工业炉窑的生产过程是经过煤炭等工业燃料的燃烧加热不同设备、不同工序进行协同生产,包含物质与能量在各个系统之间的转换与转移,既是能源、资源消耗大户,也是废热、废气、固体废物产生大户。近年来,国家发布了许多政策将工业炉窑纳入监管,并鼓励其在环保、节能等方面升级改造。2019年,针对行业的《工业炉窑大气污染综合治理方案》就明确了工业窑炉大气污染综合治理的目标,加大了对工业窑炉的监管范围,强调“强化全过程环保管理,全面加强有组织和无组织排放管控”,同时提出了减免环境保护税、实施差别化电价政策、税收优惠等激励政策。山西、上海、河北、天津、浙江等地也都陆续发布了相关方案、政策、标准,这也导致在工业炉窑的建设项目中配套的节能环保设施投资占比逐步加大。 以超低排放改造较早的行业-火电行业为例,超低排放改造技术一般有:除尘技术——主要有高频电源改造+低低温电除尘改造等,另外在湿式脱硫系统后加装湿式电除尘器;脱硫技术——传统空塔提效技术增加喷淋层、塔外浆池、增效板,或选择复合塔脱硫技术中的双托盘、沸腾泡沫等,或改用SDS干法脱硫技术等;脱硝技术——低氮燃烧器、优化喷氨、增加选择性还原脱硝(SCR)催化剂。根据不同的燃煤组分等,选择不同改造技术。前期改造投资方面,330MW等级机组投资约0.8-1亿元,600MW等级机组超低排放改造投资约1.2-3.4亿元。另外,还需要考虑运行成本(主要由运维成本包括电耗、水耗、物耗、维修支出,折旧成本,财务成本和其他成本组成)。 火电、焦化、钢铁等行业工业炉窑按照企业环保绩效分级评估结果,每年执行错峰生产、调峰调压、重污染天气等政策方面的停限产要求。未来随着全球碳中和、碳达峰战略的逐步推进,工业炉窑面临的的大气污染物超低排放要求、能耗指标、碳排放指标、煤控指标等要求日趋严格,已建项目的工业炉窑的生产负荷将可能进一步减少。而反观新建项目方面,近年来各地生活垃圾焚烧发电项目、市政污泥处置项目、生物质发电项目等纷纷上马,投资过亿者屡见不鲜,如:日处理500吨生活垃圾焚烧发电项目投资额近2亿元,日处理1000吨生物质焚烧发电项目投资额近3亿元...... 如何优化资源配置,协同利用工业炉窑及其配套的节能环保设施,避免重复投资是“十四五”规划前期重点统筹考虑的内容。近年来,工业窑炉协同处置技术已成为固体废物重要的处理处置技术路线之一,具有明显的社会、经济与环境效益,将持续发挥重要作用。因此,工业炉窑及其污染防治设施既产生大量废弃物,又是协同消纳固体废物的重要路径。 工业窑炉协同处置技术是近年来逐渐发展起来的固体废物处置技术,水泥窑协同处置固体废物方向是其中发展最快的细分领域。工业炉窑协同处置技术可根据固体废物物料特性替代工业窑炉生产过程中的燃料或原料,在实现固体废物的减量化、无害化、资源化利用的同时,节约窑炉生产过程中的原料或燃料,兼具“碳减排”功能与环保双重功能属性,相关技术受到越来越多企业及研究者的关注。目前工业化和已经过验证的协同处置固废的工业炉窑主要为新型干法水泥窑、炼铁高炉、水煤浆气化炉、燃煤锅炉燃煤锅炉以循环流化床锅炉和煤粉炉为主(但部分文件未将其划为工业炉窑范畴)。 我国工业炉窑数量大,种类多,固废协同处置潜力巨大。据文献等资料,2018年底我国工业锅炉约40万台(燃煤锅炉约47万台);2019年全国除工业锅炉外的工业炉窑共计8000余座,其中机械行业炉窑约7.5万台,玻璃、陶瓷、建材、耐火材料行业炉窑约1.5万台,冶金行业炉窑约1万台,轻工、化工行业炉窑约5000台。工业炉窑中燃料炉占炉窑总数约77%,电炉约占炉窑总数的41.7%。然而,工业窑炉协同处置固体废物需慎重选择有关技术路线及配套设施,不同炉窑的热工制度、反应气氛、温度场和物质流分布情况等不完全相同,需要科学筛选适合处置的固废类型,还需在固废入炉窑前匹配合理的规范化管理体系、预处理技术及配伍技术等,应考虑在生产系统、污染防治系统等进行兼容改进,保障企业安全生产、产品质量达标、污染物排放达标等。 标准引领产业发展。国际上已有涉及水泥窑、燃煤锅炉、钢铁窑炉、有色金属冶炼炉、水煤浆气化炉等协同处置固体废物的标准。国内的水泥窑协同处置固体废物方面的标准、技术规范相对健全,导致该细分领域发展较为快速,而其他工业炉窑协同处置方面标准尚未发布,循环流化床锅炉、水煤浆气化炉及钢铁窑炉等协同处置固废的有关标准在起草中。未来随着标准及技术规范逐步建立与完善,将进一步推动工业炉窑协同处置固废产业健康发展。(后期将列标准专题分析) 后续我们将针对典型的工业炉窑类型介绍协同处置固废具体情况。敬请期待。如有问题请指正,欢迎留言交流。 附表: 工业炉窑分类表 |
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