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2019年中国烟气治理行业发展概况及市场需求情况分析[图]

2019年12月04日 13:53:49字号:T|T

    一、行业发展背景

    (1)大气污染现状

    我国是能源消费大国,煤炭、天然气等能源在燃烧过程中会产生大量的颗粒物、硫氧化物及NOx等大气污染物。这些物质是霾的主要构成部分,霾是雾霾天气产生的主要原因之一。除了霾之外,空气中的二氧化硫、氮氧化物还是酸雨中酸性物质硫酸及硝酸的主要来源,是形成酸雨的主要污染物。中国是世界上雾霾和酸雨污染比较严重的地区。

    中国338个地级以上城市环境空气质量

数据来源:公开资料整理

    2015年,480个开展了降水监测的城市(区、县)中,出现酸雨的城市比例为40.4%,酸雨频率平均为14.0%。2016年,474个开展了降水监测的城市(区、县)中,出现酸雨的城市比例为38.8%,酸雨频率平均为12.7%。2017年,463个开展了降水监测的城市(区、县)中,出现酸雨的城市比例为36.1%,酸雨频率平均为10.8%。2018年,471个开展了降雨监测的城市(区、县)中,出现酸雨的城市比例为37.6%,酸雨频率平均为10.5%。从以上数据可以看出,在国家积极推进节能减排、大力发展新能源、收紧环保政策的情况下,国家大气污染状况较之前有所好转,但大气污染形势仍旧严峻,大气污染治理不容松懈。

    (2)不断加大投入,大气环境治理已成为国家发展战略

    随着国家及民众逐渐意识到经济发展与环境保护协同发展的必要性,我国的经济发展模式已由原来的粗放型转变为资源节约、环境友好型。“十一五”时期,我国第一次将能源消耗强度降低和主要污染物排放总量减少作为国民经济和社会发展的约束性指标,环境污染治理上升为国家战略。

    2016年3月,《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出要发展绿色环保产业,培育服务主体,推广节能环保产品,支持技术装备和服务模式创新,完善政策机制,促进节能环保产业发展壮大。扩大环保产品和服务供给,发展环保技术装备。2017年1月,国务院出台《“十三五”节能减排综合工作方案》,明确了“十三五”节能减排工作的主要目标和重点任务,全国化学需氧量、氨氮、SO2、NOx排放总量分别控制在2,001万吨、207万吨、1,580万吨、1,574万吨以内,比2015年分别下降10%、10%、15%和15%。同时强化节能环保标准约束,严格行业规范、准入管理和节能审查,对电力、钢铁、建材、有色、化工、石油石化、船舶、煤炭、印染、造纸、制革、染料、焦化、电镀等行业中,环保、能耗、安全等不达标或生产、使用淘汰类产品的企业和产能,要依法依规有序退出。2018年7月,国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,要求持续推进工业污染源全面达标排放,将烟气在线监测数据作为执法依据,加大超标处罚和联合惩戒力度,未达标排放的企业一律依法停产整治。随后,山西、山东、河北、内蒙古、江苏、河南等地纷纷出台地方的《打赢蓝天保卫战三年行动计划实施方案》,推进钢铁等重点行业的超低排放改造工作。

    (3)电力及非电行业污染情况

    电力行业是大气中SO2和NOx排放的主要来源之一,因为我国电力行业以火力发电企业为主,而火力发电主要是以煤炭作为燃料,煤炭在燃烧过程中会排放大量的SO2和NOx。2018年,我国煤炭消费量同比增长1%,全国的原煤消费总量约为38.3亿吨1。从主要耗煤行业来看,电力行业全年耗煤21亿吨左右,钢铁行业耗煤6.2亿吨,建材行业耗煤5亿吨,化工行业耗煤2.8亿吨2。从上述行业耗煤数量可以看出,电力行业一直是国家大气污染治理的重点。随着国家对火电行业烟气排放的治理、污染物排放技术和装备的发展应用、以及超低排放的全面实施,火电行业已由大气污染控制的重点行业,转变为大气污染防治的典范行业。截至2018年底,全国达到超低排放限制的煤电机组约8.1亿千瓦,占全国煤电总装机容量的80%,火电超低排放改造已步入尾声。
相比煤电行业污染物持续减排,非电行业对我国污染排放影响越来越大,我国钢铁产量占世界的50%,水泥占60%,平板玻璃占50%,电解铝占65%,且分布了40多万台量大面广的燃煤锅炉,城中村、城乡接合部和农村的采暖用煤数量更是惊人。其中,SO2、NOx、烟粉尘的排放量占全国3/4以上。以京津冀及周边7省市地区为例,700多万吨的SO2排放中,非电行业和民用散煤的排放高达580万吨,占了83%,非电行业将成为下一阶段打赢“蓝天保卫战”的关键所在。同时,非电行业污染物排放占工业行业污染物排放的比例已提高到九成,2017年烟粉尘、SO2、NOx排放量达到966万吨、888万吨、1,010万吨,成为大气污染物排放的主要来源。

    2015年与2017年非电行业污染物排放量及占比

数据来源:公开资料整理

    2018年7月,国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,要求持续推进工业污染源全面达标排放,将烟气在线监测数据作为执法依据,加大超标处罚和联合惩戒力度,未达标排放的企业一律依法停产整治。随后,山西、山东、河北、内蒙古、江苏、河南等地纷纷出台地方的《打赢蓝天保卫战三年行动计划实施方案》,推进钢铁等重点行业的超低排放改造工作。在政策支持下,非电工业领域提标改造的市场空间逐渐扩大,将成为大气治理下一个风口。

    二、烟气治理行业发展进程

    烟气治理行业具有明显的政策导向性,国家环保政策在烟气治理行业的发展进程中起到了巨大的推动作用。我国的烟气治理按行业属性可分为火电行业和非电行业烟气治理两大类。

    (1)火电行业烟气治理

    火电行业是SO2和NOx排放的最主要的工业部门,是国家烟气治理的重中之重。早在1973年,我国就颁布了《工业“三废”排放试行标准》(GBJ4-73),首次以国家标准的方式对火电厂大气污染物排放提出限值《火电厂大气污染物排放标准》要求。1991年,国家环保部颁布了《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB13223-91),替代了GBJ4-73中有关于火电厂大气污染物排放标准部分。之后,国家分别于1996年、2003年、2011年对上述标准进行了修订,逐渐降低火电厂大气污染物排放限值,火电烟气治理业务得到了迅速发展。

    2015年国家环保部、发改委、能源局印发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,要求到2020年,全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3)。截至2018年底,全国达到超低排放限制的煤电机组约8.1亿千瓦,占全国煤电总装机容量的80%,电力行业超低排放改造已接近尾声,火电烟气治理市场进入平稳发展阶段。

    (2)非电行业烟气治理

    与火电行业相比,非电行业受政策关注度不足,烟气治理改造推进稍显缓慢。虽然部分非电行业已采取了一些治理措施,但其排放标准和治理水平远低于火电行业。

    火电行业及主要非电行业大气污染物排放标准(单位:mg/Nm3)

数据来源:公开资料整理

    非电领域所涉行业较多,各行业烟气工况特性存在很大差异,且排放温度普遍较低、波动范围大,与火电行业相对单一稳定的烟气工况存在较大不同,给非电行业烟气治理技术的研发和应用带来了一定的挑战。近几年,随着低温烟气脱硝治理技术的改进突破、国家对非电行业烟气污染物减排政策的推进,非电行业烟气治理成为大气环境治理的重点,市场需求将呈现出快速增长态势。

    三、钢铁、焦化、水泥等行业市场的需求和容量

    烟气治理行业属于环保产业,具有明显的政策导向性,市场的需求和容量与国家环保政策息息相关。随着政府不断加大非电行业的烟气治理力度,非电工业领域将成为大气污染治理的下一个风口。据测算,钢铁、水泥、平板玻璃、陶瓷、非电燃煤锅炉等主要非电行业的大气治理市场空间之和为1,999亿元-3,044亿元。

    (1)钢铁行业的需求和容量

    钢铁行业从炼焦、烧结、炼铁、炼钢到轧钢整个冶炼工艺均涉及不同类型污染物,涵盖着废气、废水和废渣三种类型。具体而言,烧结和炼焦环节主要产生硫氧化物、NOx和烟尘等废气,炼铁及炼钢环节主要产生炉渣等固体废弃物,而轧钢环节产生的污染物则主要是冷却水等废水污染。其中,烧结和炼焦环节产生的硫氧化物、NOx和烟粉尘等气体污染物最为严重,烧结球团烟气产生的SO2占钢铁企业排放总量约70%,个别企业达到90%左右(不含燃煤自备电厂产生的SO2)。

    在污染物排放占比方面,钢铁行业是仅次于发电行业的第二大污染行业,减排空间巨大。2015年钢铁行业废气排放量达17.38万亿立方米,占工业废气排放总量的26%。烟粉尘、SO2、NOx排放总量达357万吨、174万吨、104万吨,占工业排放总量的32%、12%、9%7。2018年5月出台的《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》指出具备条件的钢铁企业要实施超低排放改造,重点推进粗钢产能200万吨及以上的钢铁企业实施超低排放改造,力争2020年底前完成钢铁产能改造4.8亿吨、2022年底前完成5.8亿吨、2025年底前完成改造9亿吨左右。随着钢铁行业污染物超低排放的临近,钢铁行业烟气治理设施新建及改造市场将会迎来爆发式增长。

    钢铁烧结大气治理市场容量会增长约552.8亿元,其中2018年将释放五分之一,约100亿元,随着钢铁超低排放的不断推进,2019年和2020年将分别释放184亿元和268亿元。

    

数据来源:公开资料整理

    (2)焦化行业的需求和容量

    炼焦化学工业是指炼焦煤按生产工艺和产品要求配比后,装入隔绝空气的密闭炼焦炉内,经高、中、低温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品的工艺过程。炼焦炉型包括:常规机焦炉、热回收焦炉、半焦(兰炭)炭化炉三种。我国以常规机焦炉为主,截至2014年,炭化室高度5.5m及以上大型常规机焦炉占焦炭总产能43%左右。焦化生产过程中排入大气的环境污染物,主要源于煤在干馏、结焦等化学加工转化过程中流失于环境的有害物质,其成分非常复杂,主要污染物为二氧化碳、NOx、多环芳烃、酚类氰化物、硫氧化物、重金属以及二噁英类等。

    其中,焦炉烟气是焦化企业最主要的废气污染源,约60%的SO2及90%的NOx来源于此。2015年,焦化行业主要污染物烟粉尘、SO2、NOx排放量分别为28.3万吨/年、36.5万吨/年、24.6万吨/年。

    截至2017年底,全国焦化产能6.5亿吨,其中约66%为独立焦化厂,34%为钢厂自有焦化厂,大部分产能仍在采用污染大但成本投入小的湿熄工艺。其中,钢厂焦化厂干熄焦比例为78%(十三五规划要求钢厂焦化厂干熄焦比例提高至90%),独立焦化厂干熄焦比例仅有16%。2018-2020年之间,仍有4,000万吨焦化新增产能陆续释放。2012年10月1日正式施行的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求,自2015年1月1日起,现有企业开始执行新的污染物排放标准。其中,机焦炉、半焦炉颗粒物、SO2、NOx的排放限值分别降至30mg/m3、50mg/m3、500mg/m3(前值分别为50mg/m3、100mg/m3、800mg/m3);热回收焦炉颗粒物、SO2、NOx的排放限值分别降至30mg/m3、100mg/m3、200mg/m3(前值分别为50mg/m3、200mg/m3、240mg/m3);焦炉烟囱颗粒物、SO2、NOx的特别排放限值分别为15mg/m3、30mg/m3、150mg/m3。

    2018年年初,环保部正式下发《关于京津冀大气污染传输通道城市执行大气污染物特别排放限值的公告》,要求处于“26+2”城市的焦化企业,自2019年10月1日起,执行SO2、NOx、颗粒物和挥发性有机物特别排放限值。随着环保常态化推进,部分不在“26+2”名单中的城市,也自发执行特别排放限值标准。为达到特别排放限值要求,焦化企业必须从除尘脱硫脱硝工艺方面进行一系列的环保改造升级。其中,在脱硝工艺方面,具有较高脱硝效率的SCR脱硝工艺自然就成为了焦化企业的首要选择。由于焦炉烟道废气温度较低,难以直接使用高温催化剂,所以低温SCR脱硝工艺逐渐成为焦化行业脱硝的主流工艺。2016年,纳入中国炼焦行业协会统计的焦化企业约700家,焦炉总数量约2,000座,但绝大部分炼焦企业达不到新《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的排放要求,需要进行焦炉脱硝改造或者新建脱硝设施。按每条焦化生产线的烟气脱硝治理投资需1,500-3,000万元来计算,市场容量大约在300-600亿元。10经过近几年治理,焦化行业目前仍有大量的企业未能完成排放改造或者达到新的特别排放限值要求,市场空间广阔。

    (3)水泥行业需求和容量

    水泥行业是重污染行业,其排放的SO2、粉尘、NOx分别占工业系统的10%、12%、16%11。而我国是水泥生产大国,水泥产量长期稳居世界第一,2016年至2018年,全国水泥产量分别能达到24.10亿吨、23.31亿吨及22.10亿吨。近年来,中央和地方政府对水泥行业加强管控,要求其提高生态效益和可持续发展能力。2013年12月,新修订的《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)发布,新标准重点提高了对水泥行业NOx和PM的排放控制要求,《标准》规定新建企业自2014年3月1日起,现有企业自2015年7月1日起,水泥窑及窑尾余热利用系统中颗粒物、SO2和NOx的排放限值分别为30mg/m³、200mg/m³和400mg/m³;水泥窑及窑尾余热利用系统中颗粒物、SO2和NOx的特别排放限值分别为20mg/m³、100mg/m³和320mg/m³。2017年6月,江苏省出台《关于开展全省非电行业NOx深度减排的通知》,其中要求:自2019年6月1日前,江苏省全省水泥行业实现水泥窑烟气NOx排放浓度不高于100mg/m³。

    2018年2月,河南省发布2018年大气污染防治攻坚战实施方案,探索实施重点行业超低排放改造。对于水泥行业,2018年10月底前,鼓励在水泥熟料企业试点开展超低排放改造。完成超低排放改造后,水泥窑废气在基准氧含量10%的条件下,颗粒物、SO2、NOx排放浓度要分别不高于10mg/m³、50mg/m³、150mg/m³。

    截止到2016年,水泥行业脱硝装置安装率超过85%,但是排放标准宽松。SNCR技术在水泥行业脱硝应用广泛,但脱硝效率不高,同时还存在氨逃逸的隐患。随着各地方不断出台或探索实施更加严格的排放标准,水泥行业现有脱硝装备将无法满足环保要求,在水泥行业推动SCR脱硝技术应用势在必行。水泥行业烟气出口温度较高,但是该高温区烟气含尘量大,催化剂易受飞灰侵蚀,不利于高温脱硝,故在除尘后采用低温脱硝技术具有明显的优势。截至2018年底,全国共有水泥熟料生产线1,681条,超低排放改造空间巨大。

    (4)工业锅炉需求和容量

    我国燃煤工业锅炉保有量大,分布广,能耗高,污染重,能效和污染控制整体水平与国外相比存在一定的差距,节能减排潜力巨大。2018年,各地区将加快淘汰10蒸吨及以下燃煤小锅炉,全面启动城市建成区35蒸吨及以下燃煤锅炉淘汰工作。到2020年,空气质量不达标的地区要淘汰10蒸吨以下的工业燃煤锅炉,其他区域保留下来的锅炉要达到超低排放限值的要求。截至2016年底,我国锅炉保有量为53万台左右,假设80%是燃煤工业锅炉,即42.4万台。截至2017年,工业锅炉约有43万蒸吨。锅炉的超低排放改造和电厂相似,10万KW的机组和35蒸吨的锅炉规模接近,因此改造投资费用也接近。假设需改造燃煤工业锅炉占50%,即21.2万台,每台平均烟气改造费用为20万元,则工业燃煤锅炉超低排放改造市场空间大约有400亿元。

    (5)平板玻璃、陶瓷工业、砖瓦工业需求和容量

    根据《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿),国家拟对平板玻璃、陶瓷工业、砖瓦工业三个行业新增特别排放限值,具体情况如下:

    

数据来源:公开资料整理

    目前,平板玻璃行业执行《平板玻璃工业大气污染物排放标准》(GB26453-2011)的要求,玻璃熔窑颗粒物、SO2、NOx限值分别为50mg/m3、400mg/m3、和700mg/m3;陶瓷行业执行《陶瓷工业大气污染物排放标准》(GB25464-2010)及2014年修改单的要求,陶瓷窑颗粒物、SO2、NOx限值分别为50mg/m3、400mg/m3、和700mg/m3;砖瓦行业执行《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB29620-2013)的要求,人工干燥及焙烧窑颗粒物、SO2、NOx限值分别为30mg/m3、300mg/m3、和200mg/m3。如上述非电行业的大气污染物新增特别排放限值得以全面执行,则可产生提标改造市场约

    414亿元,具体如下:

数据来源:公开资料整理

    (6)垃圾焚烧行业需求和容量

    随着城市化进程的加快,以及生活水平的不断提升,生活垃圾的产生量与日俱增,一些城市甚至出现了“垃圾围城”现象。尽管目前我国垃圾处理方式主要还是填埋,但垃圾焚烧相对于填埋具有节省用地、处理速度快、减容效果好、污染排放低、能源循环利用等优点而逐渐受到政府部门重视。利用垃圾焚烧发电,不仅解决了垃圾处理问题,同时变废为宝,产生电能,其社会价值、经济价值较高。我国新建的垃圾焚烧发电厂数量逐年增加,焚烧法在生活垃圾处理方式中所占的比例也逐年上升。《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提出,到2020年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到59.14万吨/日,焚烧占比达到54%(2015年全国城镇生活垃圾焚烧处理能力为23.52万吨/日,焚烧占比为31%)。若完全实现此目标,则2015-2020年,垃圾焚烧市场将保持20.25%的复合增速。

    生活垃圾在焚烧过程中,会产生大量含有颗粒物、HCL、SO2、NOX等有害物质的烟气。随着国家对环境保护的逐渐重视和公民环保意识的加强,环保标准也日益严格。污染物排放标准的提升以及行业监管力度的持续加大将刺激垃圾焚烧烟气治理订单加速释放, 2018-2020年生活垃圾焚烧烟气治理市场空间高达180亿元。

    四、影响行业发展的有利及不利因素

    1、有利因素

    (1)国家政策的鼓励与支持推动行业快速发展
烟气治理行业的发展与国家产业政策具有很强的关联性,政策是行业发展的重要推动力量。随着环境问题越来越突出,国家及地方政府继续加大对大气环境的综合整治力度,全面提高大气污染物排放标准,先后出台了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2017年版)》、《“十三五”生态环境保护规划》、《“十三五”节能环保产业发展规划》、《国家环境保护标准“十三五”发展规划》、《“十三五”节能减排综合工作方案》、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等一系列政策,有力推动了烟气治理行业的快速发展。

    (2)公众环保意识的增强有利于提高行业关注度

    随着社会经济的发展和居民生活水平的提高,人们对健康环境的需求不断提高,公众环保意识逐步增强,公众监督与社会舆论对环保政策的贯彻执行起到了积极的推动作用。社会公众环保意识的增强及舆论监督力度的加强,有效地推动了企业的环保投资,促进环保政策的贯彻落实。

    (3)下游行业经营业绩回升为烟气治理业务发展奠定坚实基础

    非电行业一度受产能过剩影响,盈利能力不佳,导致其减排进展较为缓慢。但随着2016年开始的供给侧改革的深入,非电行业中的先进企业开始逐渐享受供给端收缩带来的产品价格上涨,经营业绩得到明显改善,盈利大幅提升。下游行业盈利能力的大幅回升,为非电行业烟气治理业务的发展奠定了坚实的资金基础。

    (4)技术创新助力行业的发展

    烟气治理技术水平决定着烟气治理的质量与效率。国内烟气治理行业技术水平不断提升,极大促进了行业的发展。除尘领域,电除尘技术、布袋除尘技术以及电袋复合除尘技术已达到国际先进水平,足以实现燃煤烟气的超低排放。脱硫领域,燃煤烟气脱硫技术经过多年的发展,技术水平已从过去的高成本低效率发展到现在的低成本高效率,湿法、半干法、干法等多种工艺技术均已十分成熟。脱硝领域,高温SCR烟气脱硝技术已从纯粹引进国外先进技术向国内自有技术发展;随着国内低温SCR脱硝催化剂的工程化推广应用,低温SCR脱硝技术也已日益成熟。

    2、不利因素

    (1)受环保产业政策影响较大

    烟气治理行业的发展与国家制定的环保标准以及政策的执行力度密切相关,对政策有较强的依赖性。如果未来国家环保政策有所放宽、监管力度有所减弱、或者相关政策未能得到有效执行,将会对行业发展产生不利影响。

    (2)创新能力有待提高

    近年来,随着国家对环保产业的投入不断加大,烟气治理行业的企业数量不断增加。除少数规模较大的企业外,大部分企业规模较小,技术水平较低,创新能力有限,无法满足不断提高的环保要求,制约了行业的发展。

    (3)融资方式单一,融资规模受限

    烟气治理服务业务合同金额高,存在一定的项目周期,对企业的资金实力要求较高。行业内大多数企业的主要融资渠道为银行,融资规模有限,融资成本较高。资金实力的不足制约着行业的发展。

    五、行业技术水平及技术特点

    1、除尘技术

    除尘是指从烟尘、粉尘等含尘气体中去除颗粒物以减少其向大气排放的技术措施。目前,应用比较广泛的除尘技术可分为如下五类:

    

数据来源:公开资料整理

    布袋除尘、电除尘和电袋复合除尘是我国目前主流的除尘技术,广泛应用于水泥、钢铁、有色金属、电力、机械、化工等诸多行业,其中袋式除尘具有可高效净化细颗粒物、处理风量范围广、粉尘性质影响小等特点,在有效去除PM10、PM2.5微细粒子的同时,还可兼顾去除SO2、汞和二噁英等其他污染物,实现对多污染物的协同控制。以“袋式除尘为核心的协同控制”技术正逐渐成为我国大气污染治理首选的技术路线。

    2、脱硫技术

    脱硫是指除去烟气中的硫及其化合物(主要为SO2)。按照脱硫过程中是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫技术可分为干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫三类。

    (1)干法烟气脱硫技术

    干法烟气脱硫系指脱硫剂在干燥状态下进行反应,吸收烟气中的SO2,且最终脱硫产物以干燥状态排出的脱硫技术,主要包括钠基干法脱硫和活性炭(焦)吸附法脱硫等。

    

数据来源:公开资料整理

    活性炭(焦)吸附法脱硫中使用的活性炭(焦)可以循环使用。对使用后的活性炭(焦)进行加热,活性炭(焦)所吸附的硫酸会被活性炭(焦)还原为SO2,从而使活性炭(焦)恢复吸附性能,但是活性炭(焦)会有损耗。

    (2)半干法烟气脱硫技术

    半干法烟气脱硫中,脱硫剂会在水的参与下进行反应,吸收烟气中SO2。反应过程中,添加的水会被蒸发,脱硫产物仍以干燥状态排除。半干法烟气脱硫技术主要包括SDA(旋转喷雾干燥法脱硫技术)和CFB(循环流化床脱硫技术)等。

    

数据来源:公开资料整理

    (3)湿法烟气脱硫技术

    湿法烟气脱硫是指运用液体吸收剂在湿式脱硫塔内反应吸收烟气中的SO2,是一种脱硫和产物处理均在湿态下的烟气脱硫技术。其原理是含有SO2的烟气在湿式脱硫塔内与液态脱硫剂充分接触反应,把气态的SO2变为液态的含硫化合物,以达到脱硫的目的。湿法烟气脱硫技术主要包括石灰石/石膏法脱硫、氨法脱硫等。

    

数据来源:公开资料整理

    3、脱硝技术

    (1)烟气脱硝技术

    脱硝技术可以分为燃烧前脱硝、燃烧中脱硝和燃烧后脱硝三种。当前,对燃烧前脱硝的研究很少,几乎所有的研究都集中在燃烧中和燃烧后脱硝。低氮燃烧技术是普遍采用的燃烧中脱硝技术,主要包括低氮燃烧器、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和废气再循环等技术。但低氮燃烧技术脱硝效率低,难以适应国家日益严格的氮氧化物排放标准。

    燃烧后脱硝技术又被称为烟气脱硝技术。SCR脱硝技术(选择性催化还原脱硝技术)、SNCR脱硝技术(选择性非催化还原脱硝技术)是目前十分成熟的烟气脱硝技术。其中,SCR脱硝技术以其较高的脱硝效率,成为应用最广泛的烟气脱硝技术。

    

数据来源:公开资料整理

    (2)SCR脱硝催化剂

    SCR脱硝催化剂是在SCR脱硝过程中促使还原剂与烟气中的NOx在一定温度下发生化学反应,从而选择性地将NOx转化成N2和H2O的重要物质,是脱硝系统的核心部件。工程化应用的SCR催化剂基本上是以TiO2(二氧化钛)为载体,以V2O5(五氧化二钒)为主要活性成份,多采用平板式、蜂窝式和波纹式等结构。

    

数据来源:公开资料整理

    SCR脱硝技术是火电行业广泛采用的烟气脱硝技术,其使用的高温SCR脱硝催化剂常规治理温区一般为320℃-400℃,如果SCR反应器入口烟气温度低于这个温区,就会使得SCR脱硝催化剂活性无法始终维持在最佳状态,从而导致还原剂氨的逃逸量增加,降低脱硝效率。同时,逃逸的氨会和烟气中的SO3在一定的温度下(通常为250℃以下)发生化学反应,生成NH4HSO4,液态的NH4HSO4具有很强的黏性,会吸附飞灰附着在催化剂表面,影响催化剂的催化功能,进一步降低SCR脱硝系统的脱硝效率。

    非电行业所含行业较多,受不同行业生产工艺等条件的影响,各行业的烟气状况具有不同的特点。焦炉烟道废气具有烟气温度较低(多数在200℃-250℃之间)、烟气成分复杂、烟气NOx含量差别大等特点。钢铁烧结烟气具有烟气温度低且变化范围大(一般在120℃-180℃之间)、烟气量大且分布不均匀、烟气中SO2浓度变化大、烟气成分复杂等特点。水泥窑“原始”烟气温度较高(300℃以上),但存在含尘量大、含有大量碱和碱土金属等特点,而高尘容易堵塞、磨损催化剂,碱金属则易使催化剂表面封堵或中毒,十分不利于高温SCR脱硝;如果将SCR脱硝反应器布置在除尘器后,此时烟气温度又会被降低至高温催化剂常规治理温区之下。所以对于非电行业主要的几个细分行业来说,若使用高温SCR脱硝催化剂,就需要对烟气进行加热,会大幅增加企业的运营成本。

    相比而言,低温SCR脱硝催化剂在较低的温度条件下仍能保持很高活性,在保证满足脱硝效率的前提下,能够避免或减少非电行业企业对烟气进行加热。所以,非电行业使用低温SCR脱硝催化剂可以有效帮助企业降低能耗、节约能源、完成污染物NOx的达标排放改造,具有明显的竞争优势和社会、经济价值。

    相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国烟气治理产业运营现状及发展前景分析报告》 

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