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鋼鐵超低排放改造將成主戰場,實現目標的最大難點是“脫硝”!
發布時間:2018-05-02 丨 閱讀次數:1062

今年的政府工作報告中,鋼鐵行業的超低排放改造被專門點出。生態環境部也明確,2018年我國將啟動鋼鐵行業超低排放改造。繼燃煤電廠超低排放后,非電行業超低排放將成為重點。鋼鐵行業無可爭議成為下一個超低排放改造的主戰場。

 

與燃煤發電行業不同的是,鋼鐵行業煙氣成分更加復雜,技術和經濟性上存在挑戰,推行超低排放在政策上也需要相應支持,那么,現階段鋼鐵行業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,記者采訪了相關人士。

長期執行寬松標準 提標箭在弦上

技術難以解決各類復雜排放源的深度減排問題

 

 

“我國非電行業產能占世界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、清華大學環境學院教授郝吉明日前接受本報記者采訪時表示,相比煤電,非電領域由于長期執行寬松的環保標準,科學技術支撐不足,難以解決各類復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”企業仍大量存在。加快修訂非電行業排放標準,全面實施提標改造迫在眉睫。

 

目前,盡管國家層面具體的實施細則尚未出臺,但生態環境部大氣司固定源處有關人士向記者透露,關于鋼鐵行業超低排放的部署已寫進正在制定的三年藍天保衛戰行動計劃中,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的超低排放改造工作。其中,唐山市作為產能最集中區域,要求鋼鐵企業在今年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。

 

據了解,目前,在京津冀、長三角、珠三角等重點控制區域,鋼鐵行業執行大氣污染物特別排放限值(2013 年,原環境保護部發布《關于執行大氣污染物特別排放限值的公告》)已超過4年之久,與現階段大氣污染治理需求已存在一定脫節。

 

生態環境部清潔生產中心有關人員表示,鋼鐵行業大氣污染物排放具有兩個最典型的特征:一是燒結工序作為鋼鐵行業大氣污染物排放最重要的環節也是治理難點,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;二是鋼鐵在生產以及運輸、裝卸、儲存、轉移、輸送過程中顆粒物無組織排放問題突出。

 

然而,現階段,對照2012年發布的鋼鐵行業5個國家標準,燒結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流程作出規定,其他環節并未涉及。

 

2017年8月,原環境保護部《關于征求〈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(征求意見稿)意見的函》中提出,修改燒結機頭煙氣特別排放限值,即在基準氧含量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、轉移、輸送以及生產工藝過程,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準,郝吉明認為,以燒結工序為例,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準相比,仍有較大差距。“從技術層面來說,電力行業的超低排放實際上為其他行業超低排放改造發展了共性技術,實現3個主要污染物的脫除在技術工藝上是成熟的。”因此,他建議可參照火電燃煤電廠來制定鋼鐵燒結煙氣超低排放標準,即在基準氧含量16%的條件下,顆粒物小于10mg/m3、SO2小于35mg/m3、NOx小于50mg/m3。 【河北《鋼鐵工業大氣污染物超低排放標準》(征求意見稿)】

 

總結火電行業的超低排放歷程,郝吉明認為,超低排放之所以能夠快速展開,與脫硫脫硝電價補貼等激勵政策有直接關系。而在非電力行業,環保激勵政策缺乏,環保投資和守法排污成本高會成為推進行業超低排放的一大障礙。他設想,“如果管理部門加強政策引導,把相關的經濟政策配套上來,如果把環境效益納入錯峰生產等現行政策中,參考電廠增加發電小時數等做法,會起到更大的推動作用。”

工況成分更加復雜  工藝技術要求更高

脫硝是實現超低排放的最大難點


日前,中國鋼鐵工業協會舉辦的行業超低排放改造內部交流會上,參與座談的鋼鐵企業環保部門有關負責人無不把關注點聚焦在超低排放氮氧化物指標。相比修改單100mg/m3的數值,超低排放對應為50mg/m3,即提高一倍,不少企業表示要達到這一指標難度很大。

 

中國鋼鐵工業協會發展與科技環保部主任黃導坦言,因煙氣成分和工況更加復雜,鋼鐵等非電領域煙氣超低排放技術要求更高,對應的投入也十分巨大,改造成功與否直接關系到企業的生存與發展。

 

鋼鐵行業煙氣治理最大的難點是脫硝。目前,脫硫、除塵的工藝已經十分成熟,也能夠實現超低排放相應的指標,在技術路線上也有很多的選擇。”福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司總經理助理、工業煙氣凈化技術研究院院長王建春博士接受采訪時表示,和煤電行業不同的是,鋼鐵燒結、球團工序煙氣波動比較大,沒有適應現有成熟脫硝工藝技術的溫度氣段。

 

郝吉明也表示,氮氧化物控制方面,電力行業煙氣溫度相對穩定,而鋼鐵行業由于溫度、濕度和煙氣的組成比較復雜,會影響到工藝的操作條件,現有技術如何結合煙氣特點做適當的變化,提高非電領域工業煙氣凈化成效,應成為當前我國工業煙氣污染治理環保領域重要的科研攻關方向。

 

據了解,就電力行業煙氣脫氮工藝而言,爐膛內可通過低氮燃燒技術改造等有效控制NOx生成,燃燒后爐膛出口氣體溫度處在850℃~1100℃區間,適合脫硝反應的“溫度窗口”時,可通過SNCR(選擇性非催化還原法)脫除。若還不滿足相應指標要求,還可在后段300℃~400℃溫度區間選擇SCR(選擇性催化還原法)增加催化劑的辦法再做進一步脫除。

 

在燒結機和球團常規基本上沒有這兩個合適的溫度區間,現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,相應的裝備投入成本和占地等也都是問題。”一位正在考察脫硝裝備的某鋼鐵企業環保部負責人告訴記者,這對一般鋼鐵廠來說無法承受。

 

據他介紹,目前,鋼鐵行業燒結機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,但應用的實例數量很少。“大家都在摸石頭過河,少部分大型企業先行先試,敢于吃螃蟹。”


梅鋼首吃“螃蟹” 實現超低排放

全球首套燒結煙氣干式協同超凈裝備平穩運行

 

3月底,來自全國200多位鋼鐵企業相關部門代表現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燒結機煙氣干式超凈及COA協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督管理委員會聯合支持下,這套燒結煙氣干式超凈及COA協同脫硝裝備順利通過有關方面168小時運行考核,正式運行至今,也標志著全球首套可實現燒結煙氣多污染物干式協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穩定在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,只要適當調節,三項指標可以達到燃氣排放標準,NOX排放濃度能控制在50mg/Nm3以下。在煙囪出口,現場通過林格曼黑度儀觀測,肉眼幾乎感覺不到有煙氣升騰。

 

隨著我國城鎮化的快速發展,我國鋼企大多已被城市包圍,環保敏感度高。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。”鋼廠有關負責人表示。

 

近年來,以鋼鐵燒結為代表的許多非電煙氣脫硫存在一個典型現象,就是許多脫硫煙囪在白煙掩蓋下,存在“有色煙羽”拖尾現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濕式電除霧器和加熱‘消白’方式等手段進行改造,但效果并不理想。”干式超凈及COA協同脫硝裝備提供方、福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司董事長張原介紹,企業歷時五年自主研制,創新開發了循環氧化吸收低溫協同脫硝技術和流化床造粒技術,優化改進了多污染物脫除增效技術,不僅可實現三項主要污染物達到超低排放標準,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同脫除,整套系統不產生廢水,煙囪無需防腐、排煙透明。

 

“相對傳統的常規煙氣凈化裝備,這種裝備除性能指標方面有較大提升外,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經濟性。”王建春表示,下一步將在河北部分鋼廠進行應用,進一步驗證相應經濟指標。

 

在項目現場,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脫硫和脫硝新標準,對于目前大部分改造場地有限、成本控制高的企業來說,確實有了不錯的選擇

來源:中國環境報。

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