硝系統(tǒng)運(yùn)行要求的問題。

        (5)加強(qiáng)對(duì)SCR催化劑行業(yè)再生行業(yè)的監(jiān)督,防止二次污染;需積極研發(fā)不可再生催化劑的回收技術(shù),解決催化劑的最終處理問題。

        4.2 非電行業(yè)脫硫脫硝發(fā)展對(duì)策及建議

        (1)脫硫脫硝市場:隨著電力行業(yè)煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的觸頂,環(huán)境保護(hù)部加強(qiáng)了對(duì)非電燃煤行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度,發(fā)布《關(guān)于實(shí)施工業(yè)污染源全面達(dá)標(biāo)排放計(jì)劃的通知》,要求到2020年底各類工業(yè)污染源持續(xù)保持達(dá)標(biāo)排放。鋼鐵、水泥、工業(yè)鍋爐等非電行業(yè)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行將為非電行業(yè)脫硫脫硝注入新的活力。

        (2)鋼鐵行業(yè)及水泥行業(yè):鋼鐵和水泥行業(yè)作為供給側(cè)改革的重要戰(zhàn)場,持續(xù)去產(chǎn)能仍是行業(yè)發(fā)展的大背景。環(huán)保政策及排放要求應(yīng)在完成其改變整個(gè)市場的運(yùn)行環(huán)境、實(shí)現(xiàn)過剩產(chǎn)能退出的作用的同時(shí),積極引導(dǎo)有效產(chǎn)能走上正軌,實(shí)現(xiàn)與電力行業(yè)環(huán)保政策類似的正向激勵(lì)作用,規(guī)范現(xiàn)有行業(yè)環(huán)保市場。與此同時(shí),對(duì)于適用于球團(tuán)焙燒設(shè)備、焦?fàn)t設(shè)備、水泥窯爐等鋼鐵、水泥行業(yè)的污染物生成設(shè)備,應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)具有適配性的適用于超低排放要求的脫硫、脫硝、除塵技術(shù),并積極實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)同處理。

        (3)工業(yè)鍋爐:在暫時(shí)缺少適用于工業(yè)鍋爐煙氣排放特點(diǎn)的脫硫脫硝技術(shù)的大背景下,工業(yè)鍋爐污染物排放控制應(yīng)以控制污染物生成總量為主要途徑,主要措施包括:1)嚴(yán)格控制燃料品質(zhì);2)優(yōu)化設(shè)計(jì)鍋爐本體、高效傳熱元件;3)低NOx燃燒改造。

        (4)在條件適合的地區(qū),推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、煤改氣、以電代煤。同時(shí),應(yīng)積極開發(fā)適用于工業(yè)鍋爐的脫硫脫硝技術(shù),加快成熟的燃煤電站超低排放技術(shù)的針對(duì)性改進(jìn)。

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