今年的政府工作報告中，鋼鐵行業(yè)的超低排放改造被專門點出。生態(tài)環(huán)境部也明確，2018年我國將啟動鋼鐵行業(yè)超低排放改造。繼燃煤電廠超低排放后，非電行業(yè)超低排放將成為重點。鋼鐵行業(yè)無可爭議成為下一個超低排放改造的主戰(zhàn)場。
與燃煤發(fā)電行業(yè)不同的是，鋼鐵行業(yè)煙氣成分更加復(fù)雜，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性上存在挑戰(zhàn)，推行超低排放在政策上也需要相應(yīng)支持，那么，現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)實施超低排放改造具備條件了嗎？重點、難點在哪里？目前有成熟的案例供參考嗎？就上述話題，記者采訪了相關(guān)人士。
長期執(zhí)行寬松標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)箭在弦上
技術(shù)難以解決各類復(fù)雜排放源的深度減排問題
“我國非電行業(yè)產(chǎn)能占世界50%以上，大氣污染物排放總量均位居各排放源之首。”中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授郝吉明日前接受本報記者采訪時表示，相比煤電，非電領(lǐng)域由于長期執(zhí)行寬松的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)技術(shù)支撐不足，難以解決各類復(fù)雜排放源的深度減排等問題，有組織和無組織污染物排放問題突出，“散亂污”企業(yè)仍大量存在。加快修訂非電行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，全面實施提標(biāo)改造迫在眉睫。
目前，盡管國家層面具體的實施細(xì)則尚未出臺，但生態(tài)環(huán)境部大氣司固定源處有關(guān)人士向記者透露，關(guān)于鋼鐵行業(yè)超低排放的部署已寫進(jìn)正在制定的三年藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動計劃中，上半年有望出臺。
在地方，河北省已在年初自加壓力率先提出，今年開展鋼鐵等重點行業(yè)的超低排放改造工作。其中，唐山市作為產(chǎn)能最集中區(qū)域，要求鋼鐵企業(yè)在今年5月底前完成超低排放改造工作。鋼鐵超低排放改造序幕正式拉開。
據(jù)了解，目前，在京津冀、長三角、珠三角等重點控制區(qū)域，鋼鐵行業(yè)執(zhí)行大氣污染物特別排放限值（2013年，原環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《關(guān)于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告》）已超過4年之久，與現(xiàn)階段大氣污染治理需求已存在一定脫節(jié)。
生態(tài)環(huán)境部清潔生產(chǎn)中心有關(guān)人員表示，鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放具有兩個最典型的特征，一是燒結(jié)工序作為鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放最重要的環(huán)節(jié)也是治理難點，其顆粒物、SO2、NOx排放量分別占鋼鐵廠排放總量的40%、70%、50%以上；二是鋼鐵在生產(chǎn)以及運輸、裝卸、儲存、轉(zhuǎn)移、輸送過程中顆粒物無組織排放問題突出。然而，現(xiàn)階段，對照2012年發(fā)布的鋼鐵行業(yè)5個國家標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)工序特別排放限值為顆粒物小于40mg/m3、SO2小于180mg/m3、NOx小于300mg/m3。此外，無組織排放限值僅針對生產(chǎn)流程作出規(guī)定，其他環(huán)節(jié)并未涉及。
2017年8月，原環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于征求〈鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)〉等20項國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修改單（征求意見稿）意見的函》中提出，修改燒結(jié)機(jī)頭煙氣特別排放限值，即在基準(zhǔn)氧含量16%的條件下，顆粒物小于20mg/m3、SO2小于50mg/m3、NOx小于100mg/m3。并對物料（含廢渣）運輸、裝卸、儲存、轉(zhuǎn)移、輸送以及生產(chǎn)工藝過程，全面增加顆粒物無組織排放控制措施要求。
就這一修改單是否可以作為鋼鐵超低排放標(biāo)準(zhǔn)，郝吉明認(rèn)為，以燒結(jié)工序為例，即使大幅提高了特別排放限值，與火電燃煤電廠超低排放標(biāo)準(zhǔn)相比，仍有較大差距?！皬募夹g(shù)層面來說，電力行業(yè)的超低排放實際上為其他行業(yè)超低排放改造發(fā)展了共性技術(shù)，實現(xiàn)3個主要污染物的脫除在技術(shù)工藝上是成熟的。”因此，他建議可參照火電燃煤電廠來制定鋼鐵燒結(jié)煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)，即在基準(zhǔn)氧含量16%的條件下，顆粒物小于10mg/m3、SO2小于35mg/m3、NOx小于50mg/m3。
總結(jié)火電行業(yè)的超低排放歷程，郝吉明認(rèn)為，超低排放之所以能夠快速展開，與脫硫脫硝電價補(bǔ)貼等激勵政策有直接關(guān)系。而在非電力行業(yè)，環(huán)保激勵政策缺乏，環(huán)保投資和守法排污成本高會成為推進(jìn)行業(yè)超低排放的一大障礙。他設(shè)想，“如果管理部門加強(qiáng)政策引導(dǎo)，把相關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策配套上來，如果把環(huán)境效益納入錯峰生產(chǎn)等現(xiàn)行政策中，參考電廠增加發(fā)電小時數(shù)等做法，會起到更大的推動作用?！?/p>
工況成分更加復(fù)雜工藝技術(shù)要求更高
脫硝是實現(xiàn)超低排放的最大難點
日前，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會舉辦的行業(yè)超低排放改造內(nèi)部交流會上，參與座談的鋼鐵企業(yè)環(huán)保部門有關(guān)負(fù)責(zé)人無不把關(guān)注點聚焦在超低排放氮氧化物指標(biāo)。相比修改單100mg/m3的數(shù)值，超低排放對應(yīng)為50mg/m3，即提高一倍，不少企業(yè)表示要達(dá)到這一指標(biāo)難度很大。
中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會發(fā)展與科技環(huán)保部主任黃導(dǎo)坦言，因煙氣成分和工況更加復(fù)雜，鋼鐵等非電領(lǐng)域煙氣超低排放技術(shù)要求更高，對應(yīng)的投入也十分巨大，改造成功與否直接關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展。
“鋼鐵行業(yè)煙氣治理最大的難點是脫硝。目前，脫硫、除塵的工藝已經(jīng)十分成熟，也能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放相應(yīng)的指標(biāo)，在技術(shù)路線上也有很多的選擇?！备＝垉裘摿蛎撓豕こ逃邢薰究偨?jīng)理助理、工業(yè)煙氣凈化技術(shù)研究院院長王建春博士接受采訪時表示，和煤電行業(yè)不同的是，鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工序煙氣波動比較大，沒有適應(yīng)現(xiàn)有成熟脫硝工藝技術(shù)的溫度氣段。
郝吉明也表示，氮氧化物控制方面，電力行業(yè)煙氣溫度相對穩(wěn)定，而鋼鐵行業(yè)由于溫度、濕度和煙氣的組成比較復(fù)雜，會影響到工藝的操作條件，現(xiàn)有技術(shù)如何結(jié)合煙氣特點做適當(dāng)?shù)淖兓岣叻请婎I(lǐng)域工業(yè)煙氣凈化成效，應(yīng)成為當(dāng)前我國工業(yè)煙氣污染治理環(huán)保領(lǐng)域重要的科研攻關(guān)方向。
據(jù)了解，就電力行業(yè)煙氣脫氮工藝而言，爐膛內(nèi)可通過低氮燃燒技術(shù)改造等有效控制NOx生成，燃燒后爐膛出口氣體溫度處在850℃~1100℃區(qū)間，適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”時，可通過SNCR（選擇性非催化還原法）脫除。若還不滿足相應(yīng)指標(biāo)要求，還可在后段300℃~400℃溫度區(qū)間選擇SCR（選擇性催化還原法）增加催化劑的辦法再做進(jìn)一步脫除。
“在燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)常規(guī)基本上沒有這兩個合適的溫度區(qū)間，現(xiàn)在有個別案例用在對煙氣脫硫除塵之后，把原本降到幾十度的煙氣再升溫到300攝氏度、400攝氏度，所帶來的能耗和運行費用提高可想而之，相應(yīng)的裝備投入成本和占地等也都是問題?！币晃徽诳疾烀撓跹b備的某鋼鐵企業(yè)環(huán)保部負(fù)責(zé)人告訴記者，這對一般鋼鐵廠來說無法承受。
據(jù)他介紹，目前，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硝有氧化法脫硝、中低溫SCR脫硝、中高溫SCR脫硝、活性炭脫硝等方式，但應(yīng)用的實例數(shù)量很少。“大家都在摸石頭過河，少部分大型企業(yè)先行先試，敢于吃螃蟹?！?/p>
梅鋼首吃螃蟹實現(xiàn)超低排放
全球首套燒結(jié)煙氣干式協(xié)同超凈裝備平穩(wěn)運行
3月底，來自全國200多位鋼鐵企業(yè)相關(guān)部門代表現(xiàn)場觀摩了位于南京的寶鋼股份上海梅山鋼鐵股份有限公司3#180m2燒結(jié)機(jī)煙氣干式超凈及COA協(xié)同脫硝裝備運行情況。
早在2017年12月29日，在財政部、工信部和中國保險監(jiān)督管理委員會聯(lián)合支持下，這套燒結(jié)煙氣干式超凈及COA協(xié)同脫硝裝備順利通過有關(guān)方面168小時運行考核，正式運行至今，也標(biāo)志著全球首套可實現(xiàn)燒結(jié)煙氣多污染物干式協(xié)同處理的超凈裝備正式誕生。
在中控室，電腦屏幕上顯示的三項主要污染物排放指標(biāo)穩(wěn)定在SO2排放濃度小于35mg/Nm3、粉塵排放濃度小于5mg/Nm3、NOX排放濃度小于100mg/Nm3，遠(yuǎn)低于京津冀大氣污染傳輸通道城市大氣污染物特別排放限值。
工作人員告訴記者，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)，三項指標(biāo)可以達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)，NOX排放濃度能控制在50mg/Nm3以下。在煙囪出口，現(xiàn)場通過林格曼黑度儀觀測，肉眼幾乎感覺不到有煙氣升騰。
隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，我國鋼企大多已被城市包圍，環(huán)保敏感度高。這座40余年歷史的老牌鋼企同樣不得不探索城市鋼廠與城市功能共融共生的解決路徑，正在積極轉(zhuǎn)型為綠色鋼廠。
“鋼鐵廠對于附近居民而言，感受最直觀的就是煙囪，滾滾‘白龍’給老百姓視覺感官上還是不太好?！变搹S有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
近年來，以鋼鐵燒結(jié)為代表的許多非電煙氣脫硫存在一個典型現(xiàn)象，就是許多脫硫煙囪在白煙掩蓋下，存在“有色煙羽”拖尾現(xiàn)象即污染物的偷排問題。一些地方無奈提出了“消白”要求。
“目前，雖然被動耗費巨資通過增設(shè)濕式電除霧器和加熱‘消白’方式等手段進(jìn)行改造，但效果并不理想。”干式超凈及COA協(xié)同脫硝裝備提供方、福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司董事長張原介紹，企業(yè)歷時五年自主研制，創(chuàng)新開發(fā)了循環(huán)氧化吸收低溫協(xié)同脫硝技術(shù)和流化床造粒技術(shù)，優(yōu)化改進(jìn)了多污染物脫除增效技術(shù)，不僅可實現(xiàn)三項主要污染物達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，而且能同步完成其他酸性氣體（SO3、HCL、HF等）、重金屬（Hg、As、Pb等）及二噁英等多污染物的高效協(xié)同脫除，整套系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水，煙囪無需防腐、排煙透明。
“相對傳統(tǒng)的常規(guī)煙氣凈化裝備，這種裝備除性能指標(biāo)方面有較大提升外，占地面積可以減少一半，投資、運行成本也將降低很多，大大提升了煙氣凈化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性?！蓖踅ù罕硎荆乱徊綄⒃诤颖辈糠咒搹S進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)一步驗證相應(yīng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
在項目現(xiàn)場，不少參觀人員也表示，這種只需要加裝一個模塊，無需推倒重來即可滿足即將頒布的燒結(jié)脫硫和脫硝新標(biāo)準(zhǔn)，對于目前大部分改造場地有限、成本控制高的企業(yè)來說，確實有了不錯的選擇。
來源:中國環(huán)境報 作者:徐衛(wèi)星
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