2021年中國煙氣治理行業市場發展前景預測及項目可行性研究
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煙氣治理行業的發展與國家產業政策具有很強的關聯性,政策是行業發展的重要推動力量。隨著環境問題越來越突出,國家及地方政府繼續加大對大氣環境的綜合整治力度,全面提高大氣污染物排放標準,先后出臺了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄(2017年版)》、《“十三五”生態環境保護規劃》、《“十三五”節能環保產業發展規劃》、《國家環境保護標準“十三五”發展規劃》、《“十三五”節能減排綜合工作方案》、《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》等一系列政策,有力推動了煙氣治理行業的快速發展。
非電行業一度受產能過剩影響,盈利能力不佳,導致其減排進展較為緩慢。但隨著2016年開始的供給側改革的深入,非電行業中的先進企業開始逐漸享受供給端收縮帶來的產品價格上漲,經營業績得到明顯改善,盈利大幅提升。下游行業盈利能力的大幅回升,為非電行業煙氣治理業務的發展奠定了堅實的資金基礎。
未來,隨著社會經濟的發展和居民生活水平的提高,人們對健康環境的需求不斷提高,公眾環保意識逐步增強,公眾監督與社會輿論對環保政策的貫徹執行起到了積極的推動作用。社會公眾環保意識的增強及輿論監督力度的加強,有效地推動了企業的環保投資,促進環保政策的貫徹落實。
煙氣治理產業技術現狀:據中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國煙氣治理行業市場研究及深度專項調查投資預測報告》統計數據顯示:煙氣治理技術水平決定著煙氣治理的質量與效率。國內煙氣治理行業技術水平不斷提升,極大促進了行業的發展。
除塵領域,電除塵技術、布袋除塵技術以及電袋復合除塵技術已達到國際先進水平,足以實現燃煤煙氣的超低排放。脫硫領域,燃煤煙氣脫硫技術經過多年的發展,技術水平已從過去的高成本低效率發展到現在的低成本高效率,濕法、半干法、干法等多種工藝技術均已十分成熟。脫硝領域,高溫SCR煙氣脫硝技術已從純粹引進國外先進技術向國內自有技術發展;隨著國內低溫SCR脫硝催化劑的工程化推廣應用,低溫SCR脫硝技術也已日益成熟。
1、除塵技術:除塵是指從煙塵、粉塵等含塵氣體中去除顆粒物以減少其向大氣排放的技術措施。目前,應用比較廣泛的除塵技術可分為如下五類:
類別 | 基本原理 | 特點 | 常用設備 |
機械式除塵 | 利用粉塵的重力沉降、慣性或離心力分離粉塵 | 結構簡單、運行阻力小、耐高溫;除塵效率低,多用于一級除塵 | 重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等 |
電除塵 | 利用靜電場使塵粒帶電吸附到電極上的除塵方法 | 除塵效率高、設備阻力低、處理煙氣量大、運行費用低;設備復雜,對調運安裝維護要求高、粉塵的類別、溫度、濕度等會影響處理效果 | 低溫電除塵器、中溫電除塵器、高溫電除塵器 |
過濾除塵 | 含塵氣體通過過濾層時粉塵被截留下來的除塵方法 | 除塵效率高、處理風量可大可小、結構簡單、工作穩定;受過濾材質限制,相對運行阻力大 | 袋式除塵器、陶瓷管除塵器等 |
濕法除塵 | 依靠液滴或液膜對粉塵進行捕集的除塵方法 | 除塵效率高、占地面積小、運行阻力較低、氣體可適應性強;易產生二次污染 ? | 噴淋塔、水膜除塵、洗浴室除塵及填料洗滌除塵 |
新型復合除塵 | 采用兩種以上技術復合而成的除塵方法 | 根據復合技術的不同而具備多重技術優勢;投資成本高 | 電袋復合式除塵等 |
布袋除塵、電除塵和電袋復合除塵是我國目前主流的除塵技術,廣泛應用于水泥、鋼鐵、有色金屬、電力、機械、化工等諸多行業,其中袋式除塵具有可高效凈化細顆粒物、處理風量范圍廣、粉塵性質影響小等特點,在有效去除PM10、PM2.5微細粒子的同時,還可兼顧去除SO2、汞和二噁英等其他污染物,實現對多污染物的協同控制。以“袋式除塵為核心的協同控制”技術正逐漸成為我國大氣污染治理首選的技術路線。
2、脫硫技術:脫硫是指除去煙氣中的硫及其化合物(主要為SO2)。按照脫硫過程中是否加水和脫硫產物的干濕形態,煙氣脫硫技術可分為干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫三類。
(1)干法煙氣脫硫技術:干法煙氣脫硫系指脫硫劑在干燥狀態下進行反應,吸收煙氣中的SO2,且最終脫硫產物以干燥狀態排出的脫硫技術,主要包括鈉基干法脫硫和活性炭(焦)吸附法脫硫等。
技術名稱 | 工藝簡介 | 特點 |
鈉基干法脫硫技術 | 在煙氣中噴入鈉基脫硫劑,使其充分接觸煙氣并發生化學反應,吸收凈化煙氣中SO2及其他酸性介質。同時,鈉基脫硫劑還可以通過物理吸附作用去除煙氣中的焦油等有害物質。 | 具有脫硫效率高、占地面積小、投資低、無廢水、溫降低、易操作維護等特點。 |
活性炭(焦)吸附法脫硫技術 | 利用活性炭(焦)較強的吸附性能,對SO2進行選擇性吸附。被吸附的SO2在氧氣和水蒸氣的作用下被氧化為硫酸并被儲存在活性炭(焦)空隙內。同時,活性炭(焦)還可以過濾掉部分粉塵及NOx | 具有脫硫效率高、脫硫產物可資源化利用、活性炭(焦)可循環使用、可同步脫除部分粉塵及NOx等特點。 |
活性炭(焦)吸附法脫硫中使用的活性炭(焦)可以循環使用。對使用后的活性炭(焦)進行加熱,活性炭(焦)所吸附的硫酸會被活性炭(焦)還原為SO2,從而使活性炭(焦)恢復吸附性能,但是活性炭(焦)會有損耗。中金企信國際咨詢專業編制《煙氣治理項目可行性研究報告》為企業投融資、項目立項、銀行貸款申請、批地申請等提供專業化優質服務。
(2)半干法煙氣脫硫技術:半干法煙氣脫硫中,脫硫劑會在水的參與下進行反應,吸收煙氣中SO2。反應過程中,添加的水會被蒸發,脫硫產物仍以干燥狀態排除。半干法煙氣脫硫技術主要包括SDA(旋轉噴霧干燥法脫硫技術)和CFB(循環流化床脫硫技術)等。
技術名稱 | 工藝簡介 | 特點 |
SDA技術 | 利用噴霧干燥18的原理,將吸收劑漿液霧化后噴入脫硫塔,與煙氣中的SO2發生化學反應,完成脫硫反應后的廢渣以干態排出。 | 具有脫硫效率高、可協同脫除三氧化硫氣溶膠、二噁英、重金屬等多組分污染物、溫降較低,對系統腐蝕小、脫硫灰干態易處理等特點。 |
CFB技術 | 在脫硫反應塔內,多次循環的固體吸收劑形成一個濃相床態,熟石灰、煙氣及噴入水分在流化狀態下充分混合。熟石灰和煙氣中的SO2、三氧化硫、氯化氫、氟化氫等在水分存在的情況下,在熟石灰粒子的液相表面發生反應,從而實現高效脫硫。 | 脫硫效率比SDA效率更高。 |
(3)濕法煙氣脫硫技術:濕法煙氣脫硫是指運用液體吸收劑在濕式脫硫塔內反應吸收煙氣中的SO2,是一種脫硫和產物處理均在濕態下的煙氣脫硫技術。其原理是含有SO2的煙氣在濕式脫硫塔內與液態脫硫劑充分接觸反應,把氣態的SO2變為液態的含硫化合物,以達到脫硫的目的。濕法煙氣脫硫技術主要包括石灰石/石膏法脫硫、氨法脫硫等。
技術名稱 | 工藝簡介 | 特點 |
石灰石/石膏法脫硫技術 | 以石灰石或石灰漿液作脫硫劑,在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌,與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。 | 具有適用脫硫率高、范圍廣、設備運轉率高、吸收劑利用率高、可靠性高、脫硫劑來源豐富且廉價等特點。 |
氨法脫硫技術 | 采用氨水作為脫硫劑,煙氣中的SO2與氨水反應生成亞硫酸銨,亞硫酸銨經與鼓入的空氣進行強制氧化反應,生成硫酸銨溶液,溶液再經結晶、離心脫水、干燥后制得硫酸銨。 | 具有脫硫效率高、副產物可資源化利用等特點。 |
3、脫硝技術
(1)煙氣脫硝技術:脫硝技術可以分為燃燒前脫硝、燃燒中脫硝和燃燒后脫硝三種。當前,對燃燒前脫硝的研究很少,幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后脫硝。低氮燃燒技術是普遍采用的燃燒中脫硝技術,主要包括低氮燃燒器、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒和廢氣再循環等技術。但低氮燃燒技術脫硝效率低,難以適應國家日益嚴格的氮氧化物排放標準。
燃燒后脫硝技術又被稱為煙氣脫硝技術。SCR脫硝技術(選擇性催化還原脫硝技術)、SNCR脫硝技術(選擇性非催化還原脫硝技術)是目前十分成熟的煙氣脫硝技術。其中,SCR脫硝技術以其較高的脫硝效率,成為應用最廣泛的煙氣脫硝技術。
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(2)SCR脫硝催化劑:SCR脫硝催化劑是在SCR脫硝過程中促使還原劑與煙氣中的NOx在一定溫度下發生化學反應,從而選擇性地將NOx轉化成N2和H2O的重要物質,是脫硝系統的核心部件。工程化應用的SCR催化劑基本上是以TiO2(二氧化鈦)為載體,以V2O5(五氧化二釩)為主要活性成份,多采用平板式、蜂窩式和波紋式等結構。
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SCR脫硝技術是火電行業廣泛采用的煙氣脫硝技術,其使用的高溫SCR脫硝催化劑常規治理溫區一般為320℃-400℃,如果SCR反應器入口煙氣溫度低于這個溫區,就會使得SCR脫硝催化劑活性無法始終維持在最佳狀態,從而導致還原劑氨的逃逸量增加,降低脫硝效率。同時,逃逸的氨會和煙氣中的SO3在一定的溫度下(通常為250℃以下)發生化學反應,生成NH4HSO4,液態的NH4HSO4具有很強的黏性,會吸附飛灰附著在催化劑表面,影響催化劑的催化功能,進一步降低SCR脫硝系統的脫硝效率。
非電行業所含行業較多,受不同行業生產工藝等條件的影響,各行業的煙氣狀況具有不同的特點。焦爐煙道廢氣具有煙氣溫度較低(多數在200℃-250℃之間)、煙氣成分復雜、煙氣NOx含量差別大等特點。鋼鐵燒結煙氣具有煙氣溫度低且變化范圍大(一般在120℃-180℃之間)、煙氣量大且分布不均勻、煙氣中SO2濃度變化大、煙氣成分復雜等特點。水泥窯“原始”煙氣溫度較高(300℃以上),但存在含塵量大、含有大量堿和堿土金屬等特點,而高塵容易堵塞、磨損催化劑,堿金屬則易使催化劑表面封堵或中毒,十分不利于高溫SCR脫硝;如果將SCR脫硝反應器布置在除塵器后,此時煙氣溫度又會被降低至高溫催化劑常規治理溫區之下。所以對于非電行業主要的幾個細分行業來說,若使用高溫SCR脫硝催化劑,就需要對煙氣進行加熱,會大幅增加企業的運營成本。相比而言,低溫SCR脫硝催化劑在較低的溫度條件下仍能保持很高活性,在保證滿足脫硝效率的前提下,能夠避免或減少非電行業企業對煙氣進行加熱。所以,非電行業使用低溫SCR脫硝催化劑可以有效幫助企業降低能耗、節約能源、完成污染物NOx的達標排放改造,具有明顯的競爭優勢和社會、經濟價值。