去年冬天以來,我國大范圍地區頻頻遭遇霧霾天氣。在京津冀霧霾天氣的專項研究中,專項組檢出了大量含氮有機顆粒物,中國科學院研究員認為這是“最危險的信號”,因為這就是“洛杉磯上世紀光化學煙霧的主要成分之一”。眼下,民眾無不談霾色變,對重獲藍天的渴望越發強烈。
環保部副部長吳曉青日前表示,加強環保立法,完善法律制度是解決包括霧霾在內的大氣污染的根本途徑,環保部將大力推動《大氣污染防治法》的修訂。正在召開的全國兩會上,大氣污染防治也被認為是代表委員們最為關注的焦點之一。據了解,民建中央公布的第一批提案中,關于加強我國大氣污染治理的提案被放在首位。
3月5日,國務院總理溫家寶在政府工作報告中指出:要順應人民群眾對美好生活環境的期待,大力加強生態文明建設和環境保護。生態環境關系人民福祉,關乎子孫后代和民族未來。要堅持節約資源和保護環境的基本國策,著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展。要加快調整經濟結構和布局,抓緊完善標準、制度和法規體系,采取切實的防治污染措施,下決心解決好關系群眾切身利益的大氣、水、土壤等突出環境污染問題,改善環境質量,維護人民健康,用實際行動讓人民看到希望。
水泥行業是當前我國治理大氣污染的重要領域
春節前,針對霧霾帶來的惡劣影響,北京市啟動了大氣污染應急減排措施,103家重點排污企業停產。目前,北京市的水泥行業多數都已停產、限產。斷臂減排,已成為諸多環京水泥企業為應對霧霾天氣所作出的共同選擇。
據北京市經信委主任靳偉近日透露,今年全市還將通過關停退出200余家高排放企業等方式,以推動工業大氣污染治理。此次行動主要集中在建材、化工、鑄造等行業,建材行業約占75%,其中水泥行業首當其沖。
水泥行業是高能耗、高污染的行業。目前我國擁有水泥企業5000余家,2012年全國水泥總產量約達22億噸,已連續24年位居世界第一。水泥行業能源消耗總量約占全國能源消耗總量的5.6%以上,煤炭消費量占全國煤炭消費量的6.7%以上(2007年數據)。
據業內專家介紹,以國內比較主流的生產線為例,日產5000噸的生產線出產1噸水泥,就要消耗約100公斤標準煤、90度電。燃煤有碳排放,耗電也有碳排放,水泥生產過程中,石灰石分解有碳排放。按照我國水泥行業的現有水平,生產1噸水泥熟料約排放940千克二氧化碳。水泥行業生產排放的二氧化碳約占我國工業生產二氧化碳排放總量的20%。
記者在《我國水泥行業大氣污染物技術控制現狀》一文中了解到,根據我國每年的水泥總產量推算,我國目前因水泥生產向大氣排放的粉塵量約為350萬噸,排放量約占全國產業排放總量的30%,此外,水泥工業硫化物、氮氧化物等有害氣體排放遠高于國際先進水平。
資料顯示,2011年,我國二氧化硫排放總量為2217.9萬噸,工業源就占到2016.5萬噸;氮氧化物排放總量為2404.3萬噸,工業源則占到2404.3萬噸。
水泥等行業將面臨大氣污染防治“最嚴”產業政策
節約資源和保護環境是我國的基本國策,推進節能減排工作,加快建設資源節約型、環境友好型社會是我國經濟社會發展的重大戰略任務。
2月19日,環境保護部部長周生賢主持召開環境保護部常務會議,決定將對包括19個省(區、市)的47個地級及以上城市在內的重點控制區,對火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等六大重污染行業及燃煤工業鍋爐的新建項目,火電、鋼鐵、石化工業以及燃煤工業鍋爐的現有項目,實施特別排放限值,嚴格控制大氣污染物新增量。有媒體將其評為大氣污染防治的“最嚴”產業政策。
根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,到2015年,上述重點區域二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵排放量須分別下降12%、13%、10%。京津冀、長三角、珠三角的細顆粒物年均濃度須下降6%。
此外,《節能減排“十二五”規劃》中也明確要求,到2015年,全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347.6萬噸、2086.4萬噸,比2010年的2551.7萬噸、2267.8萬噸各減少8%,分別新增削減能力601萬噸、654萬噸;全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238萬噸、2046.2萬噸,比2010年的264.4萬噸、2273.6萬噸各減少10%,分別新增削減能力69萬噸、794萬噸。
針對水泥行業,在2012年11月環境保護部就發布了《水泥工業大氣污染物排放標準》等4項國家水泥環境保護標準征求意見稿,其中水泥顆粒物排放和氮氧化物排放控制指標大幅提升。目前,這些標準(包含特別排放限值)已經完成第一次征求意見,預計不期將出臺。
一位業內人士表示,作為水泥產業,不主動降耗減排對企業今后的發展將岌岌可危。只有不斷提升技術水平,降低能耗,減少污染,才是最佳選擇。因為淘汰落后產能、進行技術革新已是我國水泥行業發展的一個重要趨勢。
新技術讓水泥行業節能減排大有潛力可挖
水泥產業是工業領域節能減排的重點和難點,其節能減排效果對完成我國能源消耗目標、工業可持續發展起著舉足輕重的作用。
國務院在《節能減排“十二五”規劃》中明確要求水泥熟料綜合能耗(千克標準煤/噸)要由2010年的115下降到2015年的112;并要求實施燃煤鍋爐和鍋爐房系統節能改造,提高鍋爐熱效率和運行管理水平。到2015年工業鍋爐、窯爐平均運行效率分別比2010年提高5個和2個百分點?!笆濉睍r期要形成7500萬噸標準煤的節能能力。
節能新技術、新產品是完成節能減排任務的利器。因此,《規劃》中要求,對節能效果好、應用前景廣闊的關鍵產品或核心部件組織規?;a,提高研發、制造、系統集成和產業化能力。“十二五”時期產業化推廣30項以上重大節能技術,培育一批擁有自主知識產權和自主品牌、具有核心競爭力、世界領先的節能產品制造企業,形成1500萬噸標準煤的節能能力。
在水泥生產中,煤耗基本占到整個熟料生產成本的一半以上,如何降低煤耗直接關系到水泥企業的經濟效益。近幾年來,一種采用膜法制氧的富氧助燃節能裝置,在我國已成功應用于水泥、石灰等行業的回轉窯,因節能效果顯著而備受業界關注。
2012年8月18日,MZYR-12000富氧助燃節能裝置在中國企業500強河南天瑞集團汝州水泥有限公司日產5000噸的水泥回轉窯上投入試運行。這是目前我國水泥爐窯配備的最大富氧助燃裝置。經效果試驗,爐窯火焰溫度提高了200℃,二次風溫提高100℃。2012年11月經運行對比測試節煤率達到8.18%以上。加裝富氧助燃裝置后熟料的28d抗壓強度達到了53.2MPa,與未加裝富氧助燃裝置比較,熟料抗壓強度提高了2.8MPa,熟料的質量得到了改善。通過在線儀表進行測試,加裝富氧助燃裝置后,水泥窯排放煙氣中NOx濃度降低了15.64%,SO2濃度降低了7.71%,同時煙氣流速降低了2.28%,總煙氣排放量有所減少,取得了較好排放效益。煙氣排放指標都呈下降趨勢,各項指標均達到了合同要求。目前,該裝置已正式成功投入運行,節能效果顯著,具有典型推廣意義。
記者在水泥行業調查了解到,棗莊中聯水泥有限公司、都江堰拉法基水泥有限公司等多家水泥企業已與富氧助燃節能裝置生產企業簽訂了購買設備協議。
除了在水泥產業,富氧助燃節能裝置在石灰回轉爐窯上的節能效果同樣顯著。2009年8月,我國首臺應用于石灰回轉窯的富氧助燃節能裝置在濟南鋼鐵集團耐火材料有限責任公司投入運行。在不增加燃料前提下爐膛火焰溫度升高109℃,產品產量增加12.34%,節能率達到10.3%。
顯著的節能效果,讓該公司又購置了第二臺富氧助燃節能裝置,并于2010年4月投入運行,綜合節能率達10%以上。
“節能減排是我們企業應當承擔的社會責任。我們高度認識能源危機的迫切性和重要性,把節能減排作為硬任務,使經濟增長建立在節約能源資源和環境保護的基礎上,實現了經濟又好又快發展?!痹摴径麻L張吉江如是說。
我國現有各種工業爐窯約80萬臺,年耗用燃料約3億噸標準煤,其中水泥回轉爐窯每年消耗煤炭2.3億噸。如果富氧助燃節能技術在10%的工業爐窯上推廣使用,平均節煤率按10%計算,年可節約標準燃煤300萬噸,每噸標準煤按980元計算,年可產生社會經濟效益29.4億元。同時還可以減少排放煙氣量4254萬噸,減少排放二氧化碳750萬噸。
富氧助燃技術開辟了水泥爐窯節能減排的新篇章
“能源科技創新是節能減排、提高能效、推動能源生產和利用方式變革的關鍵因素,科技決定能源的未來,科技創造未來的能源。從長遠看,未來最終能否解決能源問題,并不取決于對能源資源的擁有,而是取決于對能源科技的擁有,取決于能源科技革命的突破性進展。”國家能源局副局長吳吟在一次能源高端論壇上如此闡述。
膜法制氧、富氧助燃節能技術的誕生,就可稱為能源科技革命的突破性進展。作為近代燃燒技術創新的一次重大突破,它較好的解決了窯爐燃燒中因缺氧導致熱效率低下的問題,并減少煙氣的排出,實現了節約能源和保護環境,被譽為燃燒領域的“二次革命”,發達國家稱之為“資源的創造性技術”。
就我國而言,應用膜法制氧、富氧助燃節能技術的歷程還很短。煙臺華盛燃燒設備工程有限公司是目前國內唯一一家將膜法制氧、富氧助燃節能裝備大型化、產業化的企業。
河南天瑞集團汝州水泥有限公司、濟南鋼鐵集團耐火材料有限責任公司、煙臺海洋水泥有限公司、河北龍鳳山爐料廠等企業使用的富氧助燃節能裝置均產自這家企業。
記者了解到,近年來該公司不斷加大科技研發力度,生產的回轉爐窯富氧助燃節能裝置填補了該領域的國內空白,獲得國家發明專利;2007年被授予山東省優秀節能新技術新產品獎;2009年通過山東省科技廳組織的技術成果鑒定,達到國內領先水平;2010年被列入“十二五”期間山東省重點節能技術、產品和設備第一批推廣目錄。
據煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華介紹,膜法制氧技術、富氧助燃的燃燒機理是以空氣為原料,通過高分子膜在壓力差的作用下產生出濃度為30%的富氧空氣,再通過助燃裝置將30%的氧氣送入燃燒設備中,使燃料在富氧燃燒中極大地轉化成熱能,大幅提高工業爐窯燃燒效率,達到節能目的。該公司拓寬了應用領域,富氧助燃節能裝置大型化可達24000m3/h,徹底改變了傳統用空氣助燃的歷史,開辟了水泥回轉窯燃燒領域的新篇章。
為實現“十二五”節能減排目標,國務院在《規劃》中明確要求,加快推廣先進、成熟的新技術、新工藝、新設備和新材料。記者了解到,“十二五”期間建材行業水泥爐窯技改項目首次把富氧燃燒改造列為唯一項目,由國家發改委和財政部給予重點資金支持。
據統計,截至2012年底,我國新型干法水泥生產線達到1637條,設計熟料產能達16億噸。如果這些生產線全部采用富氧助燃技術,按照節煤10%計,年可節煤1997.55萬噸,每噸標煤按980元計,全年可節約資金195.76億元人民幣。減少煙氣排放量163199.84萬Nm3,減少排放二氧化碳4993.88萬噸。業內專家認為,采用富氧助燃節能裝置是目前工業爐窯和工業鍋爐實現節能減排降耗的重要手段,也是工業爐窯和工業鍋爐節能改造的必由之路。此項技術的成功應用,標志著我國工業爐窯節能改造在科技創新方面達到了新的高度,有著積極的示范作用和重大的現實意義。隨著國家的大力推廣,富氧助燃節能技術有望成為水泥行業繼純低溫余熱發電之后又一新舉措,將為我國節能減排和環保事業作出巨大貢獻。
環保部副部長吳曉青日前表示,加強環保立法,完善法律制度是解決包括霧霾在內的大氣污染的根本途徑,環保部將大力推動《大氣污染防治法》的修訂。正在召開的全國兩會上,大氣污染防治也被認為是代表委員們最為關注的焦點之一。據了解,民建中央公布的第一批提案中,關于加強我國大氣污染治理的提案被放在首位。
3月5日,國務院總理溫家寶在政府工作報告中指出:要順應人民群眾對美好生活環境的期待,大力加強生態文明建設和環境保護。生態環境關系人民福祉,關乎子孫后代和民族未來。要堅持節約資源和保護環境的基本國策,著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展。要加快調整經濟結構和布局,抓緊完善標準、制度和法規體系,采取切實的防治污染措施,下決心解決好關系群眾切身利益的大氣、水、土壤等突出環境污染問題,改善環境質量,維護人民健康,用實際行動讓人民看到希望。
水泥行業是當前我國治理大氣污染的重要領域
春節前,針對霧霾帶來的惡劣影響,北京市啟動了大氣污染應急減排措施,103家重點排污企業停產。目前,北京市的水泥行業多數都已停產、限產。斷臂減排,已成為諸多環京水泥企業為應對霧霾天氣所作出的共同選擇。
據北京市經信委主任靳偉近日透露,今年全市還將通過關停退出200余家高排放企業等方式,以推動工業大氣污染治理。此次行動主要集中在建材、化工、鑄造等行業,建材行業約占75%,其中水泥行業首當其沖。
水泥行業是高能耗、高污染的行業。目前我國擁有水泥企業5000余家,2012年全國水泥總產量約達22億噸,已連續24年位居世界第一。水泥行業能源消耗總量約占全國能源消耗總量的5.6%以上,煤炭消費量占全國煤炭消費量的6.7%以上(2007年數據)。
據業內專家介紹,以國內比較主流的生產線為例,日產5000噸的生產線出產1噸水泥,就要消耗約100公斤標準煤、90度電。燃煤有碳排放,耗電也有碳排放,水泥生產過程中,石灰石分解有碳排放。按照我國水泥行業的現有水平,生產1噸水泥熟料約排放940千克二氧化碳。水泥行業生產排放的二氧化碳約占我國工業生產二氧化碳排放總量的20%。
記者在《我國水泥行業大氣污染物技術控制現狀》一文中了解到,根據我國每年的水泥總產量推算,我國目前因水泥生產向大氣排放的粉塵量約為350萬噸,排放量約占全國產業排放總量的30%,此外,水泥工業硫化物、氮氧化物等有害氣體排放遠高于國際先進水平。
資料顯示,2011年,我國二氧化硫排放總量為2217.9萬噸,工業源就占到2016.5萬噸;氮氧化物排放總量為2404.3萬噸,工業源則占到2404.3萬噸。
水泥等行業將面臨大氣污染防治“最嚴”產業政策
節約資源和保護環境是我國的基本國策,推進節能減排工作,加快建設資源節約型、環境友好型社會是我國經濟社會發展的重大戰略任務。
2月19日,環境保護部部長周生賢主持召開環境保護部常務會議,決定將對包括19個省(區、市)的47個地級及以上城市在內的重點控制區,對火電、鋼鐵、石化、水泥、有色、化工等六大重污染行業及燃煤工業鍋爐的新建項目,火電、鋼鐵、石化工業以及燃煤工業鍋爐的現有項目,實施特別排放限值,嚴格控制大氣污染物新增量。有媒體將其評為大氣污染防治的“最嚴”產業政策。
根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,到2015年,上述重點區域二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵排放量須分別下降12%、13%、10%。京津冀、長三角、珠三角的細顆粒物年均濃度須下降6%。
此外,《節能減排“十二五”規劃》中也明確要求,到2015年,全國化學需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347.6萬噸、2086.4萬噸,比2010年的2551.7萬噸、2267.8萬噸各減少8%,分別新增削減能力601萬噸、654萬噸;全國氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238萬噸、2046.2萬噸,比2010年的264.4萬噸、2273.6萬噸各減少10%,分別新增削減能力69萬噸、794萬噸。
針對水泥行業,在2012年11月環境保護部就發布了《水泥工業大氣污染物排放標準》等4項國家水泥環境保護標準征求意見稿,其中水泥顆粒物排放和氮氧化物排放控制指標大幅提升。目前,這些標準(包含特別排放限值)已經完成第一次征求意見,預計不期將出臺。
一位業內人士表示,作為水泥產業,不主動降耗減排對企業今后的發展將岌岌可危。只有不斷提升技術水平,降低能耗,減少污染,才是最佳選擇。因為淘汰落后產能、進行技術革新已是我國水泥行業發展的一個重要趨勢。
新技術讓水泥行業節能減排大有潛力可挖
水泥產業是工業領域節能減排的重點和難點,其節能減排效果對完成我國能源消耗目標、工業可持續發展起著舉足輕重的作用。
國務院在《節能減排“十二五”規劃》中明確要求水泥熟料綜合能耗(千克標準煤/噸)要由2010年的115下降到2015年的112;并要求實施燃煤鍋爐和鍋爐房系統節能改造,提高鍋爐熱效率和運行管理水平。到2015年工業鍋爐、窯爐平均運行效率分別比2010年提高5個和2個百分點?!笆濉睍r期要形成7500萬噸標準煤的節能能力。
節能新技術、新產品是完成節能減排任務的利器。因此,《規劃》中要求,對節能效果好、應用前景廣闊的關鍵產品或核心部件組織規?;a,提高研發、制造、系統集成和產業化能力。“十二五”時期產業化推廣30項以上重大節能技術,培育一批擁有自主知識產權和自主品牌、具有核心競爭力、世界領先的節能產品制造企業,形成1500萬噸標準煤的節能能力。
在水泥生產中,煤耗基本占到整個熟料生產成本的一半以上,如何降低煤耗直接關系到水泥企業的經濟效益。近幾年來,一種采用膜法制氧的富氧助燃節能裝置,在我國已成功應用于水泥、石灰等行業的回轉窯,因節能效果顯著而備受業界關注。
2012年8月18日,MZYR-12000富氧助燃節能裝置在中國企業500強河南天瑞集團汝州水泥有限公司日產5000噸的水泥回轉窯上投入試運行。這是目前我國水泥爐窯配備的最大富氧助燃裝置。經效果試驗,爐窯火焰溫度提高了200℃,二次風溫提高100℃。2012年11月經運行對比測試節煤率達到8.18%以上。加裝富氧助燃裝置后熟料的28d抗壓強度達到了53.2MPa,與未加裝富氧助燃裝置比較,熟料抗壓強度提高了2.8MPa,熟料的質量得到了改善。通過在線儀表進行測試,加裝富氧助燃裝置后,水泥窯排放煙氣中NOx濃度降低了15.64%,SO2濃度降低了7.71%,同時煙氣流速降低了2.28%,總煙氣排放量有所減少,取得了較好排放效益。煙氣排放指標都呈下降趨勢,各項指標均達到了合同要求。目前,該裝置已正式成功投入運行,節能效果顯著,具有典型推廣意義。
記者在水泥行業調查了解到,棗莊中聯水泥有限公司、都江堰拉法基水泥有限公司等多家水泥企業已與富氧助燃節能裝置生產企業簽訂了購買設備協議。
除了在水泥產業,富氧助燃節能裝置在石灰回轉爐窯上的節能效果同樣顯著。2009年8月,我國首臺應用于石灰回轉窯的富氧助燃節能裝置在濟南鋼鐵集團耐火材料有限責任公司投入運行。在不增加燃料前提下爐膛火焰溫度升高109℃,產品產量增加12.34%,節能率達到10.3%。
顯著的節能效果,讓該公司又購置了第二臺富氧助燃節能裝置,并于2010年4月投入運行,綜合節能率達10%以上。
“節能減排是我們企業應當承擔的社會責任。我們高度認識能源危機的迫切性和重要性,把節能減排作為硬任務,使經濟增長建立在節約能源資源和環境保護的基礎上,實現了經濟又好又快發展?!痹摴径麻L張吉江如是說。
我國現有各種工業爐窯約80萬臺,年耗用燃料約3億噸標準煤,其中水泥回轉爐窯每年消耗煤炭2.3億噸。如果富氧助燃節能技術在10%的工業爐窯上推廣使用,平均節煤率按10%計算,年可節約標準燃煤300萬噸,每噸標準煤按980元計算,年可產生社會經濟效益29.4億元。同時還可以減少排放煙氣量4254萬噸,減少排放二氧化碳750萬噸。
富氧助燃技術開辟了水泥爐窯節能減排的新篇章
“能源科技創新是節能減排、提高能效、推動能源生產和利用方式變革的關鍵因素,科技決定能源的未來,科技創造未來的能源。從長遠看,未來最終能否解決能源問題,并不取決于對能源資源的擁有,而是取決于對能源科技的擁有,取決于能源科技革命的突破性進展。”國家能源局副局長吳吟在一次能源高端論壇上如此闡述。
膜法制氧、富氧助燃節能技術的誕生,就可稱為能源科技革命的突破性進展。作為近代燃燒技術創新的一次重大突破,它較好的解決了窯爐燃燒中因缺氧導致熱效率低下的問題,并減少煙氣的排出,實現了節約能源和保護環境,被譽為燃燒領域的“二次革命”,發達國家稱之為“資源的創造性技術”。
就我國而言,應用膜法制氧、富氧助燃節能技術的歷程還很短。煙臺華盛燃燒設備工程有限公司是目前國內唯一一家將膜法制氧、富氧助燃節能裝備大型化、產業化的企業。
河南天瑞集團汝州水泥有限公司、濟南鋼鐵集團耐火材料有限責任公司、煙臺海洋水泥有限公司、河北龍鳳山爐料廠等企業使用的富氧助燃節能裝置均產自這家企業。
記者了解到,近年來該公司不斷加大科技研發力度,生產的回轉爐窯富氧助燃節能裝置填補了該領域的國內空白,獲得國家發明專利;2007年被授予山東省優秀節能新技術新產品獎;2009年通過山東省科技廳組織的技術成果鑒定,達到國內領先水平;2010年被列入“十二五”期間山東省重點節能技術、產品和設備第一批推廣目錄。
據煙臺華盛燃燒設備工程有限公司董事長姜政華介紹,膜法制氧技術、富氧助燃的燃燒機理是以空氣為原料,通過高分子膜在壓力差的作用下產生出濃度為30%的富氧空氣,再通過助燃裝置將30%的氧氣送入燃燒設備中,使燃料在富氧燃燒中極大地轉化成熱能,大幅提高工業爐窯燃燒效率,達到節能目的。該公司拓寬了應用領域,富氧助燃節能裝置大型化可達24000m3/h,徹底改變了傳統用空氣助燃的歷史,開辟了水泥回轉窯燃燒領域的新篇章。
為實現“十二五”節能減排目標,國務院在《規劃》中明確要求,加快推廣先進、成熟的新技術、新工藝、新設備和新材料。記者了解到,“十二五”期間建材行業水泥爐窯技改項目首次把富氧燃燒改造列為唯一項目,由國家發改委和財政部給予重點資金支持。
據統計,截至2012年底,我國新型干法水泥生產線達到1637條,設計熟料產能達16億噸。如果這些生產線全部采用富氧助燃技術,按照節煤10%計,年可節煤1997.55萬噸,每噸標煤按980元計,全年可節約資金195.76億元人民幣。減少煙氣排放量163199.84萬Nm3,減少排放二氧化碳4993.88萬噸。業內專家認為,采用富氧助燃節能裝置是目前工業爐窯和工業鍋爐實現節能減排降耗的重要手段,也是工業爐窯和工業鍋爐節能改造的必由之路。此項技術的成功應用,標志著我國工業爐窯節能改造在科技創新方面達到了新的高度,有著積極的示范作用和重大的現實意義。隨著國家的大力推廣,富氧助燃節能技術有望成為水泥行業繼純低溫余熱發電之后又一新舉措,將為我國節能減排和環保事業作出巨大貢獻。