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石灰行業(yè)的發(fā)展之路怎么走（二）—石灰產(chǎn)業(yè)環(huán)境治理技術(shù)與發(fā)展方向
2021-05-21 14:23:34 來(lái)源：石灰窯生態(tài)圈
一、編者導(dǎo)語(yǔ)：
自微信“石灰窯生態(tài)圈”公眾服務(wù)平臺(tái)在2021年05月12日發(fā)布了《多地大量淘汰水泥廠和石灰窯！石灰行業(yè)的發(fā)展之路怎么走？》的通訊文章后，引來(lái)了大家的關(guān)注和共鳴，微網(wǎng)同步點(diǎn)擊量超過(guò)了3000+。同時(shí)，大家亟待了解目前石灰行業(yè)的環(huán)境治理技術(shù)和途徑，據(jù)此，編者及時(shí)走訪了行業(yè)內(nèi)專家，深入了解了行業(yè)動(dòng)態(tài)，對(duì)目前石灰行業(yè)的環(huán)境治理技術(shù)進(jìn)行了解析并編寫(xiě)系列文章陸續(xù)發(fā)布，或許能夠給大家?guī)?lái)一些啟發(fā)。
二、前文重點(diǎn)解讀
在上期的《多地大量淘汰水泥廠和石灰窯！石灰行業(yè)的發(fā)展之路怎么走？》文章中我們不難看出：石灰行業(yè)已進(jìn)入異常嚴(yán)峻的時(shí)刻，將迎來(lái)石灰行業(yè)史上*嚴(yán)厲退出機(jī)制的時(shí)期，所有被淘汰的企業(yè)都是因?yàn)椤碍h(huán)�！眴�(wèn)題，主要法律依據(jù)是根據(jù)國(guó)家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》，將鋼鐵行業(yè)“煅燒石灰土窯”及建材行業(yè)“石灰土立窯”列入淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備范圍，以及行業(yè)協(xié)會(huì)“關(guān)于如何界定淘汰類落后石灰生產(chǎn)工藝裝備（石灰土立窯）的指導(dǎo)意見(jiàn)的通知”等內(nèi)容，是各地政府建立石灰行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能長(zhǎng)效工作機(jī)制的具體體現(xiàn)。其主要目的是切實(shí)讓石灰落后產(chǎn)能應(yīng)出盡出；加強(qiáng)管控，做好石灰工業(yè)發(fā)展規(guī)劃與引導(dǎo)，引導(dǎo)符合環(huán)保排放達(dá)標(biāo)、裝備工藝齊全的石灰企業(yè)，加大技改力度，建設(shè)節(jié)能環(huán)保型石灰窯，保障市場(chǎng)供應(yīng)。
“十三五”期間，雖然整個(gè)石灰行業(yè)繼續(xù)保持了平穩(wěn)、利好的態(tài)勢(shì)，但是淘汰落后產(chǎn)能和環(huán)保限產(chǎn)也貫穿了整個(gè)過(guò)程。隨著*新環(huán)保政策實(shí)施力度不斷加大，對(duì)石灰行業(yè)產(chǎn)生了較大影響，我國(guó)對(duì)石灰行業(yè)環(huán)保治理的“重拳出擊”，已經(jīng)從 “先污染、后治理”的惡性循環(huán)走了出來(lái)，環(huán)境保護(hù)工作從無(wú)法可依，逐步走向有法可依、違法必究的正軌，企業(yè)主動(dòng)拆除落后產(chǎn)能裝備行為將明顯增加。
從多地石灰行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能的典型案例看，治理措施和標(biāo)準(zhǔn)有了更進(jìn)一步的提升。比如：在“十三五”淘汰石灰落后產(chǎn)能治理標(biāo)準(zhǔn)中主要體現(xiàn)在“窯徑比不達(dá)標(biāo)的石灰窯、能耗高的石灰窯、沒(méi)有配備石灰石和燃料計(jì)量設(shè)施的各種石灰立窯、敞開(kāi)式窯頂及窯頂沒(méi)有配備機(jī)械化布料設(shè)施的石灰立窯、窯頂煙氣沒(méi)有配備收塵設(shè)施或除塵僅采用重力法及水膜濕法的石灰立窯、窯底沒(méi)有封閉及沒(méi)有配備機(jī)械化卸灰實(shí)施的石灰立窯、窯底沒(méi)有配備機(jī)械鼓風(fēng)實(shí)施的石灰立窯”等8類石灰企業(yè)，列入落后產(chǎn)能淘汰對(duì)象”。
而在剛剛進(jìn)入“十四五”的開(kāi)局之年，治理措施和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了更高要求，用一句話可以概括為：環(huán)保治理已經(jīng)從原來(lái)的“治標(biāo)”進(jìn)入了“治本”階段，環(huán)保排放將用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用標(biāo)準(zhǔn)衡量結(jié)果。實(shí)現(xiàn)與高質(zhì)量發(fā)展相匹配的高水平生態(tài)環(huán)境保護(hù)將是“十四五”時(shí)期綠色發(fā)展的重要考驗(yàn)。加快構(gòu)建科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的綠色生產(chǎn)體系已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展內(nèi)在需求�！笆奈濉睍r(shí)期工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域環(huán)境治理的法律法規(guī)將不斷完善，監(jiān)督管理力度將不斷加強(qiáng)，大氣污染物的減排仍要進(jìn)一步提升。石灰行業(yè)減排技術(shù)將向高效、清潔、靈活、低碳和智能方向發(fā)展。非常規(guī)污染物控制技術(shù)、二氧化碳減排控制和利用技術(shù)等都將成為重點(diǎn)研究對(duì)象，尤其是“超低排放”治理將逐步實(shí)施。
三、 “十四五”環(huán)保治理措施及方向
“十三五”期間，中央環(huán)保督察加碼推進(jìn)，污染防治和生態(tài)保護(hù)力度不斷加大；從打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)到打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，一字之差彰顯環(huán)保政策日趨嚴(yán)苛的必然性。與石灰行業(yè)同屬建材行業(yè)的水泥行業(yè)已經(jīng)率先打響超低排放治理的攻堅(jiān)戰(zhàn)，各地陸續(xù)發(fā)布相關(guān)超低排放標(biāo)準(zhǔn)，加速了水泥企業(yè)短期內(nèi)迅速升級(jí)環(huán)保裝備、降低排放指標(biāo)的進(jìn)程。如：唐山市水泥企業(yè)需要在2020年9月底前將粉塵、二氧化硫、氮氧化物分別控制到不高于10mg/m3、30mg/m3、50mg/m3。
我們從中可以看到，環(huán)境的新變化和業(yè)態(tài)發(fā)展的新變化，為石灰產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展既帶來(lái)良好機(jī)遇，又帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，石灰行業(yè)超低排放改造已成為大勢(shì)所趨�！笆奈濉逼陂g節(jié)能減排是石灰生產(chǎn)企業(yè)面臨的艱巨任務(wù)，企業(yè)必須要保持對(duì)環(huán)保工作的高度重視，從技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管控等環(huán)節(jié)采取措施，加大治理力度，才能使企業(yè)滿足環(huán)保超低排放要求，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。
從近幾年的石灰行業(yè)環(huán)保治理情況看，環(huán)保治理雖然增加了企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本，但與此同時(shí)也倒逼了落后產(chǎn)能的退出，促進(jìn)了石灰企業(yè)節(jié)能減排的技術(shù)革新，使石灰價(jià)格一直保持在一個(gè)合理的利潤(rùn)空間，避免了石灰產(chǎn)品的“白菜價(jià)”賤賣(mài)，這也是對(duì)市場(chǎng)有利的一面。在此形勢(shì)下，企業(yè)必須要采取有效地應(yīng)對(duì)措施，來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的環(huán)保清潔生產(chǎn)，滿足超低排放限值要求，以求穩(wěn)中盈利。同時(shí)，尤其要注意的石灰企業(yè)新建項(xiàng)目要以*高環(huán)保要求設(shè)計(jì)建設(shè)，要做到環(huán)保配套一步到位，以免走彎路。
從目前我國(guó)石灰行業(yè)的生產(chǎn)狀況看，只要采取措施、加大投入，企業(yè)所產(chǎn)生的所有污染原則上都可以得到有效的治理，但由于生產(chǎn)裝備的工藝水平不一，取得同樣治理效果所需要的投入差別較大。大型化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)裝備，資源能源利用效率高，環(huán)保改造的投入相對(duì)較小，而落后生產(chǎn)裝備污染物產(chǎn)生量大、治理難度大，改造所需環(huán)保成本將遠(yuǎn)高于先進(jìn)的生產(chǎn)裝備。所以，傳統(tǒng)石灰企業(yè)提升的過(guò)程是一個(gè)重新洗牌的過(guò)程，想在大浪淘沙之中獲得重生的企業(yè)，要認(rèn)清形勢(shì)，加大環(huán)保投入，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念。而對(duì)新建石灰企業(yè)來(lái)說(shuō)確是難得的投資機(jī)遇，只要能夠走上環(huán)保優(yōu)先之路，必將走上成功之路。環(huán)保治理發(fā)展方向應(yīng)主要著重以下方向:
（一）、選擇高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保治理工藝和裝備是必然選擇：在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求下，環(huán)保治理對(duì)環(huán)保技術(shù)和設(shè)備的要求越來(lái)越高，將從過(guò)去的低端供應(yīng)向精準(zhǔn)高效化過(guò)渡。尤其是煙氣除塵、脫硫、脫硝是大氣污染治理的三大板塊。
（二）、全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境治理將成為主流：新常態(tài)下多種污染物協(xié)同治理成為大氣污染治理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。石灰行業(yè)環(huán)保治理范圍將從單一的“大氣污染”治理向全產(chǎn)業(yè)鏈各分領(lǐng)域治理，包括固體廢棄物處理、水處理、土壤修復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域。目前，主要涉及農(nóng)用地治理與修復(fù)、工業(yè)污染場(chǎng)地修復(fù)、廢棄礦山修復(fù)等。從產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成看將向新領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。
（三）、以“碳減排、碳中和、碳達(dá)峰”為終極目標(biāo)：把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、不斷提高天然氣、電能、氫能等清潔能源比例，加大太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源利用。推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)清潔低碳化；不斷提高爐窯熱效率、深挖余能回收潛力，提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率，大幅降低能源消耗強(qiáng)度，嚴(yán)控能源消耗總量。未來(lái)，以碳交易市場(chǎng)建設(shè)為核心的碳減排產(chǎn)業(yè)鏈將逐步形成，特別是隨著碳交易市場(chǎng)的啟動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)碳捕捉、減排的企業(yè)將面臨一個(gè)新興的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。未來(lái)，石灰窯回收二氧化碳進(jìn)行石灰深加工、回收二氧化碳工業(yè)化應(yīng)用、回收二氧化碳發(fā)電及電燒石灰將成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極，從目前國(guó)內(nèi)外二氧化碳回收及利用技術(shù)看，或許，石灰生產(chǎn)中的石灰將成為“副產(chǎn)品”，而二氧化碳的工業(yè)化應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石灰的效益，這將是我們整個(gè)石灰行業(yè)追求的終極目標(biāo)。
（四）、新的環(huán)境檢測(cè)監(jiān)測(cè)模式將逐步實(shí)施：隨著霧霾來(lái)襲，國(guó)內(nèi)對(duì)空氣監(jiān)測(cè)的重視程度逐年走高，“大氣十條”的發(fā)布和空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)“三步走”實(shí)施方案將嚴(yán)格實(shí)施。未來(lái)排污權(quán)交易、碳交易需要精確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，政府的第三方采購(gòu)、依效果付費(fèi)均需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為支撐來(lái)評(píng)判環(huán)境治理的結(jié)果，環(huán)境監(jiān)測(cè)市場(chǎng)被逐步實(shí)施。
四、石灰行業(yè)超低排放的關(guān)鍵技術(shù)與措施
（一）、新型干法脫硫技術(shù)的應(yīng)用：
從石灰窯脫硫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中看，濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前比較常用的煙氣脫硫技術(shù)。雖然濕法煙氣脫硫技術(shù)相對(duì)應(yīng)用較多，但是在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)帶來(lái)脫硫廢水、廢渣處理、煙囪“ 消白”等二次環(huán)境污染等問(wèn)題，導(dǎo)致煙氣處理環(huán)節(jié)的投資及運(yùn)行成本較大。相比而言，干法煙氣脫硫技術(shù)流程簡(jiǎn)單、造價(jià)低，且處理工藝中不涉及水，因此可避免出現(xiàn)上述的諸多環(huán)境問(wèn)題。隨著環(huán)保要求的逐漸提高，干法煙氣脫硫技術(shù)的優(yōu)勢(shì)日益顯現(xiàn)，其應(yīng)用前景也日益廣泛。
干法煙氣脫硫是指應(yīng)用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑來(lái)脫除煙氣中含硫酸性氣體。其中，鈉基干法脫硫是*新應(yīng)用的技術(shù)，是利用脫硫劑與煙氣充分混合、接觸，在催化劑和促進(jìn)劑的作用下，與煙氣中 SO2 快速反應(yīng)。而且，在反應(yīng)器、煙道及布袋除塵器內(nèi)，脫硫劑超細(xì)粉一直與煙氣中的 SO2 發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)快速、充分，在 2 秒內(nèi)即可生產(chǎn)副產(chǎn)物NA2SO4。通過(guò)布袋回收副產(chǎn)物，作為化工產(chǎn)品利用。這種反應(yīng)脫硫效率高，脫硫效率大于 95%，而且是一次性噴入脫硫劑，不需要循環(huán)。
其脫硫機(jī)理是采用脫硫劑在高溫?zé)煔獾淖饔孟录せ睿砻嫘纬晌⒖捉Y(jié)構(gòu)，猶如爆米花被爆開(kāi)，煙道內(nèi)煙氣與激活的脫硫劑充分接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的SO2及其他酸性介質(zhì)被吸收凈化，脫硫并干燥的NA2SO4副產(chǎn)物隨氣流進(jìn)入布袋除塵器被捕集。
干法脫硫技術(shù)為氣固非均相反應(yīng)，氣固兩項(xiàng)的充分混合是干法脫硫技術(shù)的關(guān)鍵，也是制約干法脫硫效率和干法脫硫塔經(jīng)濟(jì)性的重要因素。從“唐山金泉成套設(shè)備有限公司”*新推出的“活性鈉基干法脫硫技術(shù)”中了解到：該項(xiàng)技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備可以安裝在石灰窯窯頂煙氣除塵管道上，其它輔助設(shè)備可以利用已有重力除塵器和布袋除塵器改造，具有安裝簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)研制的“氣體湍流減壓裝置”、“氣固分離裝置”、“旋流噴射裝置”、“活性鈉基研磨機(jī)”等技術(shù)與裝置是關(guān)鍵。而且，與目前石灰窯所用的“濕法脫硫技術(shù)”相比，具有投資低、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本低的特點(diǎn)，極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
專家點(diǎn)評(píng)：
通過(guò)調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)，唐山金泉公司的“干法脫硫技術(shù)”中的“脫硫劑”才是重點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)中的脫硫劑可以用部分自產(chǎn)石灰原料自制，加上部分外采原料進(jìn)行二次反應(yīng)和研磨，達(dá)到適宜的細(xì)度，加上適宜的噴吹區(qū)域和適宜的噴吹方法以及適宜的反應(yīng)溫度才是其技術(shù)關(guān)鍵，而且降低了脫硫劑的成本，使其更具推廣應(yīng)用價(jià)值。
同時(shí)，干法脫硫與濕法脫硫相比，全系統(tǒng)無(wú)工業(yè)水消耗和廢水產(chǎn)生，更不會(huì)增加石灰窯煙氣本身的濕含量；脫硫劑直接噴入作業(yè)區(qū)、無(wú)脫硫塔，不增加石灰窯系統(tǒng)阻力；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需要增加大量設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)施也不需要做特殊的防腐；電耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，占地面積��；操作維護(hù)方便，靈活性高，可以隨時(shí)根據(jù)煙氣中酸性物質(zhì)的含量自動(dòng)調(diào)節(jié)脫硫劑的噴入量來(lái)保證*終的排放指標(biāo)；副產(chǎn)物產(chǎn)生量少，脫硫效率高達(dá)95%以上。
更為關(guān)鍵的是，由于干法脫硫的排放物全部收集到除塵灰中，解決了二次污染問(wèn)題：一是解決了傳統(tǒng)“濕法脫硫”產(chǎn)生的“大白煙”（實(shí)際上主要是水蒸氣）問(wèn)題，解決了“二次視覺(jué)污染”問(wèn)題。二是無(wú)污水產(chǎn)生，無(wú)附產(chǎn)品石膏及污泥和廢渣，不產(chǎn)生二次水污染。
事實(shí)上，今后的脫硫治理重點(diǎn)也是脫硫后的二次水污染問(wèn)題，其污水及沉淀物已經(jīng)列為固廢治理范圍�；蛟S，其“固廢”的二次治理的費(fèi)用還要高于實(shí)際煙氣脫硫的費(fèi)用，是“得不償失”的做法。所以，逐步淘汰傳統(tǒng)“濕法脫硫工藝”是行業(yè)的必然選擇。
（二）、新型“氮氧化物”（脫硝）治理技術(shù)與措施：
近期，國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求日趨嚴(yán)格，繼對(duì)粉塵、二氧化硫等空氣污染物進(jìn)行嚴(yán)格限排之后，將“氮氧化物”減排作為部分行業(yè)“十四五”期間減排工作的重點(diǎn)。從目前情況看，與石灰行業(yè)相關(guān)的鋼鐵行業(yè)及相近的行業(yè)水泥行業(yè)“氮氧化物”治理情況看已經(jīng)基本完成治理工作，而石灰行業(yè)僅僅完成了“粉塵及二氧化硫”的排放治理工作，絕大部分石灰窯未采取任何的氮氧化物控制措施。因此，石灰行業(yè)“氮氧化物”減排工作迫在眉睫。目前，部分省市已經(jīng)下達(dá)石灰行業(yè)氮氧化物排放治理標(biāo)準(zhǔn)，雖然各地區(qū)指標(biāo)有差別，但是主流治理指標(biāo)都在200mg以下，部分設(shè)定在100mg以下，接近了超低排放50mg的指標(biāo)范疇。
目前，從石灰煅燒的工藝中看，石灰窯爐膛溫度高達(dá)950℃～1100℃，瞬時(shí)溫度甚至能超過(guò)1200℃，在此溫度條件下，無(wú)論使用何種燃料，均會(huì)產(chǎn)生大量的NOx。而煙氣是石灰窯的主要排放物，由于煙氣中含有大量的氮氧化物 NOX 如 NO，這些氮氧化物如果直接排放到大氣中，會(huì)污染空氣，形成光化學(xué)煙霧和酸雨，危害人體健康，因此煙氣在排放之前必須經(jīng)過(guò)脫氮 (即脫硝 ) 處理。
目前可應(yīng)用于石灰窯煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原 (SCR) 技術(shù)和選擇性非催化還原脫硝 (SNCR) 兩種技術(shù)，但是由于其生產(chǎn)工藝不適用、運(yùn)行成本過(guò)高、占地多投資過(guò)高等原因無(wú)法在石灰生產(chǎn)工藝中普及應(yīng)用。
尤其是該類工藝需要把煙氣“二次加熱”至500-700范圍才能達(dá)到運(yùn)行條件，而且二次加熱的熱源必須是“天然氣”等潔凈燃料，加熱時(shí)也二次產(chǎn)生氮氧化物，同時(shí)還要建設(shè)投資很高的反應(yīng)塔和二次加熱室，顯然該項(xiàng)工藝是不是石灰行業(yè)的首選。
所以，制約石灰行業(yè)進(jìn)行“氮氧化物（即脫硝）”治理工作的主要原因還是沒(méi)有“適宜的技術(shù)”和“投資過(guò)高”的兩個(gè)主要問(wèn)題。
由“中國(guó)石灰產(chǎn)業(yè)學(xué)會(huì)”與“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”聯(lián)合主導(dǎo)研發(fā)的“新型石灰爐爐內(nèi)脫硝工藝系列技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生，該項(xiàng)技術(shù)及成套設(shè)備制作由“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)”旗下“唐山市豐南區(qū)金泉冶金能源新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司”和“唐山金泉成套設(shè)備有限公司”負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造、安裝。
“新型石灰爐爐內(nèi)脫硝工藝系列技術(shù)（LNTX）”技術(shù)是根據(jù)目前主流脫銷技術(shù)原理進(jìn)行的再創(chuàng)新，該項(xiàng)技術(shù)的反應(yīng)原理為：根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)和分子間作用力原理，由于還原劑的介入使得高溫高壓水蒸氣分子化學(xué)鍵非常不牢固，與碳反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣：C+H2O＝CO+H2；一氧化碳和氫氣分別參與兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)：CO+2NO＝CO2+N2和2H2+2NO＝2H2O+N2；部分氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成的還原氣體與一氧化氮反應(yīng)還原成氮?dú)猓?/span>N2+3H2＝2NH3和6NO+4NH3＝5N2+6H2O，因此使得氮氧化物被完全還原，達(dá)到低成本脫硝目的。需要說(shuō)明的是，其中的還原劑成分至關(guān)重要，選擇合理的還原劑品種及適宜的用量和適宜的還原溫度和還原時(shí)間才是其關(guān)鍵。
該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算和工程實(shí)踐，該技術(shù)系統(tǒng)具有下列顯著優(yōu)點(diǎn)：
（1）、無(wú)需增加脫硝塔、反應(yīng)器等大型爐外投資設(shè)備，實(shí)現(xiàn)石灰窯爐內(nèi)直接脫硝，在石灰窯窯體上適宜的溫度區(qū)直接安裝脫硝設(shè)備，不影響石灰窯的正常生產(chǎn)操作，而且可以任意調(diào)節(jié)或停止脫硝設(shè)備的運(yùn)行。由于在爐內(nèi)不同溫度區(qū)域進(jìn)行脫硝，充分利用了石灰窯生產(chǎn)中的余熱，不需要外部增溫增加的能耗費(fèi)用。
（2）、不采用“氨水”等材料為還原劑，采用各地易購(gòu)的新型高分子材料為還原劑，脫硝效果更佳、沒(méi)有“水”和“氣”的二次排放污染也無(wú)固體廢棄物產(chǎn)生。
（3）、采用氣相法和液相法綜合操作方法，以石灰窯生產(chǎn)中原動(dòng)力系統(tǒng)輸送介質(zhì)至爐內(nèi)，在爐內(nèi)活化和汽化，瞬間與NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還原成N2和H2O。
（4）、巧妙的利用了石灰煅燒過(guò)程中石料下降時(shí)與氣流逆交換產(chǎn)生的充足的氣流停留時(shí)間進(jìn)行NOx 還原反應(yīng)，可以在NOx產(chǎn)生源頭上進(jìn)行燃燒過(guò)程控制以降低NOx含量，而且溫度選擇性也較強(qiáng)，使操作更簡(jiǎn)單。
（5）、爐內(nèi)還原氣氛均勻、壓力穩(wěn)定、阻力小，而且脫硝還原帶設(shè)置在貧氧而富燃料的區(qū)域，有助于減少燃料中的氮形成NOx(即燃料型NOx)，
（6）、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，采用獨(dú)立的可編程序邏輯控制器，根據(jù)采集的相關(guān)信號(hào)，控制、調(diào)節(jié)主要設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)高效脫硝。
（7）、系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備占地極少，可以安裝在石灰窯空閑處的平臺(tái)上。
（8）、投資極低，性價(jià)比高，與選擇性催化還原 (SCR) 技術(shù)投資相比只有其10%的投資，極具投資性價(jià)比，尤其適合民營(yíng)企業(yè)選擇應(yīng)用。
（9）、脫硝效果顯著，氮氧化物排放指標(biāo)：≤80-150mg/m³范圍
同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)還有以下典型的綜合技術(shù)效果：
該項(xiàng)技術(shù)是在原“唐山金泉公司”推出的“氣化法生產(chǎn)高活性石灰技術(shù)”基礎(chǔ)上進(jìn)一步升級(jí)，由于“新型石灰爐爐內(nèi)脫硝工藝系列技術(shù)（LNTX）”技術(shù)在使用時(shí)需要少量的水與還原劑中和，當(dāng)還原劑中的水在爐內(nèi)蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的氫原子恰好與高溫石灰石發(fā)生活性反應(yīng)，增加了石灰的活性，劇現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可提高活性度40-70ml范圍，*高活性度可達(dá)400ml以上。
“新型石灰爐爐內(nèi)脫硝工藝系列技術(shù)（LNTX）”技術(shù)可直接應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)裝備，不用另行增加投資，實(shí)現(xiàn)了增加石灰活性和脫硝雙重效果，可謂一舉兩得。
專家點(diǎn)評(píng)：
通過(guò)調(diào)研唐山金泉公司的“嵌入式梯級(jí)爐內(nèi)還原脫硝技術(shù)（TLH）”技術(shù)，其關(guān)鍵點(diǎn)是淘汰了目前脫硝主流工藝中采用“氨水”等材料為還原劑的方式，由于國(guó)家在安全和環(huán)保方面對(duì)“氨水”有嚴(yán)格的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用的要求，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，所以，不適用于管理措施較弱小型企業(yè)使用。新技術(shù)采用的還原劑采用各地易購(gòu)的新型高分子材料，具有使用安全可靠、無(wú)二次排放污染也的特征。
同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)把傳統(tǒng)脫硝工藝中的“煙氣爐外二次加熱”工藝改為爐內(nèi)還原反應(yīng)加熱，即充分利用了石灰窯窯內(nèi)的煙氣余熱也減少了增加爐外設(shè)備的投資，具有技術(shù)工藝簡(jiǎn)潔，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，一次性投資少，運(yùn)行成本低，占地面積小，滿足超低排放指標(biāo)的特點(diǎn)。
目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始推廣應(yīng)用，根據(jù)工業(yè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，各項(xiàng)指標(biāo)良好：當(dāng)燃煤豎窯實(shí)驗(yàn)前氮氧化物排放指標(biāo)：≥450-550mg/m³范圍時(shí)，治理后氮氧化物排放指標(biāo)可以穩(wěn)定在≤80-150mg/m³范圍，脫硝率已經(jīng)≥80%，通過(guò)不斷摸索和改進(jìn)，指標(biāo)將會(huì)有進(jìn)一步提高。
（三）、石灰窯低溫脫硫脫硝一體化技術(shù)
技術(shù)原理：該項(xiàng)工藝的脫硝是利用臭氧發(fā)生器制備臭氧，通過(guò)布?xì)庋b置把臭氧氣體均布到煙氣管道截面，在管道中設(shè)置煙氣混合器，使臭氧與含NOX的煙氣在煙氣管道中充分混合并發(fā)生氧化反應(yīng)。將煙氣中的NOX氧化為容易吸收的NO2和N2O5。再利用鈣法脫硫洗滌塔，對(duì)NO2和N2O5進(jìn)行吸收反應(yīng)，生成Ca(NO3)2與Ca(NO2)2，*后再與硫酸鹽一起排放至沉淀池沉淀后外排，石膏清出后綜合利用。
其主要反應(yīng)式為：
NO+O3=NO2+O2
2NO2+O3=N2O5+O2
4NO2+2Ca(OH)2=Ca(NO2)2+Ca(NO3)2+2H2O
N2O5+ Ca(OH)2 = Ca(NO3)2+H2O
脫硫劑及吸收劑為石灰(Ca(OH)2)。在洗滌吸收塔內(nèi)，煙氣中的SO2、高價(jià)態(tài)氮氧化物與石灰漿液反應(yīng)后生成CaSO3、Ca(NO2)2、Ca(NO3)2，生成的CaSO3在塔漿液池就地強(qiáng)制氧化為石膏，石膏經(jīng)沉淀池沉淀后定期清出綜合利用，Ca(NO2)2、Ca(NO3)2溶于水，達(dá)到一定濃度后排放。
專家點(diǎn)評(píng)：
該項(xiàng)工藝在實(shí)際使用中難點(diǎn)較多，比如：由于石灰窯中的煙氣NOx的含量是不均衡的，極難控制好臭氧用量，臭氧不足或過(guò)量而影響氧化效果及對(duì)后續(xù)設(shè)備造成影響。
同時(shí)，氧化后的NOx還要進(jìn)入脫硫脫硝塔中通過(guò)堿液將二氧化硫及氮氧化物脫除，這種工藝與傳統(tǒng)的濕法脫硫脫硝并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，同樣需要有漿液池、也產(chǎn)生CaSO3石膏等危廢產(chǎn)物。
（四）、陶瓷纖維管除塵脫硫脫硝一體化工藝：
該項(xiàng)工藝是采用觸媒陶瓷纖維濾管塵硝硫一體化裝置處理工藝，其高溫除塵脫硝一體化工藝的核心設(shè)備是“陶瓷濾芯除塵器”�！疤沾蔀V芯除塵器”是一種新開(kāi)發(fā)出來(lái)的多污染物高溫?zé)煔鈨艋O(shè)備，它克服了傳統(tǒng)布袋除塵器無(wú)法在高溫環(huán)境下使用，靜電除塵器又無(wú)法控制穩(wěn)定的超低粉塵排放的缺點(diǎn)，既能耐高溫，又能保證持續(xù)穩(wěn)定的超低粉塵排放（小于 10mg/Nm3 濃度水平）。煙氣從中間的煙道進(jìn)入除塵器內(nèi)部，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流板均流后，從濾芯底部向上流動(dòng)，均勻通過(guò)各濾芯。在負(fù)壓抽 吸作用下，煙氣攜帶而來(lái)的 Ca(OH)2 被均勻分布于陶瓷濾管表面的粉餅層上，形成了很大的脫硫反應(yīng)表面積，使得煙氣中的 SO2 等酸性氣體分子更容易在陶瓷濾管的粉餅層表面被吸附脫除，具有較高的脫硫效率。粉塵顆粒被截留在濾芯表面，從而防止堿金屬等接觸催化劑使其失活，進(jìn)一步延長(zhǎng)濾芯的使用壽命。高溫脫硫除塵的煙氣，在復(fù)合陶瓷管中的催化劑作用下，煙氣中的 NOX 與 NH3 反應(yīng)生成無(wú)害的 N2 和 H2O。
專家點(diǎn)評(píng)：
該項(xiàng)工藝中，除塵效果優(yōu)，系統(tǒng)壓降不高，而且除塵直接<10mg/m3，這是傳統(tǒng)布袋及電除塵做不到的條件，尤其是其陶瓷纖維濾管適用溫度 250-350℃，耐高溫，不可燃，使用年限可以達(dá)到5年，這個(gè)是普通布袋除塵器不可比擬的。
缺點(diǎn)：該系統(tǒng)采用濃度為 20%的氨水作為脫硝劑，也存在氨逃逸問(wèn)題和安全問(wèn)題。而且由于處理煙氣溫度適應(yīng)范圍在300℃~360℃之間才具有較高的反應(yīng)效率，所以不適用石灰窯200℃以下煙氣的應(yīng)用。目前，該項(xiàng)工藝還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在石灰窯上的成功案例，其應(yīng)用效果還需要進(jìn)一步確定。
五、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)石灰行業(yè)是從長(zhǎng)期忽視環(huán)境保護(hù)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)粗放發(fā)展、污染加劇中走來(lái)。當(dāng)前，面對(duì)環(huán)境治理“局部改善，總體形勢(shì)嚴(yán)峻”的復(fù)雜局面，我們應(yīng)加快綠色創(chuàng)新，構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)體系，擴(kuò)大綠色投資。
同時(shí)要認(rèn)真分析石灰行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響，解讀新的環(huán)保法規(guī)，充分了解石灰行業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇，行業(yè)從業(yè)者要自我加壓，正確理解公共環(huán)境利益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生存環(huán)境之間的利害關(guān)系，加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，走高質(zhì)量發(fā)展之路，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境整治，堅(jiān)定不移走綠色崛起之路。
從近期的石灰行業(yè)整治工作中我們不難發(fā)現(xiàn)，雖然是嚴(yán)格整治“散、小、亂”，但是，一批擁有超前發(fā)展眼光的新投資者正在“趕潮”進(jìn)入，借以發(fā)展新的產(chǎn)業(yè)鏈，打造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。所以，我們應(yīng)當(dāng)看到，只要牢記綠色清潔生產(chǎn)的企業(yè)發(fā)展原則，加大環(huán)保投入，就能把握新機(jī)遇、登高一躍，乘勢(shì)而上，取得新的突破。
資料編輯：
中國(guó)石灰產(chǎn)業(yè)學(xué)會(huì)
孫 菲
2021年05月21日
編者說(shuō)明：本文第三節(jié)”和“第四節(jié)”部分內(nèi)容為摘編自中國(guó)石灰產(chǎn)業(yè)學(xué)會(huì)發(fā)布的《“十四五”石灰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全景發(fā)展報(bào)告》。
下期文章：《石灰行業(yè)的發(fā)展之路怎么走（三）—環(huán)境經(jīng)營(yíng)是石灰產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路》
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