与电力行业燃煤机组烟气不同,钢铁烧结烟气具有烟气量大且流量不稳定,排烟温度高,水分及氧含量高且变化大,粉尘中粗颗粒较多、琢磨性强,SO2 和NOx 含量波动大并同时含有其它有毒有害污染成份等特点。这些特性在很大程度上增加了钢铁烧结烟气中SO2 及NOx 脱除的难度,所需的脱硫脱硝技术和工艺要求更高,成熟的火电脱硫脱硝技术并不能简单地照搬过来,而是需要统筹兼顾烧结烟气特性,科学合理地选择脱除工艺方法。
中国产业信息网发布的《2014-2019年中国大气污染防治产业全景调研及投资趋势研究报告》指出:由于烧结烟气的特殊性,目前投运和在建的烧结烟气脱硫设施所采用的技术工艺种类繁多,尚未形成一种成熟高效的最优方法。按脱硫剂及脱硫反应产物的状态,市场上所采用的这些脱硫技术可划分为干法、半干法和湿法3 类。从已建成运行的钢铁烧结脱硫装置运行情况看,总体上湿法效果比(半)干法好些,而湿法中以石灰石-石膏法的占比最大。
目前,较成熟的脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法(SNCR),前者普遍应用于火电厂,脱硝效率可达90%以上,而后者则主要应用于水泥厂,脱硝效率一般在30%~40%。但SNCR 工艺所需反应温度太高(850℃~1100℃),并不适用于钢铁烧结烟气脱硝;而SCR 技术所需的反应温度窗口为320℃~450℃,其使用同样也面临着烧结烟气温度较低(通常在150℃左右)可能需额外消耗能源、增加运行成本的问题,特别对于已建好脱硫设施的钢厂,SCR技术使用还需考虑脱硫工艺路线,设计复杂性增加,所带来的一次性投也资较大。
此外,应用较多的湿法烟气脱硝工艺,存在脱硝效率不高等问题。因此,对于钢铁烧结烟气氮氧化物治理,成熟且经济可行的脱硝技术已成为迫切需要。
钢铁烧结烟气处理发展过程分析
脱硫:由于长期以来国家没有出台专门针对钢铁行业,特别是烧结环节的烟气排放标准,排放标准宽松,钢铁烧结烟气脱硫发展迟缓。2009 年7 月《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》的发布,标志着钢铁烧结脱硫市场的启动,但方案仍未对钢铁烧结环节SO2 排放浓度做出具体规定。2011 年8 月,国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》提出,钢铁行业全面实施烧结机烟气脱硫,新建烧结机配套安装脱硫脱硝设施。2012 年《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》发布,排放标准大幅收紧了烟气中主要污染物排放浓度限值,并要求现役烧结/球团设备二氧化硫排放浓度自2015 年1 月1 日起执行200 mg/m3 限值。随着新标准执行期限的临近,钢铁企业减排压力增大,钢铁烧结烟气脱硫市场正加速发展。
脱硝:“十二五”之前,NOx 治理的主要聚焦于火电行业,钢厂烧结烟气NOx 并未被纳入重点削减污染物的范畴,加之缺乏针对烧结烟气NOx排放的严格标准要求,钢厂烧结烟气脱硝市场基本上处于萌发状态。2011 年环保“十二五”规划发布,NOx被列为主要污染物排放约束性目标;2012 年8 月《节能减排“十二五”规划》出台,明确要求钢铁烧结机安装脱硫脱硝设施;同时,随着《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》颁布,要求自2015 年1 月1 日起 NOx 排放浓度限值执行300mg/m3 的严格标准,烧结烟气脱硝市场迎来重大发展机遇。
除尘:钢铁行业除尘市场已处于成熟阶段。随着国家对大气颗粒物排放标准及要求的不断提高,钢铁行业已从最初使用湿法、静电、简易袋式除尘等方式,发展到现在普遍采用更高效的袋式除尘器进行除尘。长期以来电除尘器为主导的烧结机尾烟气除尘,随着环保标准提高,最近几年也开始转向袋式除尘或电改袋。在“史上最严”的新排放标准要求下,预计烧结机烟气除尘改造的步伐将进一步加快。
一、脱硫市场
2011 年工信部印发《钢铁工业“十二五”发展规划》,要求到“十二五”末,钢铁烧结机全部加装烟气脱硫装置。2012 年我国钢铁行业烧结机存量约1,230 台,总面积达到14.6万m2 以上;其中重点钢铁企业有520 台,总面积约9.6 万m2。环保部数据显示,2013 年我国钢铁行业脱硫烧结机面积累计8.7 万m2。这意味着2014-2015 年,还有4.4 万m2 的烧结机需要完成脱硫装置加装(假设期间淘汰的烧结机面积为1.5万m2)。钢铁企业未配套脱硫设施烧结机的SO2 排放浓度通常在600 mg/m3 以上,而据此前环保部的减排核查结果,已投运钢铁烧结脱硫设施平均综合脱硫效率不足50%,很明显按新标准排放限值200 mg/m3 的要求,部分已投运的脱硫装置需进行改造提效,按50%比例估计,需改造部分的烧结机面积约4.35 万m2。若每平米烧结机新建和改造成本分别以25 万元和12 万元测算,2014~2015 年期间存量市场钢铁烧结烟气脱硫投资需求约为162 亿元。假设2014-2018 年,年新增烧结机面积0.5 万m2,则增量市场年投资需求约13 亿元。即未来5 年,脱硫市场投资需求约227 亿元,其中2014-2015 年为188 亿元。
中国产业信息网发布的《2014-2019年中国大气污染防治产业全景调研及投资趋势研究报告》指出:由于烧结烟气的特殊性,目前投运和在建的烧结烟气脱硫设施所采用的技术工艺种类繁多,尚未形成一种成熟高效的最优方法。按脱硫剂及脱硫反应产物的状态,市场上所采用的这些脱硫技术可划分为干法、半干法和湿法3 类。从已建成运行的钢铁烧结脱硫装置运行情况看,总体上湿法效果比(半)干法好些,而湿法中以石灰石-石膏法的占比最大。
目前,较成熟的脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法(SNCR),前者普遍应用于火电厂,脱硝效率可达90%以上,而后者则主要应用于水泥厂,脱硝效率一般在30%~40%。但SNCR 工艺所需反应温度太高(850℃~1100℃),并不适用于钢铁烧结烟气脱硝;而SCR 技术所需的反应温度窗口为320℃~450℃,其使用同样也面临着烧结烟气温度较低(通常在150℃左右)可能需额外消耗能源、增加运行成本的问题,特别对于已建好脱硫设施的钢厂,SCR技术使用还需考虑脱硫工艺路线,设计复杂性增加,所带来的一次性投也资较大。
此外,应用较多的湿法烟气脱硝工艺,存在脱硝效率不高等问题。因此,对于钢铁烧结烟气氮氧化物治理,成熟且经济可行的脱硝技术已成为迫切需要。
钢铁烧结烟气处理发展过程分析
脱硫:由于长期以来国家没有出台专门针对钢铁行业,特别是烧结环节的烟气排放标准,排放标准宽松,钢铁烧结烟气脱硫发展迟缓。2009 年7 月《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》的发布,标志着钢铁烧结脱硫市场的启动,但方案仍未对钢铁烧结环节SO2 排放浓度做出具体规定。2011 年8 月,国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》提出,钢铁行业全面实施烧结机烟气脱硫,新建烧结机配套安装脱硫脱硝设施。2012 年《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》发布,排放标准大幅收紧了烟气中主要污染物排放浓度限值,并要求现役烧结/球团设备二氧化硫排放浓度自2015 年1 月1 日起执行200 mg/m3 限值。随着新标准执行期限的临近,钢铁企业减排压力增大,钢铁烧结烟气脱硫市场正加速发展。
脱硝:“十二五”之前,NOx 治理的主要聚焦于火电行业,钢厂烧结烟气NOx 并未被纳入重点削减污染物的范畴,加之缺乏针对烧结烟气NOx排放的严格标准要求,钢厂烧结烟气脱硝市场基本上处于萌发状态。2011 年环保“十二五”规划发布,NOx被列为主要污染物排放约束性目标;2012 年8 月《节能减排“十二五”规划》出台,明确要求钢铁烧结机安装脱硫脱硝设施;同时,随着《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》颁布,要求自2015 年1 月1 日起 NOx 排放浓度限值执行300mg/m3 的严格标准,烧结烟气脱硝市场迎来重大发展机遇。
除尘:钢铁行业除尘市场已处于成熟阶段。随着国家对大气颗粒物排放标准及要求的不断提高,钢铁行业已从最初使用湿法、静电、简易袋式除尘等方式,发展到现在普遍采用更高效的袋式除尘器进行除尘。长期以来电除尘器为主导的烧结机尾烟气除尘,随着环保标准提高,最近几年也开始转向袋式除尘或电改袋。在“史上最严”的新排放标准要求下,预计烧结机烟气除尘改造的步伐将进一步加快。
一、脱硫市场
2011 年工信部印发《钢铁工业“十二五”发展规划》,要求到“十二五”末,钢铁烧结机全部加装烟气脱硫装置。2012 年我国钢铁行业烧结机存量约1,230 台,总面积达到14.6万m2 以上;其中重点钢铁企业有520 台,总面积约9.6 万m2。环保部数据显示,2013 年我国钢铁行业脱硫烧结机面积累计8.7 万m2。这意味着2014-2015 年,还有4.4 万m2 的烧结机需要完成脱硫装置加装(假设期间淘汰的烧结机面积为1.5万m2)。钢铁企业未配套脱硫设施烧结机的SO2 排放浓度通常在600 mg/m3 以上,而据此前环保部的减排核查结果,已投运钢铁烧结脱硫设施平均综合脱硫效率不足50%,很明显按新标准排放限值200 mg/m3 的要求,部分已投运的脱硫装置需进行改造提效,按50%比例估计,需改造部分的烧结机面积约4.35 万m2。若每平米烧结机新建和改造成本分别以25 万元和12 万元测算,2014~2015 年期间存量市场钢铁烧结烟气脱硫投资需求约为162 亿元。假设2014-2018 年,年新增烧结机面积0.5 万m2,则增量市场年投资需求约13 亿元。即未来5 年,脱硫市场投资需求约227 亿元,其中2014-2015 年为188 亿元。
二、脱硝市场
根据环保部副部长翟青在2014 年2 月11 日召开的2013 年环保工作进展情况新闻发布会所提供的信息,钢铁烧结机方面,我国已建成2.36 万m2 的脱硝设施,2014 年还将再增加1.5 万 m2。即目前存量烧结机还有约10.7 万m2 面积未安装脱硝装置(扣除预计淘汰烧结面积1.5 万m2),按新建脱硝装置25 万元/m2 测算,若全部加装脱硝装置(假设在未来3 年内完成),则存量市场投资需求约为270 亿元。另外,测算增量市场2014-2018 年脱硝年投资需求约13 亿元。则脱硝市场2014-2018 年投资需求合计335 亿元,其中2014-2015 年为152 亿元。
三、除尘市场
未来5 年除尘市场投资需求约33 亿元,其中2014-2015 年为18 亿元。根据新的排放标准,估计约有10%的烧结机(约1.31 万m2)的烟气除尘设备需要进行改造,假设2014-2015 年全部完成,工程改造单位价格以6 万元/m2 计,则2014-2015年存量市场中烧结烟气除尘改造投资需求约8 亿元。另外,对于增量市场,按新建除尘设备10 万元/m2 烧结机计,未来5 年年新增投资需求5 亿元。计算得2014-2018 年,除尘市场投资需求为33 亿元,其中2014-2015 年为18 亿元。
根据环保部副部长翟青在2014 年2 月11 日召开的2013 年环保工作进展情况新闻发布会所提供的信息,钢铁烧结机方面,我国已建成2.36 万m2 的脱硝设施,2014 年还将再增加1.5 万 m2。即目前存量烧结机还有约10.7 万m2 面积未安装脱硝装置(扣除预计淘汰烧结面积1.5 万m2),按新建脱硝装置25 万元/m2 测算,若全部加装脱硝装置(假设在未来3 年内完成),则存量市场投资需求约为270 亿元。另外,测算增量市场2014-2018 年脱硝年投资需求约13 亿元。则脱硝市场2014-2018 年投资需求合计335 亿元,其中2014-2015 年为152 亿元。
三、除尘市场
未来5 年除尘市场投资需求约33 亿元,其中2014-2015 年为18 亿元。根据新的排放标准,估计约有10%的烧结机(约1.31 万m2)的烟气除尘设备需要进行改造,假设2014-2015 年全部完成,工程改造单位价格以6 万元/m2 计,则2014-2015年存量市场中烧结烟气除尘改造投资需求约8 亿元。另外,对于增量市场,按新建除尘设备10 万元/m2 烧结机计,未来5 年年新增投资需求5 亿元。计算得2014-2018 年,除尘市场投资需求为33 亿元,其中2014-2015 年为18 亿元。