推向風口的鋼鐵焦化行業煙氣治理

2018-06-21 13:41:36來源：作者：

　在環保的高壓態勢下，火電行業的煙氣治理基本達到預期的要求，而鋼鐵和焦化行業的煙氣治理還在碎步前行。

根據中國環境保護產業協會脫硫脫硝委員會統計，全國已投運火電廠煙氣脫硫脫硝機組容量占全國煤電機組容量的90%以上，普通脫硫脫硝改造已經接近飽和，火電大氣治理“天花板”初現。
工信部賽迪研究院的研究報告指出，當前火電行業污染物進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應轉移到污染物排放強度更高的非電行業。
2017年6月，環保部發布《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染排放標準》等20項國家污染物排放標準修改單，修改鋼鐵燒結、球團大氣特別排放限值，新增平板玻璃、陶瓷、磚瓦等行業特別排放限值。
2018年4月25日，河北省發布了鋼鐵、焦化、水泥、平板玻璃、鍋爐等5個非電行業的大氣污染排放標準的征求意見稿。其中，鋼鐵工業大氣標準為“超低排放”標準。
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，其中提到，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時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、焦化行業煙氣治理技術與應用研討會上，專家表示，隨著政府對非電工業大氣污染排放的重視度提升，在電力行業脫硫脫硝市場接近飽和的背景下，鋼鐵、焦化等工業領域將成為大氣污染治理下一個風口。
政策倒逼，鋼鐵焦化煙氣治理推向風口
2018年4月2日，習總書記在中央財經委員會第一次會議上明確指出，環境問題是全社會關注的焦點，也是全面建成小康社會能否得到人民認可的一個關鍵，要堅決打好打勝這場攻堅戰。
“應該說，藍天保衛戰是整個污染防治攻堅戰的幾個重點戰役之一，近年來在打贏藍天保衛戰方面成果顯著，但是與大氣污染物排放總量大幅改善，空氣質量顯著改善的目標要求相比，還有大量工作要做，任務仍然非常艱巨。”國家發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，工業和能源領域仍然是大氣污染物排放來源。隨著污染物裝備的應用以及超低排放改造實施，火電行業已經從大氣污染控制的重點行業轉變為大氣污染防治的典范行業。
據初步統計，到2017年底，全國71%的燃煤火電機組都實施了超低排放改造，我國煙氣的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放標準，基本上達到了國際上非常嚴的標準要求。
“在當前火電行業大氣污染防治已經達到一定高度的情況下，鋼鐵、冶金、建材等等這些非電行業也迅速拉開提標改造的序幕。”熊華文介紹，2017年針對大氣污染防治，各地政府已經發布了一系列改革的污染物排放標準和政策，河北省政府包括邯鄲、唐山地區都制定了非常嚴格的排放要求。
“鋼鐵行業是國家污染物排放量比較大的行業。作為鋼鐵大省，河北省鋼鐵排放是大氣污染防治的一個重點。”中國環境科學研究院大氣環境首席科學家柴發合表示，國家對鋼鐵行業的大氣污染控制要采取綜合性的手段。
柴發合說，河北省對鋼鐵行業排放限值的要求，是我國第一次提出鋼鐵行業超低排放要求。這些要求不僅是對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物提出具體排放控制要求，而且對多污染物協同控制提出要求，特別是對其他主要污染物的排放，如硫酸物等也提出同樣要求，同時對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，國務院辦公廳印發《控制污染物排放許可制實施方案》，明確構建以排污許可制為核心的固定污染源環境管理制度，開展覆蓋所有固定污染源的排污許可證核發工作。
針對上述排污許可的相關問題，生態環境部環境工程評估中心排污許可技術部主任杜蘊慧從排污許可總體設計、排污許可技術體系、排污許可工作進展、企業因應要求等四個方面，對排污許可制度實施進展做了詳細的介紹。
杜蘊慧認為，為了應對排污許可制的要求，企業應該做到以下兩點：第一，每個企業都要學習法律法規、管理辦法及自行檢測指南等，掌握環保知識；第二，企業做好排查體檢，梳理水氣各項污染物排放情況，建立應對措施。
面對越來越高的環保要求，冶金工業規劃研究院環保中心主任劉濤給出了建議：最大的是觀念的轉變。應該認識到環保不光是花錢，其實是有收益的，既可以倒逼企業實現環保，提升企業管理水平，又可以降低環境經濟政策帶來的風險。
工況復雜，治理難點如何破解
目前，鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業生產技術多樣，怎樣實現煙氣減排？清華大學環境學院教授、博士生導師李俊華給出了上述行業污染物減排目標及先進治理技術示范。李俊華介紹了大氣污染的整體狀況，分析了鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業大氣污染的主要技術路線。
“不管是鋼鐵，還是水泥、玻璃、陶瓷，我國的產能占了全球產能的半壁江山，但國家長期對這些行業的煙氣排放執行比較寬松的標準。”李俊華說，鋼鐵行業尤其是鋼鐵燒結的煙氣，占了鋼鐵行業排放的一半以上，但鋼鐵行業長期穩定的煙氣排放達標技術還處在示范階段。
“焦化企業也面臨同樣的問題。”李俊華說，全國有1000多條焦化生產線，整體來講，隨著這些年的技術改造，焦化企業煙氣排放總量已大幅度下降。不過，隨著鋼鐵行業排放標準的逐步規范，焦化行業超低排放已經是大勢所趨。
“水泥行業排放總量也不容忽視。”李俊華稱，水泥行業的氮氧化物排放是所有行業之首，盡管水泥行業提出了顆粒物、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，但行業還是希望做得更好，目前，許多水泥企業招投標要求環保公司直接按照50毫克/立方米氮氧化物排放標準進行工程設計。
“玻璃行業同樣如此，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/立方米的標準，目前京津冀地區許多玻璃行業率先實現這樣的減排目標。”李俊華表示，同時我國作為陶瓷大國，有3000多條陶瓷生產線，希望陶瓷行業顆粒物、二氧化硫、氮氧化物減排達到10毫克/立方米、30毫克/立方米和100毫克/立方米的目標。
李俊華稱，鋼鐵燒結煙氣排放量很大，污染物成分復雜，有重金屬以及鹵化物，燒結煙氣仍然是當下面臨的難題。以目前控制技術能力，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物小時均值排放濃度分別要達到10毫克/立方米、35毫克/立方米和50毫克/立方米的標準，有一定的困難。
要達到上述標準，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，但目前鋼鐵燒結煙氣普遍低于180度，不管中低溫還是高溫SCR，都需要對能源消耗和成本提出要求。要么通過多污染物協同控制技術，利用活性炭催化劑進行多污染物控制。
據介紹，利用活性炭在160度以下低溫時候把污染物進行吸附，把二氧化硫變成硫酸，氮氧化物變成硝酸鹽，一部分變成氮氣，整個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實現了完全自主產權，成本比太鋼引進日本工藝的時候下降了40%左右，但即使這樣，從成本的角度計算，很多企業也還是難以承受。
實際上，對于焦化行業的煙氣治理，一定程度上比鋼鐵燒結煙氣還要復雜，焦化行業煙氣普遍在180~300度左右，焦化過程中間會產生含硫有機物，VOC的排放也不容忽視。不過，李俊華樂觀地表示，焦化企業氮氧化物減排做到每立方米100毫克以下，從技術來上講還是有保證的。
“水泥行業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，玻璃行業理論上治理難度是最大的，煙氣特征非常復雜，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，玻璃行業目前每立方米200毫克的標準限制還是比較合理。
在李俊華看來，目前鋼鐵、焦化、水泥、玻璃等行業的煙氣治理技術主要是兩類：一個是用SCR，一個用活性炭催化劑技術。從目前來講，這兩個技術處理氮氧化物可以達到80%左右，其他方法包括臭氧氧化技術要達到這個標準還是很難的。
“盡管也有企業在使用臭氧氧化技術，但這個技術產生的硝酸鹽要避免進入廢水。”李俊華特別提醒，硝酸鹽本身也是炸藥，很容易發生爆炸，所以使用技術的選擇上一定要慎重考慮。
李俊華表示，對于活性炭技術要注意安全問題，避免吸熱燃燒，同時要研究氮氧化物全流程的污染轉化，以及下一步揮發有機物的控制問題，臭氧氧化如何減少氧化成二氧化碳造成黃煙問題。
鋼鐵和焦化等行業煙氣成分多樣，工況復雜，隨著鋼鐵和焦化環保治理的推進，脫硫脫硝一體化技術成為發展方向。據介紹，目前燒結脫硝的方式主要是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缺點。專家建議，各個企業要認真考慮自身的情況，結合實際，做最有效的選擇。

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