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践行绿色发展 助力保卫蓝天——访清华大学重点行业大气污染控制创新团队首席李俊华

践行绿色发展  助力保卫蓝天

——访清华大学重点行业大气污染控制创新团队首席李俊华

 

 

  建材行业如何绿色发展,助力打赢蓝天保卫战?清华大学重点行业大气污染控制创新团队首席、烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室主任李俊华近期接受了《中国建材报》记者专访,畅谈了打赢蓝天保卫战的基本思路、总体目标和主要任务,重点详解了工业炉窑专项行动目标、重点任务、技术路线和深度治理技术研究进展。

  《大气十条》任务圆满完成

  李俊华表示,《大气污染防治行动计划》(简称《大气十条》)实施以来,大气污染防治领域实现了一系列历史性变革,在能源结构调整、产业结构调整、重大减排工程方面实施了一系列重大举措,《大气十条》任务圆满完成,全国大气污染物排放总量迅速下降。2013年~2017年,全国二氧化硫、氮氧化物和一次细颗粒物排放量分别下降了1493万吨、561万吨和408万吨,是历史上排放量下降最快的时期,降幅分别达到59%、20%和29%;全国PM10年均浓度下降22.7%;京津冀、长三角和珠三角区域PM2.5年均浓度分别下降39.6%、34.3%和27.7%。

  然而,大气污染问题依然严重。2017年全国338个地级及以上城市仅99个城市达到《环境空气质量标准GB3095-2012》,约70%的人口生活在不达标大气环境中。以京津冀为例,过去5年PM2.5年均浓度分别超过国家空气质量二级标准的2.03倍、1.66倍、1.2倍、1.03倍和0.83倍。

  我国大气污染物排放量仍居世界前列。我国能源结构仍以煤炭为主,2017年煤炭占总能源消费的60.4%,其消耗量占世界煤炭总消费的50%,列全球首位,短期内能源消耗结构难以根本性改变。

  实现非电行业污染控制难度大、任务重。粗放式发展和资源消耗使生态环境压力持续增加。传统煤烟型污染与臭氧、PM2.5、挥发性有机物等新老环境问题并存。在较低的收入水平解决更为复杂的环境问题,治理的复杂性和难度更大。

  多措并举打赢蓝天保卫战

  李俊华介绍了打赢蓝天保卫战的基本思路。他说,首先要突出4个重点,即重点改善PM2.5因子,工业、重卡、散煤、扬尘重点行业和领域,以京津冀及周边、长三角、汾渭平原为重点区域,秋冬季和初春时节作为重点监控时段。其次要优化4个结构,即优化产业结构、能源结构、运输结构、用地结构。最后要强化4个支撑,即强化执法督察、区域联防联控、科技创新和宣传引导。

  打赢蓝天保卫战的总体目标是:到2020年,二氧化硫、氮氧化物排放总量分别比2015年下降15%以上;PM2.5未达标地级及以上城市(是指2015年PM2.5年均浓度未达标的262个城市)浓度比2015年下降18%以上,地级及以上城市空气质量优良天数比率达到80%,重度及以上污染天数比率比2015年下降25%以上;提前完成“十三五”目标的省份,要保持和巩固改善成果;尚未完成的,要确保全面实现“十三五”约束性目标;北京市环境空气质量改善目标应在“十三五”目标基础上进一步提高。

  实施重大专项行动,大幅降低污染物排放,包括开展工业窑炉治理专项行动和实施VOCs专项整治方案;强化区域联防联控,有效应对重污染空气,是打赢蓝天保卫战的主要任务。

  李俊华介绍说,工业炉窑专项行动的基本原则是:坚持全面推进与突出重点相结合;坚持结构优化与深度治理相结合;淘汰落后与激励先进相结合。主要目标是:到2020年,建立工业炉窑精细化管理清单,显著提升环保监控能力和监管水平,推进工业炉窑全面达标排放,实现工业行业二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物排放大幅下降,重点区域环境空气质量持续改善,治理水平明显提高。

  差异化、精细化、动态化治理

  李俊华详尽介绍了工业炉窑专项行动的重点任务:一是要加大产业结构调整力度。严格新改扩建项目环境准入:新建涉工业炉窑的建设项目,原则上要入园区,配套建设高效环保治理设施。重点区域严格控制涉工业炉窑建设项目,严禁新增钢铁、焦化、电解铝、铸造、水泥和平板玻璃等产能;严格执行钢铁、水泥、平板玻璃等行业产能置换实施办法。加大落后产能和不达标工业炉窑淘汰力度:修订《产业结构调整指导目录》,提高工业炉窑淘汰标准。重点区域应对热效率低下、敞开未封闭,装备简易落后、自动化程度低,布局分散、规模小、无组织排放突出,以及无治理设施或治理设施工艺落后的工业炉窑,全面加大淘汰力度,2020年10月底前基本完成;加快淘汰炭化室高度在4.3米及以下、运行寿命超过10年的焦炉;淘汰一批化肥行业固定床间歇式煤气化炉,淘汰年产18万吨以下合成氨生产线。

  二是加快燃料清洁化替代。对以煤、石油焦、渣油、重油等为燃料的工业炉窑,加快使用清洁能源及利用工厂余热、电厂热力等进行替代,重点区域禁止掺烧高硫石油焦。

  三是实施污染深度治理。推进重点行业污染深度治理。积极推进电解铝、平板玻璃、水泥、焦化、陶瓷、耐火材料等行业污染治理升级改造。鼓励水泥企业实施超低排放改造,在硫、硝、尘达标排放的基础上,关注氨逃逸及二次污染排放。水泥熟料煅烧窑应配备低氮燃烧器,采用分级燃烧等技术,窑尾配备SNCR、SCR等脱硝设施;窑头、窑尾配备覆膜袋式除尘等高效除尘措施,窑尾如有必要配备脱硫设施。

  如何应对实现空气质量持续改善面临的挑战?李俊华说,一是要差异化治理。针对各城市达标差距,制定城市差异化减排目标。各城市产业结构、排放源组成、大气污染来源各有差异,应采取差异化减排治理措施。二是要精细化治理。随着末端治理减排潜力逐渐收窄,未来实现同等减排必须实施更加精细化的治理措施和监管评估。城市内远郊区县比市区污染重,应开展精细化治理。三是要动态化治理。国家对大气污染防治工作的要求在动态变化。随着经济形势变化和治理工程进展,污染状况也在动态变化,大气污染防治需要动态化的决策和效果跟踪评估。

  建材行业减排技术路线图

  建材行业产能和排放量大,现行标准宽松。全国投产327条浮法玻璃生产线,总产能为12.3亿重量箱/年。水泥产能大,2017年产量23.2亿吨,占全球产量的60%;新型干法水泥熟料生产线1715条;排放总量大,氮氧化物排放量240万吨,颗粒物排放量586万吨,二氧化硫排放量137万吨。我国是陶瓷生产大国,企业数量多,废气污染源数量多,排放量大;建筑陶瓷生产线3400多条,年产量102.64亿平方米,占世界总产量的2/3;卫生陶瓷生产线200多条,梭式窑1000座,年产量2.27亿件,占世界总产量的近1/2。

  国家政策要求淘汰落后产能,推动工艺升级:淘汰2000吨/日以下新型干法水泥熟料线;淘汰100万吨/年以下水泥粉磨站;淘汰500吨/日以下普通浮法玻璃生产线(不含超薄、超白等);淘汰100万平方米/年及以下建筑陶瓷生产线。

  李俊华在介绍污染物排放特征与治理技术进展时说,三大炉窑烟气特征复杂,治理难度大。“水玻陶”三大炉窑工艺、炉型和燃料不同,排放烟气特征复杂,差别显著。水泥炉窑的烟气特征主要是高灰、高钙含汞;玻璃炉窑烟气特征主要是高粘性粉尘和高碱金属;陶瓷炉窑的烟气特征主要是高碱土金属和高卤化物。主要污染物硫、硝、尘及非常规污染物排放强度高,迫切需要深度减排。

  目前一些重点深度减排项目目标包括:突破中/低温催化脱硝和超细粒子捕集难题,实现建材行业烟气脱硝专用催化剂和复合滤料规模化生产;攻克高效减排硫、硝、尘协同控制非常规污染物技术与装备,通过技术集成与系统优化,实现常规/非常规污染物深度减排。建立针对不同烟气特征的示范工程7项(水泥3项、玻璃2项、陶瓷2项),实现主要污染物及非常规污染物(卤化合物、重金属等)浓度比国家特别排放限值低50%以上。

  技术路线图为打造“环境功能材料—关键技术—工艺与装备—工程示范”创新产业链,从问题导向到关键技术开发及产业化、集成示范应用与技术经济评估,建立行业检测评价体系。

  就水泥行业来说,目前水泥炉窑烟气深度治理技术研究进展主要集中于低温脱硝催化剂+多污染物协同控制+细颗粒物高效去除,比如:SCR脱硝,催化剂生产;除尘,高效滤料规模化生产;协同控制,多场耦合多污染物协同控制技术,双气旋脱硫增效协同除尘一体化装备,除尘脱硝一体化材料设计研发。根据我国水泥行业污染物排放限值进程要求,全国水泥行业预期减排潜力为:超细粉尘减排2.26万吨,氮氧化物减排58.52万吨,减排幅度分别达到50%和68%。

  多污染物协同深度减排技术为玻璃炉窑的深度减排提供了最佳可行性技术方案。采用先进技术后玻璃行业烟气排放量大大减少,全国玻璃行业预期减排潜力为:粉尘减排1.27万吨,二氧化硫减排10.91万吨,氮氧化物减排14.55万吨。

  陶瓷行业的减排目标及技术路线主要围绕陶瓷炉窑大气污染物治理技术路线,即清洁能源(集中清洁煤制气、天然气);过程控制(窑炉、热风炉燃烧方式优化,制定无组织排放点生产控制措施);尾端烟气超低排放治理(SNCR、SCR脱硝,高效超净除尘,湿法脱硫)。陶瓷行业预期减排目标为:粉尘减排4.9万吨,二氧化硅减排4.9万吨,氮氧化物减排19.6万吨,减排幅度分别为66%、40%和45%

  李俊华介绍说,经国家发展和改革委员会批准,由教育部组织实施,清华大学联合国内优势科研单位及各行业龙头企业共同建设烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室,主要从事关键技术研究、工程技术研发,建设7个烟气多污染物控制技术与装备创新平台,围绕钢铁、有色、建材、石化、电力等行业烟气深度减排需求,构建烟气治理领域创新网络,发挥带动和辐射效应。李俊华最后强调,大气污染防治任重道远,要努力打好攻坚战和持久战。

中国建材报记者:杨静 责编:丁涛 校对:张文斋  监审:王怡洁