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推向風(fēng)口的鋼鐵焦化行業(yè)煙氣治理

 　在環(huán)保的高壓態(tài)勢下，火電行業(yè)的煙氣治理基本達(dá)到預(yù)期的要求，而鋼鐵和焦化行業(yè)的煙氣治理還在碎步前行。
根據(jù)中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，全國已投運(yùn)火電廠煙氣脫硫脫硝機(jī)組容量占全國煤電機(jī)組容量的90%以上，普通脫硫脫硝改造已經(jīng)接近飽和，火電大氣治理“天花板”初現(xiàn)。
工信部賽迪研究院的研究報(bào)告指出，當(dāng)前火電行業(yè)污染物進(jìn)一步削減面臨邊際空間遞減、邊際成本攀升的制約，大氣污染防治工作的重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移到污染物排放強(qiáng)度更高的非電行業(yè)。
2017年6月，環(huán)保部發(fā)布《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》等20項(xiàng)國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)修改單，修改鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)大氣特別排放限值，新增平板玻璃、陶瓷、磚瓦等行業(yè)特別排放限值。
2018年4月25日，河北省發(fā)布了鋼鐵、焦化、水泥、平板玻璃、鍋爐等5個(gè)非電行業(yè)的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿。其中，鋼鐵工業(yè)大氣標(biāo)準(zhǔn)為“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)。
2018 年5月7日，生態(tài)環(huán)境部辦公廳發(fā)布關(guān)于征求《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見稿)》意見的函，其中提到，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時(shí)均值排放濃度分別不高于10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米。
日前，在河北省唐山市舉行的2018鋼鐵、焦化行業(yè)煙氣治理技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)上，專家表示，隨著政府對(duì)非電工業(yè)大氣污染排放的重視度提升，在電力行業(yè)脫硫脫硝市場接近飽和的背景下，鋼鐵、焦化等工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊蔀榇髿馕廴局卫硐乱粋€(gè)風(fēng)口。
政策倒逼，鋼鐵焦化煙氣治理推向風(fēng)口
2018年4月2日，習(xí)總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第一次會(huì)議上明確指出，環(huán)境問題是全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，也是全面建成小康社會(huì)能否得到人民認(rèn)可的一個(gè)關(guān)鍵，要堅(jiān)決打好打勝這場攻堅(jiān)戰(zhàn)。
“應(yīng)該說，藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)是整個(gè)污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的幾個(gè)重點(diǎn)戰(zhàn)役之一，近年來在打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)方面成果顯著，但是與大氣污染物排放總量大幅改善，空氣質(zhì)量顯著改善的目標(biāo)要求相比，還有大量工作要做，任務(wù)仍然非常艱巨。”國家發(fā)改委能源研究所能源效率中心副主任熊華文表示。
熊華文稱，從全國范圍來看，工業(yè)和能源領(lǐng)域仍然是大氣污染物排放來源。隨著污染物裝備的應(yīng)用以及超低排放改造實(shí)施，火電行業(yè)已經(jīng)從大氣污染控制的重點(diǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榇髿馕廴痉乐蔚牡浞缎袠I(yè)。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，到2017年底，全國71%的燃煤火電機(jī)組都實(shí)施了超低排放改造，我國煙氣的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)，基本上達(dá)到了國際上非常嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
“在當(dāng)前火電行業(yè)大氣污染防治已經(jīng)達(dá)到一定高度的情況下，鋼鐵、冶金、建材等等這些非電行業(yè)也迅速拉開提標(biāo)改造的序幕。”熊華文介紹，2017年針對(duì)大氣污染防治，各地政府已經(jīng)發(fā)布了一系列改革的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和政策，河北省政府包括邯鄲、唐山地區(qū)都制定了非常嚴(yán)格的排放要求。
“鋼鐵行業(yè)是國家污染物排放量比較大的行業(yè)。作為鋼鐵大省，河北省鋼鐵排放是大氣污染防治的一個(gè)重點(diǎn)。”中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境首席科學(xué)家柴發(fā)合表示，國家對(duì)鋼鐵行業(yè)的大氣污染控制要采取綜合性的手段。
柴發(fā)合說，河北省對(duì)鋼鐵行業(yè)排放限值的要求，是我國第一次提出鋼鐵行業(yè)超低排放要求。這些要求不僅是對(duì)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物提出具體排放控制要求，而且對(duì)多污染物協(xié)同控制提出要求，特別是對(duì)其他主要污染物的排放，如硫酸物等也提出同樣要求，同時(shí)對(duì)無組織排放也提出要求。河北省鋼鐵超低排放是全方位、全過程控制的概念。
2016年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《控制污染物排放許可制實(shí)施方案》，明確構(gòu)建以排污許可制為核心的固定污染源環(huán)境管理制度，開展覆蓋所有固定污染源的排污許可證核發(fā)工作。
針對(duì)上述排污許可的相關(guān)問題，生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評(píng)估中心排污許可技術(shù)部主任杜蘊(yùn)慧從排污許可總體設(shè)計(jì)、排污許可技術(shù)體系、排污許可工作進(jìn)展、企業(yè)因應(yīng)要求等四個(gè)方面，對(duì)排污許可制度實(shí)施進(jìn)展做了詳細(xì)的介紹。
杜蘊(yùn)慧認(rèn)為，為了應(yīng)對(duì)排污許可制的要求，企業(yè)應(yīng)該做到以下兩點(diǎn)：第一，每個(gè)企業(yè)都要學(xué)習(xí)法律法規(guī)、管理辦法及自行檢測指南等，掌握環(huán)保知識(shí)；第二，企業(yè)做好排查體檢，梳理水氣各項(xiàng)污染物排放情況，建立應(yīng)對(duì)措施。
面對(duì)越來越高的環(huán)保要求，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院環(huán)保中心主任劉濤給出了建議：最大的是觀念的轉(zhuǎn)變。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到環(huán)保不光是花錢，其實(shí)是有收益的，既可以倒逼企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保，提升企業(yè)管理水平，又可以降低環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
工況復(fù)雜，治理難點(diǎn)如何破解
目前，鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)多樣，怎樣實(shí)現(xiàn)煙氣減排？清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師李俊華給出了上述行業(yè)污染物減排目標(biāo)及先進(jìn)治理技術(shù)示范。李俊華介紹了大氣污染的整體狀況，分析了鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業(yè)大氣污染的主要技術(shù)路線。
“不管是鋼鐵，還是水泥、玻璃、陶瓷，我國的產(chǎn)能占了全球產(chǎn)能的半壁江山，但國家長期對(duì)這些行業(yè)的煙氣排放執(zhí)行比較寬松的標(biāo)準(zhǔn)。”李俊華說，鋼鐵行業(yè)尤其是鋼鐵燒結(jié)的煙氣，占了鋼鐵行業(yè)排放的一半以上，但鋼鐵行業(yè)長期穩(wěn)定的煙氣排放達(dá)標(biāo)技術(shù)還處在示范階段。
“焦化企業(yè)也面臨同樣的問題。”李俊華說，全國有1000多條焦化生產(chǎn)線，整體來講，隨著這些年的技術(shù)改造，焦化企業(yè)煙氣排放總量已大幅度下降。不過，隨著鋼鐵行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步規(guī)范，焦化行業(yè)超低排放已經(jīng)是大勢所趨。
“水泥行業(yè)排放總量也不容忽視。”李俊華稱，水泥行業(yè)的氮氧化物排放是所有行業(yè)之首，盡管水泥行業(yè)提出了顆粒物、二氧化硫、氮氧化物超低排放做到10毫克/立方米、50毫克/立方米和100毫克/立方米，但行業(yè)還是希望做得更好，目前，許多水泥企業(yè)招投標(biāo)要求環(huán)保公司直接按照50毫克/立方米氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。
“玻璃行業(yè)同樣如此，希望目前顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值能夠做到15毫克/立方米、100毫克/立方米和200毫克/立方米的標(biāo)準(zhǔn)，目前京津冀地區(qū)許多玻璃行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)這樣的減排目標(biāo)。”李俊華表示，同時(shí)我國作為陶瓷大國，有3000多條陶瓷生產(chǎn)線，希望陶瓷行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物減排達(dá)到10毫克/立方米、30毫克/立方米和100毫克/立方米的目標(biāo)。
李俊華稱，鋼鐵燒結(jié)煙氣排放量很大，污染物成分復(fù)雜，有重金屬以及鹵化物，燒結(jié)煙氣仍然是當(dāng)下面臨的難題。以目前控制技術(shù)能力，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時(shí)均值排放濃度分別要達(dá)到10毫克/立方米、35毫克/立方米和50毫克/立方米的標(biāo)準(zhǔn)，有一定的困難。
要達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，李俊華表示，要么通過組合式的半干法脫硫和中低溫脫硝工藝，通過高溫SCR加上濕法脫硫，理論上保證10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的排放目標(biāo)，但目前鋼鐵燒結(jié)煙氣普遍低于180度，不管中低溫還是高溫SCR，都需要對(duì)能源消耗和成本提出要求。要么通過多污染物協(xié)同控制技術(shù)，利用活性炭催化劑進(jìn)行多污染物控制。
據(jù)介紹，利用活性炭在160度以下低溫時(shí)候把污染物進(jìn)行吸附，把二氧化硫變成硫酸，氮氧化物變成硝酸鹽，一部分變成氮?dú)?，整個(gè)工藝流程最早是日本提出來的。李俊華稱，盡管目前這套工藝我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全自主產(chǎn)權(quán)，成本比太鋼引進(jìn)日本工藝的時(shí)候下降了40%左右，但即使這樣，從成本的角度計(jì)算，很多企業(yè)也還是難以承受。
實(shí)際上，對(duì)于焦化行業(yè)的煙氣治理，一定程度上比鋼鐵燒結(jié)煙氣還要復(fù)雜，焦化行業(yè)煙氣普遍在180~300度左右，焦化過程中間會(huì)產(chǎn)生含硫有機(jī)物，VOC的排放也不容忽視。不過，李俊華樂觀地表示，焦化企業(yè)氮氧化物減排做到每立方米100毫克以下，從技術(shù)來上講還是有保證的。
“水泥行業(yè)目前減排壓力也是很大的，最大問題還是氮氧化物去除。”李俊華說，玻璃行業(yè)理論上治理難度是最大的，煙氣特征非常復(fù)雜，有大量黏性粉塵，燒玻璃需要到1500度到1600度，氮氧化物濃度特別高，治理起來比鋼鐵水泥還要難，因此，玻璃行業(yè)目前每立方米200毫克的標(biāo)準(zhǔn)限制還是比較合理。
在李俊華看來，目前鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業(yè)的煙氣治理技術(shù)主要是兩類：一個(gè)是用SCR，一個(gè)用活性炭催化劑技術(shù)。從目前來講，這兩個(gè)技術(shù)處理氮氧化物可以達(dá)到80%左右，其他方法包括臭氧氧化技術(shù)要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還是很難的。
“盡管也有企業(yè)在使用臭氧氧化技術(shù)，但這個(gè)技術(shù)產(chǎn)生的硝酸鹽要避免進(jìn)入廢水。”李俊華特別提醒，硝酸鹽本身也是炸藥，很容易發(fā)生爆炸，所以使用技術(shù)的選擇上一定要慎重考慮。
李俊華表示，對(duì)于活性炭技術(shù)要注意安全問題，避免吸熱燃燒，同時(shí)要研究氮氧化物全流程的污染轉(zhuǎn)化，以及下一步揮發(fā)有機(jī)物的控制問題，臭氧氧化如何減少氧化成二氧化碳造成黃煙問題。
鋼鐵和焦化等行業(yè)煙氣成分多樣，工況復(fù)雜，隨著鋼鐵和焦化環(huán)保治理的推進(jìn)，脫硫脫硝一體化技術(shù)成為發(fā)展方向。據(jù)介紹，目前燒結(jié)脫硝的方式主要是3種：活性焦或者活性炭、SCR脫硝和氧化脫硝。沒有哪一種方法是很完美的方法，三種方式脫硝都是各有優(yōu)缺點(diǎn)。專家建議，各個(gè)企業(yè)要認(rèn)真考慮自身的情況，結(jié)合實(shí)際，做最有效的選擇。

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