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富氧助燃节能装置成为水泥行业节能减排的新式

时间:2021-01-28 06:11

  去年冬天以来,我国大范围地区频频遭遇雾霾天气。在京津冀雾霾天气的专项研究中,专项组检出了大量含氮有机颗粒物,中国科学院研究员认为这是“最危险的信号”,因为这就是“洛杉矶上世纪光化学烟雾的主要成分之一”。眼下,民众无不谈霾色变,对重获蓝天的渴望越发强烈。

  环保部副部长吴晓青日前表示,加强环保立法,完善法律制度是解决包括雾霾在内的大气污染的根本途径,环保部将大力推动《大气污染防治法》的修订。正在召开的全国两会上,大气污染防治也被认为是代表委员们最为关注的焦点之一。据了解,民建中央公布的第一批提案中,关于加强我国大气污染治理的提案被放在首位。

  3月5日,国务院总理在政府工作报告中指出:要顺应人民群众对美好生活环境的期待,大力加强生态文明建设和环境保护。生态环境关系人民福祉,关乎子孙后代和民族未来。要坚持节约资源和保护环境的基本国策,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展。要加快调整经济结构和布局,抓紧完善标准、制度和法规体系,采取切实的防治污染措施,下决心解决好关系群众切身利益的大气、水、土壤等突出环境污染问题,改善环境质量,维护人民健康,用实际行动让人民看到希望。

  春节前,针对雾霾带来的恶劣影响,北京市启动了大气污染应急减排措施,103家重点排污企业停产。目前,北京市的水泥行业多数都已停产、限产。断臂减排,已成为诸多环京水泥企业为应对雾霾天气所作出的共同选择。

  据北京市经信委主任靳伟近日透露,今年全市还将通过关停退出200余家高排放企业等方式,以推动工业大气污染治理。此次行动主要集中在建材、化工、铸造等行业,建材行业约占75%,其中水泥行业首当其冲。

  水泥行业是高能耗、高污染的行业。目前我国拥有水泥企业5000余家,2012年全国水泥总产量约达22亿吨,已连续24年位居世界第一。水泥行业能源消耗总量约占全国能源消耗总量的5.6%以上,煤炭消费量占全国煤炭消费量的6.7%以上(2007年数据)。

  据业内专家介绍,以国内比较主流的生产线吨的生产线度电。燃煤有碳排放,耗电也有碳排放,水泥生产过程中,石灰石分解有碳排放。按照我国水泥行业的现有水平,生产1吨水泥熟料约排放940千克二氧化碳。水泥行业生产排放的二氧化碳约占我国工业生产二氧化碳排放总量的20%。

  记者在《我国水泥行业大气污染物技术控制现状》一文中了解到,根据我国每年的水泥总产量推算,我国目前因水泥生产向大气排放的粉尘量约为350万吨,排放量约占全国产业排放总量的30%,此外,水泥工业硫化物、氮氧化物等有害气体排放远高于国际先进水平。

  资料显示,2011年,我国二氧化硫排放总量为2217.9万吨,工业源就占到2016.5万吨;氮氧化物排放总量为2404.3万吨,工业源则占到2404.3万吨。

  节约资源和保护环境是我国的基本国策,推进节能减排工作,加快建设资源节约型、环境友好型社会是我国经济社会发展的重大战略任务。

  2月19日,环境保护部部长周生贤主持召开环境保护部常务会议,决定将对包括19个省(区、市)的47个地级及以上城市在内的重点控制区,对火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等六大重污染行业及燃煤工业锅炉的新建项目,火电、钢铁、石化工业以及燃煤工业锅炉的现有项目,实施特别排放限值,严格控制大气污染物新增量。有媒体将其评为大气污染防治的“最严”产业政策。

  根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,到2015年,上述重点区域二氧化硫、氮氧化物、工业烟粉尘排放量须分别下降12%、13%、10%。京津冀、长三角、珠三角的细颗粒物年均浓度须下降6%。

  此外,《节能减排“十二五”规划》中也明确要求,到2015年,全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨,比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨各减少8%,分别新增削减能力601万吨、654万吨;全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238万吨、2046.2万吨,比2010年的264.4万吨、2273.6万吨各减少10%,分别新增削减能力69万吨、794万吨。

  针对水泥行业,在2012年11月环境保护部就发布了《水泥工业大气污染物排放标准》等4项国家水泥环境保护标准征求意见稿,其中水泥颗粒物排放和氮氧化物排放控制指标大幅提升。目前,这些标准(包含特别排放限值)已经完成第一次征求意见,预计不期将出台。

  一位业内人士表示,作为水泥产业,不主动降耗减排对企业今后的发展将岌岌可危。只有不断提升技术水平,降低能耗,减少污染,才是最佳选择。因为淘汰落后产能、进行技术革新已是我国水泥行业发展的一个重要趋势。

  水泥产业是工业领域节能减排的重点和难点,其节能减排效果对完成我国能源消耗目标、工业可持续发展起着举足轻重的作用。

  国务院在《节能减排“十二五”规划》中明确要求水泥熟料综合能耗(千克标准煤/吨)要由2010年的115下降到2015年的112;并要求实施燃煤锅炉和锅炉房系统节能改造,提高锅炉热效率和运行管理水平。到2015年工业锅炉、窑炉平均运行效率分别比2010年提高5个和2个百分点。“十二五”时期要形成7500万吨标准煤的节能能力。

  节能新技术、新产品是完成节能减排任务的利器。因此,《规划》中要求,对节能效果好、应用前景广阔的关键产品或核心部件组织规模化生产,提高研发、制造、系统集成和产业化能力。“十二五”时期产业化推广30项以上重大节能技术,培育一批拥有自主知识产权和自主品牌、具有核心竞争力、世界领先的节能产品制造企业,形成1500万吨标准煤的节能能力。

  在水泥生产中,煤耗基本占到整个熟料生产成本的一半以上,如何降低煤耗直接关系到水泥企业的经济效益。近几年来,一种采用膜法制氧的富氧助燃节能装置,在我国已成功应用于水泥、石灰等行业的回转窑,因节能效果显著而备受业界关注。

  2012年8月18日,MZYR-12000富氧助燃节能装置在中国企业500强河南天瑞集团汝州水泥有限公司日产5000吨的水泥回转窑上投入试运行。这是目前我国水泥炉窑配备的最大富氧助燃装置。经效果试验,炉窑火焰温度提高了200℃,二次风温提高100℃。2012年11月经运行对比测试节煤率达到8.18%以上。加装富氧助燃装置后熟料的28d抗压强度达到了53.2MPa,与未加装富氧助燃装置比较,熟料抗压强度提高了2.8MPa,熟料的质量得到了改善。通过在线仪表进行测试,加装富氧助燃装置后,水泥窑排放烟气中NOx浓度降低了15.64%,SO2浓度降低了7.71%,同时烟气流速降低了2.28%,总烟气排放量有所减少,取得了较好排放效益。烟气排放指标都呈下降趋势,各项指标均达到了合同要求。目前,该装置已正式成功投入运行,节能效果显著,具有典型推广意义。

  记者在水泥行业调查了解到,枣庄中联水泥有限公司、都江堰拉法基水泥有限公司等多家水泥企业已与富氧助燃节能装置生产企业签订了购买设备协议。

  除了在水泥产业,富氧助燃节能装置在石灰回转炉窑上的节能效果同样显著。2009年8月,我国首台应用于石灰回转窑的富氧助燃节能装置在济南钢铁集团耐火材料有限责任公司投入运行。在不增加燃料前提下炉膛火焰温度升高109℃,产品产量增加12.34%,节能率达到10.3%。

  显著的节能效果,让该公司又购置了第二台富氧助燃节能装置,并于2010年4月投入运行,ag百家了乐八大技巧。综合节能率达10%以上。

  “节能减排是我们企业应当承担的社会责任。我们高度认识能源危机的迫切性和重要性,把节能减排作为硬任务,使经济增长建立在节约能源资源和环境保护的基础上,实现了经济又好又快发展。”该公司董事长张吉江如是说。

  我国现有各种工业炉窑约80万台,年耗用燃料约3亿吨标准煤,其中水泥回转炉窑每年消耗煤炭2.3亿吨。如果富氧助燃节能技术在10%的工业炉窑上推广使用,平均节煤率按10%计算,年可节约标准燃煤300万吨,每吨标准煤按980元计算,年可产生社会经济效益29.4亿元。同时还可以减少排放烟气量4254万吨,减少排放二氧化碳750万吨。

  “能源科技创新是节能减排、提高能效、推动能源生产和利用方式变革的关键因素,科技决定能源的未来,科技创造未来的能源。从长远看,未来最终能否解决能源问题,并不取决于对能源资源的拥有,而是取决于对能源科技的拥有,取决于能源科技革命的突破性进展。”国家能源局副局长吴吟在一次能源高端论坛上如此阐述。

  膜法制氧、富氧助燃节能技术的诞生,就可称为能源科技革命的突破性进展。作为近代燃烧技术创新的一次重大突破,它较好的解决了窑炉燃烧中因缺氧导致热效率低下的问题,并减少烟气的排出,实现了节约能源和保护环境,被誉为燃烧领域的“二次革命”,发达国家称之为“资源的创造性技术”。

  就我国而言,应用膜法制氧、富氧助燃节能技术的历程还很短。烟台华盛燃烧设备工程有限公司是目前国内唯一一家将膜法制氧、富氧助燃节能装备大型化、产业化的企业。

  河南天瑞集团汝州水泥有限公司、济南钢铁集团耐火材料有限责任公司、烟台海洋水泥有限公司、河北龙凤山炉料厂等企业使用的富氧助燃节能装置均产自这家企业。

  记者了解到,近年来该公司不断加大科技研发力度,生产的回转炉窑富氧助燃节能装置填补了该领域的国内空白,获得国家发明专利;2007年被授予山东省优秀节能新技术新产品奖;2009年通过山东省科技厅组织的技术成果鉴定,达到国内领先水平;2010年被列入“十二五”期间山东省重点节能技术、产品和设备第一批推广目录。

  据烟台华盛燃烧设备工程有限公司董事长姜政华介绍,膜法制氧技术、富氧助燃的燃烧机理是以空气为原料,通过高分子膜在压力差的作用下产生出浓度为30%的富氧空气,再通过助燃装置将30%的氧气送入燃烧设备中,使燃料在富氧燃烧中极大地转化成热能,大幅提高工业炉窑燃烧效率,达到节能目的。该公司拓宽了应用领域,富氧助燃节能装置大型化可达24000m3/h,彻底改变了传统用空气助燃的历史,开辟了水泥回转窑燃烧领域的新篇章。

  为实现“十二五”节能减排目标,国务院在《规划》中明确要求,加快推广先进、成熟的新技术、新工艺、新设备和新材料。记者了解到,“十二五”期间建材行业水泥炉窑技改项目首次把富氧燃烧改造列为唯一项目,由国家发改委和财政部给予重点资金支持。

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