一氧化碳治理,是環保新機遇還是舊瓶裝新酒?
【谷騰環保網訊】在當(dang)今環保(bao)意識(shi)日益增(zeng)強的(de)時代,空氣(qi)質(zhi)量(liang)已成為全民關注的(de)焦(jiao)點。而一氧化碳(CO)作為我國《環境空氣(qi)質(zhi)量(liang)標準(zhun)》中六項基(ji)本控(kong)制(zhi)污染物之一,其治理(li)工作正悄然成為環保(bao)領域的(de)新(xin)熱點。
一氧化(hua)(hua)碳(tan)的(de)(de)來源廣泛且排放(fang)量巨大(da),主(zhu)要來源于冶金、化(hua)(hua)工等行(xing)業(ye)化(hua)(hua)石燃(ran)料的(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)、垃圾焚燒(shao)(shao)以及汽車尾氣等。近年來,隨著我國大(da)氣污(wu)染防治工作(zuo)的(de)(de)不斷深入(ru),常規(gui)大(da)氣污(wu)染物(wu)的(de)(de)排放(fang)得(de)到了有(you)效控(kong)制(zhi),環(huan)境質量有(you)了顯著改(gai)善。然(ran)而(er),一些(xie)非常規(gui)污(wu)染物(wu)的(de)(de)排放(fang)問題逐(zhu)漸浮(fu)出水面,一氧化(hua)(hua)碳(tan)便是其中之(zhi)一。它對人體健(jian)康(kang)和生態環(huan)境都構(gou)成了較大(da)威脅,因此成為環(huan)保工作(zuo)重(zhong)點關(guan)注的(de)(de)對象。
鋼(gang)鐵行(xing)業作為(wei)我國經濟的(de)(de)重要支(zhi)柱產業之一(yi),同時(shi)也是一(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)排(pai)放的(de)(de)主(zhu)要來源之一(yi)。據相關(guan)數據顯示,我國工(gong)(gong)業排(pai)放的(de)(de)一(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)中,有(you)相當一(yi)部分(fen)來自鋼(gang)鐵行(xing)業,其中燒結工(gong)(gong)序的(de)(de)排(pai)放占比高達40%。在(zai)雙碳(tan)(tan)戰(zhan)略的(de)(de)大(da)背景下(xia),一(yi)氧(yang)化碳(tan)(tan)治(zhi)理(li)成為(wei)鋼(gang)鐵行(xing)業節能降碳(tan)(tan)的(de)(de)關(guan)鍵(jian)突破口。
當前,國(guo)內90㎡規模以上的燒結(jie)機約有500多臺, 預(yu)(yu)計(ji)每臺燒結(jie)機CO催化劑(ji)的平均(jun)用量(liang)達(da)到70立方(fang)米(mi)。經測算,僅90㎡規模以上的燒結(jie)機CO催化劑(ji)的需求量(liang)預(yu)(yu)計(ji)將達(da)到40000立方(fang)米(mi)左(zuo)右(you),市(shi)場規模在(zai)200億(yi)元左(zuo)右(you),產(chan)品的市(shi)場前景較(jiao)為可觀,有望成為環保(bao)產(chan)業的新藍海。
一氧化碳來源
就鋼鐵企業而言,一氧化碳(tan)產生量大、排放源多,主要來源于三個方面(mian):
一(yi)是燒(shao)結機、高(gao)爐熱(re)風爐、軋(ya)鋼加熱(re)爐、石灰(hui)窯、自備(bei)電廠(chang)等燃(ran)燒(shao)過程中煤(mei)(mei)、焦炭、高(gao)爐煤(mei)(mei)氣、轉爐煤(mei)(mei)氣和焦爐煤(mei)(mei)氣不完全燃(ran)燒(shao)產生的排放;
二是高爐(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)頂(ding)均壓放(fang)散(san)和休風放(fang)散(san)、煉鋼(gang)一次煙氣(qi)、軋鋼(gang)加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)反吹煤氣(qi)、煉焦(jiao)焦(jiao)爐(lu)(lu)(lu)和干熄焦(jiao)等(deng)生產(chan)過程排(pai)放(fang);
三(san)是富裕煤氣放散排放。其中,燒結機頭煙氣一氧化碳濃度可達幾千毫克/立方(fang)米左右(you)。
相關政策要求
在(zai)政策層面(mian),一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)治(zhi)理(li)(li)工作早已拉開帷幕。2018年(nian),唐山市率先(xian)印發(fa)(fa)《關(guan)于對燒結機(ji)(ji)機(ji)(ji)頭一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)超(chao)限(xian)值排(pai)(pai)放(fang)的(de)鋼鐵(tie)(tie)(tie)企業(ye)(ye)實施限(xian)產的(de)通知》,要求全市鋼鐵(tie)(tie)(tie)企業(ye)(ye)燒結機(ji)(ji)機(ji)(ji)頭一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)濃度不(bu)超(chao)過6000毫克每立方米(mi),這標志著鋼鐵(tie)(tie)(tie)一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)治(zhi)理(li)(li)工作的(de)正式(shi)起步。隨后(hou),邯(han)鄲、臨(lin)汾(fen)等地方也(ye)紛紛跟進(jin),出臺了一(yi)系(xi)列相關(guan)政策。2018年(nian)8月,《邯(han)鄲市鋼鐵(tie)(tie)(tie)企業(ye)(ye)燒結機(ji)(ji)機(ji)(ji)頭一(yi)氧化(hua)(hua)碳(tan)治(zhi)理(li)(li)和(he)高爐、轉爐放(fang)散管控方案(an)》正式(shi)印發(fa)(fa);2020年(nian)7月,臨(lin)汾(fen)發(fa)(fa)布《臨(lin)汾(fen)市2020年(nian)鋼鐵(tie)(tie)(tie)行(xing)業(ye)(ye)CO綜合治(zhi)理(li)(li)實施方案(an)(試行(xing))》。
到(dao)2024年,據北(bei)極星(xing)不(bu)完全統計,河北(bei)唐山(shan)、邯鄲、邢(xing)臺;河南焦(jiao)作、安陽(yang);山(shan)西臨汾、晉城(cheng)等城(cheng)市出(chu)臺了政策涉及一氧化碳治理(li)。
唐山(shan)、邯鄲、邢臺三(san)地明(ming)確提出(chu),要加強(qiang)鋼鐵行業(ye)CO深(shen)度治理(li),積極推廣先進治理(li)技術的應用;而山(shan)西(xi)臨汾、晉城(cheng)則聚焦(jiao)于加強(qiang)鋼鐵行業(ye)CO無組織排放管控。
從分布區(qu)域看,一氧(yang)化碳治理主要集中(zhong)在河北(bei)、河南、山(shan)西等部分省份(fen)的一些重點城市。
從(cong)排(pai)放標(biao)準看,目前(qian)(qian)國家及地方政府(fu)并未對一(yi)氧化碳排(pai)放限值作出具(ju)體規定。北極星梳理發現,目前(qian)(qian)僅《河北省重點行業環保績(ji)效A級標(biao)準鋼鐵行業(長流(liu)程(cheng))(試行)》中提出,企業所在(zai)設區市(或省直(zhi)管(guan)市)環境(jing)空氣質量中存在(zai) CO 超(chao)標(biao)的,燒結機機頭CO排(pai)放濃度不高(gao)于6000 mg/m3。
CO治理技術
在(zai)治理技術方面,現有工(gong)業煙氣CO的治理一(yi)般采用源頭控制(zhi)技術,使用清潔燃料和能源、改(gai)進燃燒(shao)工(gong)藝、提高燃燒(shao)效率等。
生態環境(jing)部也明確表示,控制一氧化碳排放,企業(ye)主要采取以下(xia)措施:
一(yi)是控制燒(shao)結(jie)機生(sheng)產穩定(ding)性(xing)、采用(yong)燒(shao)結(jie)煙氣循環(huan)技(ji)術等,減少燒(shao)結(jie)工序一(yi)氧化碳產生(sheng)量;
二是提(ti)高焦(jiao)(jiao)爐燃燒(shao)(shao)室煤氣燃燒(shao)(shao)效率、控制進入干(gan)熄(xi)(xi)爐的空氣量(liang),減少焦(jiao)(jiao)爐煙氣和干(gan)熄(xi)(xi)焦(jiao)(jiao)煙氣一氧化碳產生(sheng)量(liang);
三是回收高爐爐頂均壓放(fang)散煤(mei)氣(qi)(qi)和(he)(he)休風放(fang)散煤(mei)氣(qi)(qi),建設煤(mei)氣(qi)(qi)柜和(he)(he)增加(jia)煤(mei)氣(qi)(qi)緩沖用戶,實現富裕煤(mei)氣(qi)(qi)全部回收利(li)用,控制熱風爐空(kong)燃(ran)比在(zai)合(he)理范(fan)圍內(nei)等(deng),減(jian)少高爐工序一氧化(hua)碳排(pai)放(fang);
四是提高轉(zhuan)爐(lu)煤(mei)氣(qi)回收量,減(jian)少煤(mei)氣(qi)放(fang)散,并在轉(zhuan)爐(lu)一(yi)(yi)次煙氣(qi)排放(fang)口增(zeng)設燃燒(shao)器,確保一(yi)(yi)氧化碳充分(fen)燃燒(shao),回收利用軋(ya)鋼加熱爐(lu)反(fan)吹(chui)煤(mei)氣(qi),減(jian)少煉(lian)鋼和軋(ya)鋼工(gong)序一(yi)(yi)氧化碳排放(fang)。
但是受限于(yu)目前的燃(ran)燒技(ji)術,仍有大(da)量的CO排放到(dao)環境中(zhong)(zhong)。因此,末端(duan)控制技(ji)術成(cheng)為工業尾氣(qi)中(zhong)(zhong)CO凈(jing)化(hua)(hua)的主要手段,其(qi)中(zhong)(zhong),催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)法具有起燃(ran)溫度低、催化(hua)(hua)效(xiao)率(lv)高(gao)、無二次污染(ran)和適(shi)應范圍廣等(deng)優點,成(cheng)為當前工業煙(yan)氣(qi)CO治理的主流(liu)技(ji)術。
企業布局
在(zai)企業布(bu)局方面,催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)為一氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)治理的(de)主流技術(shu),催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)無疑(yi)是CO催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)的(de)核心(xin),在(zai)一氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)治理中起到了關(guan)鍵作(zuo)用(yong)。目(mu)前,已有多家環(huan)保(bao)企業紛紛布(bu)局CO催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)市場(chang)。
同興科技
同興(xing)科技(ji)在(zai)(zai)2024年底表(biao)(biao)示,公(gong)司第五代(dai)CO催(cui)化劑(ji)在(zai)(zai)下(xia)游(you)客(ke)戶(hu)馬鋼、南(nan)京鋼鐵等開展的蜂窩(wo)體撬裝實驗(yan)中表(biao)(biao)現良好,公(gong)司CO催(cui)化劑(ji)在(zai)(zai)溫(wen)度(du)270-280℃、2萬(wan)空速條件(jian)下(xia),累(lei)計(ji)運(yun)行超過2700小時(shi),CO脫除效率(lv)穩(wen)定(ding)保(bao)持在(zai)(zai)90%以上(shang)。同時(shi),公(gong)司正在(zai)(zai)下(xia)游(you)客(ke)戶(hu)澳(ao)森鋼鐵開展中試(shi)放(fang)大(da)實驗(yan),已有多家客(ke)戶(hu)表(biao)(biao)達了在(zai)(zai)CO催(cui)化劑(ji)應用方面的合作(zuo)意向,預計(ji)最(zui)快將在(zai)(zai)今(jin)年四(si)季度(du)形成訂單。
晨晰環保
晨晰環(huan)保則研發出用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于燒(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)CO治理(li)(li)的(de)(de)燒(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)一氧化碳治理(li)(li)協同(tong)(tong)余熱(re)綜合利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)技術(shu)。該設備的(de)(de)核心技術(shu)為CO催(cui)(cui)化劑,該系列催(cui)(cui)化劑由(you)過(guo)渡金(jin)屬(貴金(jin)屬)組(zu)成,為多元金(jin)屬氧化物(wu)體系,具有催(cui)(cui)化效(xiao)率高、凈(jing)化性能(neng)強、操作溫區寬、使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)壽命長、應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)場景廣(guang)泛(fan)、使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)安(an)全(quan),操作?便、成本(ben)低(di)廉等優點。該技術(shu)方案(an)適用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于燒(shao)(shao)結(jie)(jie)、焦(jiao)爐(lu)、鍋爐(lu)等多種煙(yan)(yan)氣(qi)處理(li)(li)場景,在對燒(shao)(shao)結(jie)(jie)煙(yan)(yan)氣(qi)中(zhong)CO進(jin)行高效(xiao)治理(li)(li)的(de)(de)同(tong)(tong)時,還(huan)可實(shi)現為后(hou)端SCR脫硝(xiao)裝置供熱(re)。
元琛科技
元琛科技在今(jin)年2月宣布,其(qi)鋼鐵燒結CO催(cui)化劑研發項目現場中試圓滿成功,實測數據(ju)全面(mian)達標。該催(cui)化劑具有(you)以下特點:起活溫度低:≥220℃;催(cui)化效率(lv)高(gao):≥80%(可根(gen)據(ju)需(xu)求設計);空(kong)速高(gao),單位用(yong)量少:≥15000h-1(可根(gen)據(ju)濃度和效率(lv)定(ding)制化設計);適(shi)用(yong)工況:水蒸氣含(han)量<20%;SO2含(han)量<35mg/Nm3。
迪諾斯環保
迪諾斯環(huan)保在2024年探索冶金(jin)行業(ye)CO治理工作,實現多種(zhong)冶金(jin)煙氣用(yong)CO催化劑從實驗(yan)室研發進入工業(ye)應用(yong)中(zhong)試階段(duan),為未來工業(ye)應用(yong)奠(dian)定(ding)了基礎(chu)。
湖北思搏盈
由湖北思搏(bo)盈(ying)聯合中(zhong)國科(ke)學院山西煤炭(tan)化學研究(jiu)所煤炭(tan)高(gao)效低(di)碳(tan)利用(yong)(yong)全國重點實驗室開(kai)發(fa)的單原子合金高(gao)效CO催化技術,于2024年(nian)10月至(zhi)2025年(nian)2月在河北敬(jing)業集團有限公(gong)司2#煉鐵一燒230m2燒結(jie)機完成工(gong)業側(ce)線試驗,裝置累計連續運行1500小(xiao)時,催化劑(ji)使(shi)用(yong)(yong)空速8000h-1~16000h-1,反應溫度(du)240℃~280℃,反應器壓降≤500Pa。經檢(jian)測其在入口CO濃(nong)度(du)≤6000mg/Nm3,出口CO濃(nong)度(du)≤1300mg/Nm3,脫除率(lv)高(gao)達78%以上(shang)。
仁德科技
仁德科技自主生產的脫(tuo)一氧化(hua)碳催化(hua)劑已于2024年(nian)12月(yue)順利啟運奔赴鋼(gang)廠。
由(you)此(ci)可見,CO催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)推廣應(ying)用正(zheng)處(chu)于(yu)快速(su)推進階段。需(xu)要(yao)注意的(de)(de)是,受市(shi)場(chang)環(huan)境影(ying)響(xiang)CO催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)發展(zhan)還面臨不確定(ding)性。迪諾斯環(huan)保曾表示,一氧化(hua)碳(tan)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)產品(pin)市(shi)場(chang)已經(jing)逐(zhu)步啟動,但因上(shang)面所述鋼鐵行業整體低迷,目前一氧化(hua)碳(tan)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)及工程(cheng)主要(yao)考慮用合同(tong)能源管理的(de)(de)方(fang)式進行。與(yu)此(ci)同(tong)時,解決CO催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)抗(kang)低溫、抗(kang)中毒、低成本等問題還具(ju)有一定(ding)的(de)(de)挑戰性。
北(bei)極星注意到,除鋼鐵行(xing)業外,垃圾(ji)焚燒行(xing)業也非(fei)常重視(shi)一(yi)氧化碳(tan)治理(li),并將一(yi)氧化碳(tan)列入主要污(wu)染物(wu),嚴格限值(zhi)(zhi)排(pai)放限值(zhi)(zhi)。目前(qian)國家及地方垃圾(ji)焚燒發(fa)電排(pai)放標準中一(yi)氧化碳(tan)排(pai)放限值(zhi)(zhi)集(ji)中在30~80mg/m3,如下圖(tu)所示:
從表(biao)格數(shu)據可(ke)以看出,一(yi)氧化(hua)碳的(de)(de)排放限值在全國范圍內呈現(xian)越來越嚴格的(de)(de)趨勢。例如,關中、天津(jin)、江蘇2024報(bao)批(pi)稿等地(di)(di)(di)方(fang)(fang)標(biao)準已(yi)經(jing)將CO的(de)(de)1小時均(jun)值和(he)(he)24小時均(jun)值大(da)幅降(jiang)低,顯示(shi)出更高的(de)(de)環(huan)保(bao)要求。北極星預(yu)測,未來國家和(he)(he)地(di)(di)(di)方(fang)(fang)標(biao)準可(ke)能(neng)會進一(yi)步(bu)降(jiang)低CO排放限值,尤其是在經(jing)濟發達(da)地(di)(di)(di)區和(he)(he)環(huan)境敏感(gan)區域(yu),例如京津(jin)冀、長三(san)角、珠三(san)角等地(di)(di)(di)區。
毋庸置疑的是(shi),隨(sui)著環保標(biao)準的日(ri)益(yi)嚴苛,一氧化碳治(zhi)理(li)市場會不斷擴(kuo)大,一氧化碳催化劑在更多(duo)新興(xing)領域的應(ying)用也(ye)值得期待。那么一氧化碳治(zhi)理(li)是(shi)環保新機遇還(huan)是(shi)舊瓶裝新酒,讓(rang)我們拭目以待,相信時間會給出答案(an)。

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