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布袋除尘器耐高温过滤材料的市场发展潜力分析

2018-11-07 16:01:14
根据2014年环境统计公报,2014年我国废气中烟(粉)尘排放量1740.8万t,其中工业烟(粉)尘排放量为1456.1万t,占比高达83.6%,较2013年增长33%。工业烟(粉)尘排放中存在大量微细粒子(包括PM10、PM2.5等),是直接导致我国大气环境质量恶化的元凶之一。因此,未来工业烟(粉)尘控制将是我国大气质量的手段,将为袋式除尘器及过滤材料提供较大的市场发展空间。
工业烟(粉)尘排放量较大的行业主要是火电行业,其烟(粉)尘排放量占工业烟(粉)尘排放量的16.2%,黑色金属冶炼和压延加工(主要是钢铁)和水泥制造业的烟(粉)尘排放量也比较大,分别占工业烟(粉)尘排放量的7.0%和6.6%袋式除尘器及过滤材料除在以上三个行业应用量较大外,在垃圾焚烧行业及有色金属冶炼加工行业、矿产开采行业、石油和化工行业、食品医药行业等领域也有着广泛的应用。
1、电力行业
工业烟(粉)尘排放的主要原因是燃煤锅炉的使用,而我国电力行业燃煤锅炉应用较为集中,消费了50%以上的煤炭,成为工业烟(粉)尘排放较大的行业。当前,我国人均用电量仅处于世界平均水平,而随着未来经济的发展,城镇化水平的推进和电气化水平的提高等综合因素影响,用电需求还将不断增大。据预测,低增速情景下,到2020年,我国用电量将达到7.45PWh,煤电装机容量将达到1.06TW。我国对火电厂烟(粉)尘排放标准趋于严格。GB13223《火电厂大气污染物排放标准》经历了1991、1996、2003、2011版本,每一个版本都规定了加严格的烟尘排放控制限值:2003版本规定,除属于1996年12月31日前通过的建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建的火电厂建设项目外,从2010年1月1日起烟尘允许排放浓度由原标准的200mg/m³降低到50mg/m³,经历了一次大幅度提高;2011版本提出了严的排放控制要求:新建火力发电厂自2012年1月1日起、现有电厂自2014年1月1日起,烟尘允许排放浓度限值为30mg/m³,地区为20mg/m³。自从内蒙丰泰发电厂在国内率先采用袋除尘获得圆满成功以后,我国龙净环保、菲达环保、南京龙源环保、清华同方等除尘器生产企业纷纷在各火力发电厂建立袋除尘应用示范工程。但是,目前我国电力行业袋式除尘器应用还远未普及,在电力行业市场占有率仅达到10%左右。新环保标准的实施,将促使电力行业大规模实施除尘器的“电改袋”,预计到2020年这一比例有望增长到50%以上。按照平均1kW装机容量需高温滤料0.15㎡,滤料使用寿命为3年进行估算,高温滤料年需求用量约5300万㎡。能源局编制的《火力发电厂锅炉烟气袋式除尘器滤料滤袋技术条件》中已经对聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)三种推荐材质的具体参数做出规定,未来这三种材料将是火电厂滤料的主要材料。
2、钢铁行业
钢铁也是煤炭需求量较大的行业,仅次于电力,每生产1t钢铁所需的原/燃料中有近80%将转变成排弃物,并且其中部分排弃物会伴随各种窑炉以烟(粉)尘的形式排出。钢铁工业粉尘的来源,首先是在生产工艺过程中化学反应排放的废气中含有烟(粉)尘,如炼焦、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等生产过程中产生的烟(粉)尘;其次是各种燃料在窑炉中燃烧产生的废气中的烟(粉)尘;第三是原/燃料的运输、装卸和加工等过程中无组织散发的粉尘。袋式除尘器由于具有除尘效率高、性能稳定、维护方便、投资较少等优点,在钢铁行业应用较为广泛,从矿石破碎、筛分、皮带,到焦化、耐火材料、铁合金、炼铁、炼钢等,基本上钢铁工业生产过程中的各道工序,都可采用袋式除尘器,使用效果良好,特别是薄膜复合滤料对尘粒的捕集具有传统滤料无法比拟的优越性,是具有发展前景的节能型环保产品。钢铁工业污染物排放标准都是2012年修订后实施的,包括GB28661-2012《铁矿采矿工业污染物排放标准》、GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》、GB28663-2012《炼铁工业大气污染物排放标准》、GB28664-2012《炼钢工业大气污染物排放标准》、GB28665-2012《轧钢工业大气污染物排放标准》、GB28666-2012《铁合金工业污染物排放标准》、GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》等,大气颗粒物污染排放限值加严到30mg/m³和15mg/m³按照我国钢铁产能保持目前12亿t/a的水平,1万t/a钢铁产能滤料需求量0.2万㎡/a,滤料使用寿命为3年进行估算,则滤料年需求用量约9200万㎡。
3、水泥行业
水泥工业颗粒物排放主要是由于水泥生产过程中原料、燃料和水泥成品储运,物料的破碎、烘干、粉磨、锻烧等工序产生的废气排放或外逸引起的。其中,锻烧工序所在的水泥窑是颗粒物排放控制的关键;过去除尘大多采用电除尘器,其除尘后粉尘排放浓度较高。随着对大气污染治理的加强,政策要求水泥窑电除尘装置在2015年前实施电改袋除尘改造工程。2014年我国水泥生产能力已突破34亿t/a,水泥总产量达到24.76亿t,人均水泥消费量为1.81t/人。考虑到未来人口增长和人均水泥消费量保持现有水平,预计2020年我国水泥总产量将超过25亿t,在严格控制过剩产能的政策条件下,我国水泥生产能力将保持现有水平。我国对水泥行业(粉)尘排放标准不断提升。GB4915《水泥厂大气污染物排放标准》分别于1985年、1996年、2004年和2013年修订。2004版本规定,2006年7月1日起至2009年12月31日止,热力设备颗粒物排放浓度限值为100mg/m³;自2010年1月1日起,区别执行排放限值的过渡期结束,不论新建或现有生产线,一律执行:颗粒物较高允许排放浓度由原来50mg/m³(通风设备)和100mg/m³(热力设备)加严到30mg/m³(通风设备)和50mg/m³(热力设备),并对单位产品排放量进行了严格的限制;2013年修订、环保部12月5日审议并原则通过的标准,对水泥工业的大气污染物排放限值进行调整,又进一步加严到20mg/m³(通风设备)和30mg/m³(热力设备),对污控区也做了进一步的严格规定。按照1Mt/a水泥产能需滤料2.4万㎡,滤料使用寿命为4年进行估算,则高温滤料年需求用量约2700万㎡。从国内这几年的应用情况来看,水泥行业主要采用从美国的玻纤薄膜滤料和从欧洲的P84滤料,价格较高,未来应尽快实现滤料国产化,降低袋式除尘器使用成本。
4、垃圾焚烧行业
垃圾焚烧是城市垃圾处理的重要手段,从20世纪60年代起,一些发达便着手利用焚烧垃圾产生的热量进行发电,欧盟、日本、美国建设的垃圾焚烧发电厂占全世界的80%以上。由于垃圾焚烧烟气中污染物比较复杂,而且含有重金属、二嗯英等有毒有害物质,CJJ90-2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》要求生活垃圾焚烧烟气设置袋式除尘器。近年滤袋的腐蚀、磨损等问题都了地解决,也为袋式除尘器的应用提供了有力保证。近年来,我国垃圾焚烧发电产业了较快发展,2006年底,城市垃圾焚烧处理量仅占总处理量的15%,而到2010年,垃圾焚烧处理量占总处理量的比例已提高到19%根据我国《“十二五”城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上。2013年,我国城市生活垃圾处理能力为49.23万t/d,其中焚烧无害化处理能力占比约为32.2%。预计2014~2020年我国生活垃圾清运量将保持2%左右的增长速度。到2020年,生活垃圾无害化处理量将1.98亿t/a,生活垃圾无害化处理能力将达到约2亿t/a,其中焚烧无害化处理能力占比将达到40%以上,达到约8000万t/a。按照1万t垃圾焚烧处理需要高温滤料800㎡,滤料使用寿命为3年进行估算,高温滤料需求用量超过200万㎡。垃圾焚烧烟气脱酸等工艺的不同,将导致进入袋式除尘器的烟气和粉尘的性质不同,袋式除尘器滤料的选择需要与烟气净化方式相匹配。目前,垃圾焚烧炉袋式除尘器采用的滤料主要有PPS滤料、P84滤料、玻璃纤维膨体纱及覆膜滤料、玻璃纤维针刺毡、PTFE纤维复合滤料和GORETEX等品种,其他的还有PTFE纤维或者PTFE覆膜滤料。其中使用比较广泛的是PPS滤料和P84滤料,尤其在的垃圾焚烧炉袋式除尘器中,这两种滤料的使用量较大;玻璃纤维膨体纱覆膜滤料和玻璃纤维针刺毡在国内和日本等地使用的比较普遍。
5、其它行业
除上述所介绍的电力、钢铁、水泥、垃圾焚烧等行业外,有色金属冶炼加工行业、矿产开采行业、石油和化工行业、食品医药行业等对高性能滤料的需求也逐年增加,具有较大的市场潜力,据不完全统计,目前这些行业高性能滤料年需求量约300万㎡,2020年将突破600万㎡。
综上所述,预计2020年国内高温滤料市场需求将达到1.8亿㎡。
目前国内过滤材料的生产技术还不完全成熟,部分国产产品稳定性不高,即使在国内产品价格较低的情况下,应用企业仍普遍选择产品。因此,进一步加快国内过滤材料的技术升级,提升产品稳定性,逐步提高国产过滤材料的市场占有率。而且,过滤材料生产技术的提升与应用开发相结合,特别是针对电力、钢铁、粉尘等三个高温滤料市场需求量较大的行业,应加大力度,在保证过滤效果的同时,进一步降低生产成本,提升产品寿命。