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推向风口的钢铁焦化行业烟气治理

http://www.momo35.com   来源:中国矿业报社  日期:2018/06/21

  在环保的高压态势下,火电行业的烟气治理基本达到预期的要求,而钢铁和焦化行业的烟气治理还在碎步前行。
  
  
  根据中国环境保护产业协会脱硫脱硝委员会统计,全国已投运火电厂烟气脱硫脱硝机组容量占全国煤电机组容量的90%以上,普通脱硫脱硝改造已经接近饱和,火电大气治理“天花板”初现。
  
  
  工信部赛迪研究院的研究报告指出,当前火电行业污染物进一步削减面临边际空间递减、边际成本攀升的制约,大气污染防治工作的重点应转移到污染物排放强度更高的非电行业。
  
  
  2017年6月,环保部发布《钢铁烧结、球团工业大气污染排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单,修改钢铁烧结、球团大气特别排放限值,新增平板玻璃、陶瓷、砖瓦等行业特别排放限值。
  
  
  2018年4月25日,河北省发布了钢铁、焦化、水泥、平板玻璃、锅炉等5个非电行业的大气污染排放标准的征求意见稿。其中,钢铁工业大气标准为“超低排放”标准。
  
  
  2018 年5月7日,生态环境部办公厅发布关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见的函,其中提到,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别不高于10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米。
  
  
  日前,在河北省唐山市举行的2018钢铁、焦化行业烟气治理技术与应用研讨会上,专家表示,随着政府对非电工业大气污染排放的重视度提升,在电力行业脱硫脱硝市场接近饱和的背景下,钢铁、焦化等工业领域将成为大气污染治理下一个风口。
  
  
  政策倒逼,钢铁焦化烟气治理推向风口
  
  
  2018年4月2日,习近平总书记在中央财经委员会第一次会议上明确指出,环境问题是全社会关注的焦点,也是全面建成小康社会能否得到人民认可的一个关键,要坚决打好打胜这场攻坚战。
  
  
  “应该说,蓝天保卫战是整个污染防治攻坚战的几个重点战役之一,近年来在打赢蓝天保卫战方面成果显著,但是与大气污染物排放总量大幅改善,空气质量显著改善的目标要求相比,还有大量工作要做,任务仍然非常艰巨。”国家发改委能源研究所能源效率中心副主任熊华文表示。
  
  
  熊华文称,从全国范围来看,工业和能源领域仍然是大气污染物排放来源。随着污染物装备的应用以及超低排放改造实施,火电行业已经从大气污染控制的重点行业转变为大气污染防治的典范行业。
  
  
  据初步统计,到2017年底,全国71%的燃煤火电机组都实施了超低排放改造,我国烟气的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放标准,基本上达到了国际上非常严的标准要求。
  
  
  “在当前火电行业大气污染防治已经达到一定高度的情况下,钢铁、冶金、建材等等这些非电行业也迅速拉开提标改造的序幕。”熊华文介绍,2017年针对大气污染防治,各地政府已经发布了一系列改革的污染物排放标准和政策,河北省政府包括邯郸、唐山地区都制定了非常严格的排放要求。
  
  
  “钢铁行业是国家污染物排放量比较大的行业。作为钢铁大省,河北省钢铁排放是大气污染防治的一个重点。”中国环境科学研究院大气环境首席科学家柴发合表示,国家对钢铁行业的大气污染控制要采取综合性的手段。
  
  
  柴发合说,河北省对钢铁行业排放限值的要求,是我国第一次提出钢铁行业超低排放要求。这些要求不仅是对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物提出具体排放控制要求,而且对多污染物协同控制提出要求,特别是对其他主要污染物的排放,如硫酸物等也提出同样要求,同时对无组织排放也提出要求。河北省钢铁超低排放是全方位、全过程控制的概念。
  
  
  2016年11月,国务院办公厅印发《控制污染物排放许可制实施方案》,明确构建以排污许可制为核心的固定污染源环境管理制度,开展覆盖所有固定污染源的排污许可证核发工作。
  
  
  针对上述排污许可的相关问题,生态环境部环境工程评估中心排污许可技术部主任杜蕴慧从排污许可总体设计、排污许可技术体系、排污许可工作进展、企业因应要求等四个方面,对排污许可制度实施进展做了详细的介绍。
  
  
  杜蕴慧认为,为了应对排污许可制的要求,企业应该做到以下两点:第一,每个企业都要学习法律法规、管理办法及自行检测指南等,掌握环保知识;第二,企业做好排查体检,梳理水气各项污染物排放情况,建立应对措施。
  
  
  面对越来越高的环保要求,冶金工业规划研究院环保中心主任刘涛给出了建议:最大的是观念的转变。应该认识到环保不光是花钱,其实是有收益的,既可以倒逼企业实现环保,提升企业管理水平,又可以降低环境经济政策带来的风险。
  
  
  工况复杂,治理难点如何破解
  
  
  目前,钢铁、焦化、水泥、玻璃等行业生产技术多样,怎样实现烟气减排?清华大学环境学院教授、博士生导师李俊华给出了上述行业污染物减排目标及先进治理技术示范。李俊华介绍了大气污染的整体状况,分析了钢铁、焦化、水泥、玻璃等行业大气污染的主要技术路线。
  
  
  “不管是钢铁,还是水泥、玻璃、陶瓷,我国的产能占了全球产能的半壁江山,但国家长期对这些行业的烟气排放执行比较宽松的标准。”李俊华说,钢铁行业尤其是钢铁烧结的烟气,占了钢铁行业排放的一半以上,但钢铁行业长期稳定的烟气排放达标技术还处在示范阶段。
  
  
  “焦化企业也面临同样的问题。”李俊华说,全国有1000多条焦化生产线,整体来讲,随着这些年的技术改造,焦化企业烟气排放总量已大幅度下降。不过,随着钢铁行业排放标准的逐步规范,焦化行业超低排放已经是大势所趋。
  
  
  “水泥行业排放总量也不容忽视。”李俊华称,水泥行业的氮氧化物排放是所有行业之首,尽管水泥行业提出了颗粒物、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,但行业还是希望做得更好,目前,许多水泥企业招投标要求环保公司直接按照50毫克/立方米氮氧化物排放标准进行工程设计。
  
  
  “玻璃行业同样如此,希望目前颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值能够做到15毫克/立方米、100毫克/立方米和200毫克/立方米的标准,目前京津冀地区许多玻璃行业率先实现这样的减排目标。”李俊华表示,同时我国作为陶瓷大国,有3000多条陶瓷生产线,希望陶瓷行业颗粒物、二氧化硫、氮氧化物减排达到10毫克/立方米、30毫克/立方米和100毫克/立方米的目标。
  
  
  李俊华称,钢铁烧结烟气排放量很大,污染物成分复杂,有重金属以及卤化物,烧结烟气仍然是当下面临的难题。以目前控制技术能力,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值排放浓度分别要达到10毫克/立方米、35毫克/立方米和50毫克/立方米的标准,有一定的困难。
  
  
  要达到上述标准,李俊华表示,要么通过组合式的半干法脱硫和中低温脱硝工艺,通过高温SCR加上湿法脱硫,理论上保证10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米的排放目标,但目前钢铁烧结烟气普遍低于180度,不管中低温还是高温SCR,都需要对能源消耗和成本提出要求。要么通过多污染物协同控制技术,利用活性炭催化剂进行多污染物控制。
  
  
  据介绍,利用活性炭在160度以下低温时候把污染物进行吸附,把二氧化硫变成硫酸,氮氧化物变成硝酸盐,一部分变成氮气,整个工艺流程最早是日本提出来的。李俊华称,尽管目前这套工艺我国已经实现了完全自主产权,成本比太钢引进日本工艺的时候下降了40%左右,但即使这样,从成本的角度计算,很多企业也还是难以承受。
  
  
  实际上,对于焦化行业的烟气治理,一定程度上比钢铁烧结烟气还要复杂,焦化行业烟气普遍在180~300度左右,焦化过程中间会产生含硫有机物,VOC的排放也不容忽视。不过,李俊华乐观地表示,焦化企业氮氧化物减排做到每立方米100毫克以下,从技术来上讲还是有保证的。
  
  
  “水泥行业目前减排压力也是很大的,最大问题还是氮氧化物去除。”李俊华说,玻璃行业理论上治理难度是最大的,烟气特征非常复杂,有大量黏性粉尘,烧玻璃需要到1500度到1600度,氮氧化物浓度特别高,治理起来比钢铁水泥还要难,因此,玻璃行业目前每立方米200毫克的标准限制还是比较合理。
  
  
  在李俊华看来,目前钢铁、焦化、水泥、玻璃等行业的烟气治理技术主要是两类:一个是用SCR,一个用活性炭催化剂技术。从目前来讲,这两个技术处理氮氧化物可以达到80%左右,其他方法包括臭氧氧化技术要达到这个标准还是很难的。
  
  
  “尽管也有企业在使用臭氧氧化技术,但这个技术产生的硝酸盐要避免进入废水。”李俊华特别提醒,硝酸盐本身也是炸药,很容易发生爆炸,所以使用技术的选择上一定要慎重考虑。
  
  
  李俊华表示,对于活性炭技术要注意安全问题,避免吸热燃烧,同时要研究氮氧化物全流程的污染转化,以及下一步挥发有机物的控制问题,臭氧氧化如何减少氧化成二氧化碳造成黄烟问题。
  
  
  钢铁和焦化等行业烟气成分多样,工况复杂,随着钢铁和焦化环保治理的推进,脱硫脱硝一体化技术成为发展方向。据介绍,目前烧结脱硝的方式主要是3种:活性焦或者活性炭、SCR脱硝和氧化脱硝。没有哪一种方法是很完美的方法,三种方式脱硝都是各有优缺点。专家建议,各个企业要认真考虑自身的情况,结合实际,做最有效的选择。
 
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