碳中和应用技术
实现烟气超低排放同体化及回收利用
工业烟囱“戴口罩”方案
在2022年1月26日中央政治局就实现碳达峰碳中和目标进行第三十六次集体学习中,习近平主席提出“加快绿色低碳科技革命。要狠抓绿色低碳技术攻关,加快先进适用技术研发和推广应用。”
一、同体化烟气超低排放的核心技术是一场技术攻关的低碳科技革命
同体化超低排放的核心技术是改变过去分别容器进行的脱销、脱硫、除尘的通常工艺,经过多次试验和改进,做成排放一体化。即不同污染物集中在同一个容器内同时进行交叉处理,同体实现脱硫、脱硝、除尘、除二氧化碳、除水雾技术工艺。此法是采用选择性催化氧化中和吸收法(SCN)。也可以称为低温处理法。
(一)“工业烟气超低排放同体化、综合利用技术成套装备”项目持有创新多项国家专利发明。
1、主要部件脱硫滤芯、固烟尘芯,发明专利名称:脱硫滤芯(专利号:ZL2004 10068831.9);固烟尘芯(专利号:ZL2004 10068830.4)。
2、烟气净化系统,烟气处理系统装备,发明专利名称:一种烟气净化系统(专利号:201610662825.9)和一种烟气处理系统及方法(专利号:201610659573.4)。
3、2种实用新型专利:一种烟气净化系统(专利号:ZL 2016 2 0875444.4);一种烟气处理系统(专利号:ZL 2016 2 0871596.7)。
以上4项发明和两项实用新型专利均具有自主知识产权。
(二)设备通过国家科技部认定,机械工业信息研究院对该技术进行国内外查新,确认为国内外世界首创新技术,进入2016年国家工信部《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,列入编号“6、大型环保及资源综合利用装备、6.2大气污染防治装备 6.2.9.燃煤烟气多污染物超低排放成套装备”。
(三)国家支持的民族品牌低碳技术。设备纳入财政部等部门制定的国家《首台(套)重大技术装备保险》范围。对使用本技术改造工程工业用户保险费,国家财政给予 80%补贴。人民保险公司执行落实重大技术装备保险国家政策。
(四)技术项目获得2018年1月26日在北京召开的第七届世界环保(经济与环境)大会,“国际碳金奖--中国绿效企业奖和绿色责任奖”。
(五)2022年1月15日,中科院“中国能源与环保高质量发展专项课题组”决定我单位《中华民族品牌成长论坛》碳中和工业烟气治理多项专利技术,纳入国家级碳中和国家最高级科研机构。
低碳改造后的玻璃厂排放对比国家指标
名称 | 国家平板玻璃工业大气污染物排放量(标准与指标) | 该项目排放量指标 |
二氧化硫 | <100㎎/m³ | <15㎎/m³ |
氮氧化物 | <400㎎/m³ | <30㎎/m³ |
烟尘 | <20㎎/m³ | <5㎎/m³ |
氯化氢 | <30㎎/m³ | <10㎎/m³ |
氟化物(以总氟计) | <5㎎/m³ | <2㎎/m³ |
二氧化碳 | 无限制 | <3% |
白色水汽 | 无限制 | <2% |
二、新技术的创新点:用复合处理烟气净化功能,实现低碳生产要求,达到烟气污染根治及资源回收再造利用。
我们把本烟气净化技术,称之为给工业烟囱“戴口罩”。
创新技术在以下几方面:
(一)净化过程创新。采用低温低压湿法选择催化氧化中和回收利用法(也可称之为SCN法),把烟气、反应剂(氢氧化钾)、助剂、水溶液混淀,有害气体溶于水中形成酸又遇碱形成盐。脱出烟气中的灰尘(包括重金属氧化物)和有害气体(二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳)等脱出物,沉降在混合溶解器中形成灰尘多盐类混合液体。
(二)回收脱出物再生二次产品
1.脱出重金属氧化物及重金属盐类固化成道路砖、建材砖;并利用烟气的余热干燥处理。
2.脱出钾盐、磷盐、镁盐、钙盐、硒盐等无害物合成生态砖;可以用来沙漠地、盐碱地治理和立体生态农牧业建设。并利用烟气的余热干燥处理。
3.脱出的二氧化碳废气制成纳米碳复合材料。
4.分离出的不饱合液体循环使用。
5.该工艺包括余热利用系统、烟气模块化治理超低排放系统、催化滤芯系统、低温低压封闭安全防爆运行系统、烟气污染物回收加工系统等的设计研发,并实现自动化控制。
三、本项目的技术优势
拥有多项自主知识产权,应用模块化生产,通过工业小试使用确定,得到权威部门认可。节能、环保、安全、废物回收资源综合利用,降低产品生产成本是本项目的主要技术表现特征。保护应用创新企业品牌:
(一)具有复合功能的多项专利知识产权
模块化结构的协同综合装置,节能环保、安全运营、循环效益等综合性能目前国内外唯一,关键的核心技术壁垒程度高、再生产品成本低。模块化结构、预留升级空间,有工业改造小试验证,行业部门专家呼吁,要大力推广应用。
(二)在《中华民族品牌成长论坛·碳中和技术解决委员会》行业平台上,品牌领衔技术创新
厚积薄发,未雨绸缪。碳中和技术解决委员会前身,即中华全国商业信息中心市场指导处,2010年前就开始了继续组织、研发脱销脱硫一体化技术应用。经多次实验改进,自主研发的新一代脱硫脱销一体化技术,2013年开始了燃煤脱销脱硫除尘一体化技术实验应用工程,实验产品符合技术标准,首台产品试用期间,脱销、脱硫排放指标达到国家标准。为此2015年开始组建专有技术公司。
自公司组建以后,就在当年成立的中国商业联合会主办《中华民族品牌成长论坛》旗下,建设完善“环保(碳中和)技术解决委员”工作,示范打造环保业的技术自主民族品牌;重视技术后续的开发与创新工作,做到低碳技术与时共进。规划有后续的技术开发与创新能力,有产品升级换代,持续发展的储备能量。
(三)烟气净化循环过程的节能性
使用专利技术进行后期烟气治理,既达到环保要求,又能回收烟气增加收益和自用资源,实现循环经济产业。
节能性表现在复合设备结构上:
烟气除尘脱硫脱硝在同一个装置内完成,设备体积小,节省占地空间,投资费用低;设计采用了模块化,安装节省时间。运行过程中,催化滤芯的作用,节省去大量脱硝脱硫添加剂;水循环节省用水;滤芯即时降解,可重复使用,节省滤芯投资费用;易损件较少,减少维修费用,装备使用寿命长;燃料能选用低价的替代,用石油焦代替天燃气,排放烟气同样效果,没污染。
设备结构上,做到的节能效果是显著的。
(四)各业如能广泛应用,能提前数年实现国家“双碳”目标
处理后的工业烟气排放达到超低排放标准:
氮氧化物 ≤ 30mg/m3;二氧化硫 ≤ 20mg/m3;三氧化硫 ≤ 2.5mg/m3;粉尘 ≤ 5mg/m3;汞及化合物 ≤ 0.003mg/m3;二氧化碳≤ 1%;肉眼可见水雾为零。
其过程在烟气处理各个系统的协同作用下,低温、常压无死角完全密闭的环境下运行,无二次污染。洁净气体顺气道排出,实现了无污染、超低排放。
以上所实现的环保效果是少有的。
(五)实现安全生产的技术保证
其整个工艺设计为低温、低压、封闭,安全防爆运行系统,装备中没有死角,无泄漏,无漏腐蚀点;电器自动过载及漏电保护装置,故设备及运行中不存在异常危险点。因为在低温、低压下运行,没有危险物(液氨)等存在,不会造成危害物的泄漏,不会有害气体中毒、烧伤、烫伤、炸伤、电伤、粉尘污染事故。在目前烟气治理行业中具有独特的安全保障性能。
(六))以低成本回收利用,再生产品。再生产需要的大宗原材料及运输,除了用招标投标、货比三家的方式进行采购外,能源、物料消耗等量化指标,分解到车间、班组,严格控制生产成本和非生产性支出,做到二次产品能够以较低成本参与市场竞争;本项目后期产品,还将内循环再利用,实现高效闭环盈利。以上循环经济方式在目前烟气治理行业中是独有。
(七)再生产品市场前景
蒸气出售给临近的化工生产企业;或加工成生态砖等,用于进行沙漠治理、盐碱地改良、改善土壤、立体农业、畜牧业生态园建设等方面;碳酸钾盐可以变成肥源、化工原料;还能生产纳米碳复合材料等,未来收益可观。
这是现有其它烟气处理装备不具有的。
(八)产品销售价格有优势
本技术采取燃料为石油焦或煤碳,比燃气成本低60%左右。
参照市场价格,举玻璃为例,同等产品质量条件,本项目产出产品售价,价格可低于行业10-20%。经测算,利润比燃气高出30%左右。
四、全国制造业应用本技术,可以提前实现碳达峰,同步实现碳中和
(一)碳中和,从自己企业做起。在改造正常运营的当年,企业即能达到碳达峰、碳中和。
低碳改造不再是企业微观的只赔不赚,国家、社会与企业低碳是多赢局面。
(二)本项目运营优势:
1、技术设备,独门绝技,市场唯一,终极治理,国家达标,生态环保;
2、解决资金,企业资产担保,我技术方融资低碳运营,有效环保治理;
3、设备施工,无需停产。对接安装、维修,更换备件,降低企业成本;
4、废气回收持续再生产,特有高附加值的二次产品纳米碳复合材料。
5、首台套资金国家支持,中国人民保险公司提供首台套新技术保险。
五、本项目产品使用年限及维护标准
本产品使用年限20年,后期维护实行合同能源管理模式终身维护。
维护标准:烟气排放符合国家污染物排放标准,对环境无二次污染,无污水排放,不影响锅炉正常运行。
六、本项目产品质量标准
(一)产品规格适用广泛
适应国内外需求,依据相关行业标准,企业燃烧工况、烟气工况及场地状况、所需设施,制定烟气超低排放、回收装备的体积大小,规格型号。
装备可以根据锅炉吨位多少、烟气成分及量大小,规定设备规格型号,如十吨燃煤锅炉,配置的设备规格型号是:GCYZCZ10-M-Y3
示意 G:工业烟气 C:超低排放 Y:一体化 Z:资源利用 C:成套技术
Z:装备 10:10吨锅炉 -M:煤燃 -Y:烟气量 3:3万立方米/小时。
(二)产品质量
1、产品质量符合HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》、HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》、GB50268-97
《给水、排水管道工程施工及验收规范》、GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》、《燃煤烟气多污染物超低排放成套装备主要排放技术指标》的规定。
2、适用燃煤工业,对燃气、石油焦多种燃料,净化烟气质量同样有效
以上工艺广泛适用电力、冶金、建材、化工等行业的锅炉、烟气处理及物料回收、粉尘治理,实现烟气无害化、效益化治理。
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中华民族品牌成长论坛·碳中和技术解决委员会
2022年2月25日