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鋼鐵工業污染物超低排放的對策思考

日期: 2019-04-04
來源: 《冶金動力》
作者:

摘要:根據生態環境部發《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》,分析研究了方案出臺的背景,對照超低排放標準,分析研究了現有標準與超低排放標準之間的差距,確定了超低排放的改造重點和難點,提出了超低排放技術改造路線選擇原則,為鋼鐵企業超低排放改造提供基本對策。

前言

2018年5月7日,生態環境部辦公廳發布關于征求《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》意見的函(環辦大氣函[2018]242 號),向各省、自治區、直轄市環境保護廳(局),中國鋼鐵工業協會,中國煉焦行業協會,中國鑄造協會,中國鐵路總公司等單位征求意見,并要求于2018 年5 月14 日前反饋意見。

1 征求意見稿出臺背景分析

1.1 標準更新推進速度加快

2012年6月27日,環境保護部公告了鋼鐵工業污染物排放新標準,包括《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》(GB28662-2012)、《煉鐵工業大氣污染物排放標準》(GB28663-2012)、《煉鋼工業大氣污染物排放標準》(GB28664-2012)、《軋鋼工業大氣污染物排放標準》(GB28665-2012)、《鐵合金工業污染物排放標準》(GB28666-2012)等八項標準,從當年10 月1 日起開始,分兩階段實施。而在上述新標準頒布前,鋼鐵工業大氣污染物排放主要執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996)、《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996),兩者之間更新周期長達16 年。而此次《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》頒布,與2012 年頒布的系列標準之間更新周期僅為6 年,標準更新推進時間大幅加快。

1.2 標準更新推進決心加大

2017年6月13日,原國家環境保護部發布了關于《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》等20項國家污染物排放標準修改單的公告(征求意見稿),但后續并未發布修改單的正式稿施行,而是直接過渡到目前發布的《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》,不僅針對污染物濃度控制提出了新要求,而且在無組織揚塵控制、改造技術路線、物料運輸、推進時間表、保障措施等方面提出了明確要求,標準更新推進決心加大。

1.3 標準更新推進力度加強

在打贏“藍天保衛戰”、中央環保督察及回頭看、“2+26”城市中央環保專項督察的背景下,環保工作黨政同責、同步追責,環保約談日益頻繁,嚴厲,推動地方政府、鋼鐵企業加強超低排放標準推進力度,提前布局超低排放改造;如河南省印發《關于征求2018 年大氣污染防治攻堅四大作戰計劃意見建議的通知》,提出2018 年10 月底前實施鋼鐵等行業試點企業超低排放改造;河北省出臺《河北省鋼鐵、焦化、燃煤電廠深度減排攻堅方案》,在全國率先提出鋼鐵、焦化行業實現超低排放改造,根據河北省環保廳統計,河北省2018年1至8月份,全省鋼鐵行業超低排放改造項目在建168 個,完成95個;焦化行業超低排放改造項目在建45個,完成39個。

2 鋼鐵行業的排放標準限值分析研究

2.1 鋼鐵行業大氣污染物排放

鋼鐵企業是大氣污染的重點企業之一,鋼鐵生產各個環節均產生顆粒物、SO2、NOx等廢氣污染物(見表1)。這些廢氣不僅排放量大、各組成成分濃度較高、污染較重,而且部分廢氣中含有高污染、高毒性的二惡英等雜環類有機物。據統計,2016年鋼鐵行業SO2、NOx、煙粉塵排放量分別為93.6 萬t、143.9 萬t、357.1 萬t,排放量位列工業行業前位。雖然各大鋼鐵企業都加大煙氣治理投入,在新環保法的要求,環保部門的監督檢查下,環保設備設施的同步運轉率顯著提高,但由于國內大型鋼鐵企業均位于城市主城區和周邊區域,屬于城市型鋼廠,直接影響鋼鐵企業周邊區域環境空氣質量,甚至是城市環境空氣質量。鋼鐵企業排放的廢氣中,主要污染物包括顆粒物、SO2和NOx。顆粒物排放主要集中在原料場、燒結、煉鐵、煉鋼、煉焦、焙燒等工序,SO2(不含自備電廠)主要集中在燒結系統,NOx(不含自備電廠)主要集中在燒結、煉鐵、煉焦、熱軋等工序。此外,氟化物和氯化氫主要集中在燒結和冷軋工序,特殊鋼酸洗和電渣冶金也有氟化物產生,二惡英主要集中在燒結工序和電爐煉鋼工序。

2.2 鋼鐵行業大氣污染物排放標準對比分析

鋼鐵行業現執行的系列標準由八項標準組成,涵蓋采選礦、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鐵合金等各工序,以燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼等典型工序為例,對典型大氣污染物(顆粒物、二氧化硫、氮氧化物)排放標準進行了對比分析,如表2 所示。

從表2可知,對照《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》中提出的超低排放標準,鋼鐵行業典型工序大氣污染物排放限值均有大幅提高,原料系統顆粒物排放濃度限值在現行標準基礎上嚴格60%;煉鐵工序顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度限值在現行基礎上嚴格50%~60%;燒結、球團工序顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度限值在現行基礎上嚴格66.7%~83.3%;煉鋼工序顆粒物排放濃度限值在現行基礎上嚴格50%~90%;軋鋼工序顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度限值在現行基礎上嚴格50%~66.7%。其中,燒結、球團工序污染物排放總量大,標準限值提高幅度大,是超低排放改造的重點,也是超低排放改造的難點、關鍵。

3 鋼鐵行業超低排放改造對策分析研究

3.1 對照《鋼鐵企業超低排放改造工作方案》進行技術改造

《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》從大氣污染物有組織排放控制、無組織排放控制以及大宗物料運輸排放控制等三個方面確定了超低排放改造的主要目標和具體要求,并針對上述三個主要目標和具體要求,系統性的對鋼鐵行業大氣污染物排放進行了過程分析,提出了明確、具體的技術改造路線和管理要求,包括廠房封閉,除塵捕集罩及凈化設施設置、凈化工藝選擇、物流運輸、自動監控等。因此,鋼鐵企業對照《鋼鐵企業超低排放改造工作方案》和自身實際,可以非常清晰的查找到本企業目前存在的差距,確立本企業實施超低排放技術改造的方向,有針對性地開展技術改造。

3.2 對照《排污許可證申請與核發技術規范鋼鐵工業》進行技術比選

2017 年7 月27 日,原國家環保部發布《排污許可證申請與核發技術規范鋼鐵工業》(HJ 846 -2017)(以下簡稱“技術規范”),全面推進鋼鐵行業排污許可制度改革。技術規范中表6 列出了鋼鐵工業排污單位廢氣可行技術參照表,對鋼鐵工業各工序(焦化除外)污染物治理可行性技術進行了梳理,包括執行現有排放標準限值排污單位、執行特別排放限值排污單位分別列出了可行的廢氣治理可行技術。盡管上述標準限值與超低排放標準限值仍存在一定的差距,但工藝技術路線基本一致,是實現超低排放改造的基礎,且該技術規范發布于《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》等20 項國家污染物排放標準修改單的公告(征求意見稿)之后,對鋼鐵超低排放改造有著非常重要的技術指導意義。因此,鋼鐵企業對照《排污許可證申請與核發技術規范鋼鐵工業》和自身實際,可以非常清晰的確定改造可行的技術路線,確定符合本企業實際的超低排放技術改造路線,有目的性的開展技術改造。

3.3 對照企業現有環保設施水平進行超低排放改造時序規劃

《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》劃定了超低排放改造時間要求,即:2020 年10月底前,完成京津冀及周邊(大氣傳輸通道城市)、長三角、汾渭平原等大氣污染防治)重點區域;2022 年底前,完成珠三角、成渝、遼寧中部、武漢及其周邊、長株潭、烏昌城市群等地;到2025 年,所有具備改造條件的鋼鐵企業力爭實現超低排放。鑒于火電行業2015 年底提出超低排放改造,要求2020 年之前燃煤電廠全面完成超低排放改造,歷時僅5 年。因此,鋼鐵企業可以對照現有環保設施水平,按照上述要求,時間從緊的原則,進行超低排放改造的時序規劃,合理安排改資金,避免短期資金壓力;對于鐵-鋼-材平衡匹配剛性較強的鋼鐵企業,還應做好生產設施大修計劃,與超低排放改造同步實施,聯動進行。

3.4 以燒結機頭超低排放改造作為改造的關鍵

燒結機頭現有除塵工藝主要包括靜電除塵器、濕法靜電除塵器;脫硫工藝分別濕法和干法,濕法包括石灰石-石膏法、雙堿法、氧化鎂法、氨法等,干法包括循環流化床法、密相干塔法、旋轉噴霧法、活性炭法等,脫硝工藝包括選擇性催化還原法、氧化法等。在燒結機頭超低排放改造實施過程中,對于采用石灰石-石膏法等濕法脫硫工藝的鋼鐵企業,由于濕法脫硫效率高,運行穩定,通過原料源頭控制協同,能夠滿足超低排放要求,從節約投資的角度,建議保留;中高溫催化還原(SCR)脫硝工藝技術在火電廠已實現大規模穩定運行,脫硝效率高,催化劑選擇性大,可以作為配套脫硝設施的首選;對于采用其他脫硫工藝的鋼鐵企業,在活性炭(活性焦)資源較充足、副產品硫酸能夠就地消化,且能夠承受較高投資和運行成本的前提下,可以考慮改為活性炭(活性焦)脫硫脫硝一體化工藝。此外,在選擇脫硫、脫硝工藝過程中還應考慮設施的運行控制要求、有無二次污染等其他關鍵影響因素。

4 結語

(1)《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》發布,表明國家針對鋼鐵行業污染物排放標準更新推進速度加快,更新推進決心加大,更新推進力度加強。

(2)對照《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》中提出的超低排放標準,鋼鐵行業典型工序大氣污染物排放限值均有大幅提高,大氣污染物排放濃度限值在現行基礎上普遍嚴格50%~90%,其中燒結、球團工序顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度限值在現行基礎上嚴格66.7%~83.3%,是超低排放改造的重點,也是超低排放改造的難點、關鍵。

(3)鋼鐵企業在超低排放過程中,可以對照《鋼鐵企業超低排放改造工作方案(征求意見稿)》、《排污許可證申請與核發技術規范鋼鐵工業》等確定改造方向,技術路線和時序規劃安排,因地制宜,因廠施策,確定燒結機頭超低排放改造具體工藝技術路線。


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