2020年6月，河南省發(fā)布《關(guān)于印發(fā)河南省水泥行業(yè)超低排放改造實(shí)施方案的通知》，要求顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、100mg/m3。文中明確提到，水泥廠煙氣處理宜采取包括熱碳催化還原在內(nèi)的一種或多種組合脫硝技術(shù)。

另外，安徽省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)之后，相關(guān)負(fù)責(zé)人在解讀中也指出，熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)等技術(shù)方案均能穩(wěn)定達(dá)到《標(biāo)準(zhǔn)》要求，水泥工業(yè)企業(yè)提標(biāo)改造技術(shù)已經(jīng)成熟……

氮氧化物是水泥工業(yè)大氣污染治理的關(guān)鍵難點(diǎn)，熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)之所以能夠得到地方政府認(rèn)可，得益于其極高的脫硝效率及穩(wěn)定的運(yùn)行工況。

“在河南省某水泥企業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)能3200t/d生產(chǎn)線中，熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)近40個(gè)月NOx穩(wěn)定排放50mg/m3以下；實(shí)際控制值15-40mg/m3，同時(shí)氨逃逸不超過(guò)6mg/m3，經(jīng)過(guò)多種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)后，氨逃逸仍長(zhǎng)期處于3mg/m3以下；在能耗方面，噸熟料實(shí)物煤耗降低2kg以上，實(shí)際產(chǎn)量也逐年優(yōu)化至4400t/d左右?！?nbsp;天津朝陽(yáng)環(huán)?？萍技瘓F(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱”朝陽(yáng)集團(tuán)“）董事長(zhǎng)楊沛森表示。

天津朝陽(yáng)環(huán)?？萍技瘓F(tuán)有限公司董事長(zhǎng)楊沛森

然而，就是這樣一項(xiàng)業(yè)內(nèi)認(rèn)可度極高的脫硝技術(shù)，在數(shù)年前卻鮮有人知。

“心之所向 素履以往”——無(wú)畏的開拓者

早在2013年《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915-2013）》公布實(shí)施之后，業(yè)內(nèi)有識(shí)之士就明確指出，隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保政策的不斷加碼以及民眾環(huán)境意識(shí)的覺醒，在煤炭、鋼鐵等行業(yè)逐步推進(jìn)并實(shí)施超低排放之后，水泥行業(yè)超低排放也隨之到來(lái)，而作為水泥行業(yè)三大污染物減排難度最大的一環(huán)，氮氧化物治理將成為關(guān)鍵的攔路虎。

彼時(shí)，志在通過(guò)技術(shù)革新實(shí)現(xiàn)環(huán)保夢(mèng)想的楊沛森也意識(shí)到了水泥行業(yè)氮氧化物治理的重要性。

2014年，楊沛森著手創(chuàng)立天津朝陽(yáng)環(huán)?？萍技瘓F(tuán)有限公司，并與國(guó)家二級(jí)教授，天津大學(xué)、鄭州大學(xué)博士生導(dǎo)師楊久俊等專家組成聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)研發(fā)工作，力圖為水泥行業(yè)尋找到一套高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的污染物治理技術(shù)方案。

時(shí)間來(lái)到2016年6月19日，由天津朝陽(yáng)環(huán)保科技集團(tuán)有限公司和天津城建大學(xué)等單位共同完成的《水泥廠熱碳催化還原脫硝技術(shù)及應(yīng)用》順利通過(guò)專家評(píng)審，這是熱碳催化還原技術(shù)作為一種新型水泥行業(yè)脫硝技術(shù)方案首次出現(xiàn)在多數(shù)業(yè)內(nèi)人士視野中。

相關(guān)資料顯示，該技術(shù)在分解爐內(nèi)形成還原燃燒區(qū)，將原分解爐用煤（添加適當(dāng)?shù)拇呋男圆牧希┚鶆驀娚渲猎搮^(qū)域內(nèi)，使其貧氧燃燒以便產(chǎn)生 CO等還原性氣體，與窯尾煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的NOx減排。

熱碳催化還原技術(shù)具備三大特點(diǎn)：1、可以大幅降低氨水用量，并提高煤的燃燒效率，節(jié)約耗煤；2、可為用戶節(jié)約大量的環(huán)保稅；3、該技術(shù)所采用的催化劑主要為硅鋁酸鹽礦物，脫硝后融入水泥熟料實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)的產(chǎn)量微增。

在隨后的數(shù)年時(shí)間中，熱碳催化還原脫硝技術(shù)不斷改進(jìn)技術(shù)方案，通過(guò)優(yōu)化工藝改造結(jié)構(gòu)和優(yōu)化催化劑配方等方式，將脫硝效率從最初的55%-70%大幅提升至95%以上，進(jìn)而全面滿足了當(dāng)前水泥行業(yè)NOx超低排放要求。

2018年6月，朝陽(yáng)集團(tuán)在河南省完成了全國(guó)首例水泥生產(chǎn)線（穩(wěn)定運(yùn)行情況下）氮氧化物排放低于50mg/m3且氨排放低于3mg/m3（可經(jīng)受現(xiàn)有全部檢測(cè)方法驗(yàn)證）的非SCR脫硝改造。 

楊沛森在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)

正如“羅馬不是一天建成的”，作為一項(xiàng)對(duì)于水泥行業(yè)而言曾經(jīng)極為“陌生”的脫硝方案，熱碳催化還原脫硝技術(shù)一路走來(lái)也充滿挑戰(zhàn)。

“最大的挑戰(zhàn)來(lái)自于兩個(gè)方面，一個(gè)是組建一支具有共同愿景和價(jià)值觀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，一個(gè)是讓行業(yè)接受和認(rèn)可熱碳催化還原這一全新的技術(shù)路線”回顧過(guò)去幾年的崢嶸歷程，楊沛森有感而發(fā)。

為此，楊沛森在朝陽(yáng)成立之初便為其烙上了明確而清晰的人文印記，即“致力于呵護(hù)人類美好生活環(huán)境”，通過(guò)實(shí)際行動(dòng)為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，作出貢獻(xiàn)，并以此為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建了屬于朝陽(yáng)集團(tuán)自己的核心價(jià)值觀：以激情、忠誠(chéng)、自律、責(zé)任為立身之本； 以仁愛、誠(chéng)信、務(wù)實(shí)、共贏為興業(yè)之基；以包融、高效、創(chuàng)新、卓越為強(qiáng)盛之道。將此充分落實(shí)在朝陽(yáng)的每一處角落。朝陽(yáng)的核心價(jià)值觀為朝陽(yáng)聚攏了一批“志同道合”之士。

“一開始我們也曾經(jīng)考慮過(guò)去做在電力行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)比較成熟的SCR脫硝技術(shù)，但什么是“致力于呵護(hù)人類美好生活環(huán)境”？就是真正達(dá)到資源有效利用，針對(duì)污染，預(yù)防為主，治理為輔。逐步實(shí)現(xiàn)低成本環(huán)保，無(wú)成本環(huán)保，盈利性環(huán)保的三級(jí)跳躍，這是朝陽(yáng)真正的價(jià)值所在，也是我選擇進(jìn)入這一行業(yè)的原因”。提起創(chuàng)業(yè)初衷，楊沛森略顯激動(dòng)。在集合了一群有著共同理想并充滿激情的“朝陽(yáng)人”后，楊沛森和他的團(tuán)隊(duì)開始了艱難的開拓之旅。從實(shí)驗(yàn)室到初試，從中試到工廠實(shí)驗(yàn)再到成套項(xiàng)目全面落地，得益于熱碳催化還原技術(shù)完全有別于傳統(tǒng)脫硝技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)，天津朝陽(yáng)環(huán)保也逐步獲得了業(yè)內(nèi)企業(yè)的廣泛認(rèn)同。”

楊沛森：“我們目前已經(jīng)完成了7個(gè)一體化脫硝項(xiàng)目，并且和包括中聯(lián)水泥在內(nèi)的多家水泥企業(yè)建立了合作關(guān)系”。

“心無(wú)旁騖,行之以?！?——技術(shù)的專注者

“雖然從工作職責(zé)來(lái)說(shuō)，我是企業(yè)的負(fù)責(zé)人，但我更喜歡別人將我看成一個(gè)技術(shù)員”。楊沛森笑著說(shuō)。

作為一家立志通過(guò)技術(shù)革新呵護(hù)地球美好環(huán)境的環(huán)保服務(wù)企業(yè)，“技術(shù)流”是朝陽(yáng)集團(tuán)一個(gè)極為顯著的特征。

“我們要把技術(shù)做到極致，把脫硝做到極致。技術(shù)一直是朝陽(yáng)保持活力的生命之泉”，楊沛森表示，“目前，在熱碳催化還原脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們的尾端超凈化再循環(huán)系統(tǒng)（ACCR）也即將正式面世，該系統(tǒng)將較為完善的解決行業(yè)面對(duì)的難題?！泵磕瓿?yáng)集團(tuán)都會(huì)將6%的營(yíng)業(yè)額直接投入到技術(shù)研發(fā)方面，在朝陽(yáng)集團(tuán)未來(lái)五年發(fā)展規(guī)劃中，朝陽(yáng)將投資1億元用于升級(jí)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝備，進(jìn)一步改善技術(shù)研發(fā)條件。

如今的朝陽(yáng)集團(tuán)已形成了由博導(dǎo)、教授領(lǐng)軍，博士、碩士為骨干的多學(xué)科背景的綜合研發(fā)與管理團(tuán)隊(duì)，致力于為用戶提供高質(zhì)量全生命周期的環(huán)保解決方案。

同時(shí)，朝陽(yáng)集團(tuán)持有多項(xiàng)環(huán)保技術(shù)發(fā)明專利，與天津市建筑垃圾與燃煤廢棄物利用技術(shù)工程中心等科研機(jī)構(gòu)及天津大學(xué)、天津城建大學(xué)、鄭州大學(xué)等大學(xué)院校一直保持著長(zhǎng)期密切的合作關(guān)系，持續(xù)推進(jìn)技術(shù)方案研發(fā)工作。

正是得益于對(duì)技術(shù)研發(fā)工作的重視，熱碳催化還原技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，彰顯出眾多不同于以往脫硝方案的優(yōu)良特性，從實(shí)際踐行著“人無(wú)我有，人有我優(yōu)”的核心技術(shù)理念。

熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)在某水泥廠應(yīng)用

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出不少脫硝技術(shù)方案，部分技術(shù)雖然能夠使氮氧化物排放量短時(shí)間內(nèi)達(dá)到超低排放要求，但是卻難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還可能造成大量的氨逃逸問(wèn)題，不僅浪費(fèi)資源，還帶來(lái)更嚴(yán)重的次生環(huán)境問(wèn)題。

楊沛森說(shuō)：“從本質(zhì)上講，氨水的生產(chǎn)本身就是一種高耗能行業(yè)，因此水泥生產(chǎn)線脫硝過(guò)程中要盡可能的減少污染物的產(chǎn)生、減少氨水的用量，降低氨逃逸量，另外，氨也是導(dǎo)致霧霾等環(huán)境問(wèn)題的罪魁禍?zhǔn)?，工業(yè)脫硝過(guò)程中的氨逃逸則是我國(guó)大氣環(huán)境中氨來(lái)源的重要途徑之一”。環(huán)保治理的本質(zhì)是解決污染問(wèn)題，而不是污染的轉(zhuǎn)移，這也是朝陽(yáng)集團(tuán)極力推動(dòng)熱碳催化還原脫硝技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用的重要原因。并且，除了低成本、高效率、低氨逃逸這些明顯優(yōu)勢(shì)以外，熱碳催化還原還能夠大幅度降低水泥廠的一氧化碳排放量，降低煤炭用量。

據(jù)楊沛森介紹，當(dāng)前國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)一氧化碳排放量極為巨大，由于各個(gè)水泥廠在原燃料、工況以及操作等方面存在差異，排放濃度普遍能夠達(dá)到600-2000mg/m3，在一些超產(chǎn)嚴(yán)重的水泥生產(chǎn)線，一氧化碳排放量甚至可能高達(dá)5000mg/m3以上，造成嚴(yán)重的燃料浪費(fèi)，而通過(guò)熱碳催化還原技術(shù)，稍加優(yōu)化控制就可以一舉將水泥廠一氧化碳排放濃度降低到200mg/m3以下。

另外，有消息稱，一些地方政府已經(jīng)在著手制定水泥廠一氧化碳排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，要求控制到300mg/m3以下，如若實(shí)施，對(duì)于水泥行業(yè)而言，又將是一大挑戰(zhàn)。

“砥礪前行 篤行遠(yuǎn)方”——夢(mèng)想的追逐者

12月3日，工信部印發(fā)了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》的通知。明確要求，2025年水泥產(chǎn)品單耗達(dá)到世界先進(jìn)水平、嚴(yán)控水泥煤炭消費(fèi)、開展水泥窯高比例燃料替代、鼓勵(lì)氫能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在水泥行業(yè)應(yīng)用，穩(wěn)步實(shí)施水泥超低排放改造。

事實(shí)上，從《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式發(fā)布開始，我國(guó)水泥工業(yè)的三大污染物排放標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌，到2016年超低排放一詞被引入水泥行業(yè)，并逐步被業(yè)內(nèi)所重視；至2020年，生態(tài)環(huán)境部下發(fā)《關(guān)于在疫情防控常態(tài)化前提下積極服務(wù)落實(shí)“六保”任務(wù)堅(jiān)決打贏打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，第一次明確提出水泥超低排放的要求。近年來(lái)，水泥行業(yè)超低排放、綠色環(huán)保的步伐不斷加快。  

在此形勢(shì)下，各地水泥工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)逐步收緊，多數(shù)省市顆粒物、二氧化硫、氮氧化物已嚴(yán)控至10mg/m3、35 mg/m3，100 mg/m3，這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)較歐美及日本等國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格了數(shù)倍有余。  

如今，伴隨著《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》的出臺(tái)，“十四五”期間，超低排放有望成為水泥行業(yè)標(biāo)配，由此也將帶來(lái)巨大的碳氧化物治理空間。

“總體來(lái)看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與歐美國(guó)家接軌，部分實(shí)行超低排放的省市，水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)大幅度嚴(yán)于歐美標(biāo)準(zhǔn)，但是考慮到我國(guó)水泥工業(yè)巨大的產(chǎn)能體量以及生態(tài)環(huán)境的承載能力，實(shí)行超低排放非常有必要，特別是在一些工業(yè)發(fā)達(dá)，人口稠密的地區(qū)更是如此。通過(guò)這些年不斷試錯(cuò)摸索，目前朝陽(yáng)的技術(shù)已經(jīng)初步進(jìn)入了盈利性脫硝的領(lǐng)域，我們正在探索如何將投資回收期縮短至2年乃至1年以內(nèi).”，楊沛森表示。

力所能及的致力于呵護(hù)人類最美好的生活環(huán)境，面對(duì)未來(lái)嚴(yán)峻的大氣環(huán)境治理形勢(shì)，在脫硝領(lǐng)域不斷突破技術(shù)瓶頸，為民眾、為國(guó)家、乃至為全人類做出一些貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、社會(huì)的和諧發(fā)展，是朝陽(yáng)人的共同愿景。

孟子有云：“窮則獨(dú)善其身，達(dá)則兼濟(jì)天下”。

朝陽(yáng)集團(tuán)的企業(yè)愿景更多的是一份責(zé)任，一份擔(dān)當(dāng)，以技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，腳踏實(shí)地，仰望星空，一步一個(gè)腳印地不斷前行。用楊沛森的話來(lái)說(shuō)就是“我們想做一些有價(jià)值的事情，有價(jià)值的事情就是真正的去攻克一些難題，解決一些實(shí)際的問(wèn)題，用自己所擅長(zhǎng)的方式，呵護(hù)我們共同的家園.”，這也是朝陽(yáng)集團(tuán)一直以來(lái)的追求。