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钢铁行业超低排放改造之路

实施钢铁行业超低排放改造是打赢蓝天保卫战的重要措施,也是钢铁行业高质量发展、绿色发展的主要推力。钢铁企业生产流程长、工艺类型复杂、产排污环节多,动辄上百个排放口、几千个无组织控制点、每天上千辆次的车辆运输,加之各企业间环境治理水平和人员能力差异较大,还有部分关键环节污染防治技术可靠性尚待验证等问题,制约了实现全流程、全方位、全覆盖、全周期的超低排放。

钢铁产能布局与区域环境承载力的矛盾

今年年初,国家统计局发布的数据显示,2019 年我国粗钢产量达到 9.9634 亿吨,逼近 10亿吨大关。其中,河北、河南、山西、山东和天津五省市的粗钢产量总和约为 4.2046 亿吨,约占我国粗钢总产量的 42%。京津冀及周边地区,一方面是我国钢铁产能最密集的区域,另一方面也是我国大气污染最严重的地区,多个城市环境空气质量长期排名倒数,钢铁产能布局与区域环境承载力之间的矛盾突出。

“钢铁行业作为国民经济基础产业的同时,也是大气污染的重点行业,随着燃煤电厂污染控制成效的显现,钢铁行业成了我国工业部门目前最大的污染物排放来源,是未来一段时间内大气质量改善的关键和难点之一。”中国科学院过程工程研究所朱廷玉说。

中国工程院院士、清华大学环境学院院长贺克斌认为,钢铁行业实施超低排放,将稳步改变我国钢铁行业发展水平参差不齐的现状,降低钢铁行业大气污染物排放量,显著改善环境空气质量。

事实上,实施超低排放改造,既是为补齐钢铁行业的环保短板,也是倒逼钢铁产能向环境承载能力更强的区域布局,倒逼资源结构、能源结构、产业结构、运输结构向更清洁、更高效的方向调整,推动钢铁行业实现高质量发展。

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钢铁行业实施超低排放概况

2018 年2 月,全国环境保护工作会议指出“制订实施打赢蓝天保卫战三年行动计划,积极推动钢铁等行业超低排放改造”,首次提出要在钢铁行业开展超低排放改造。重点地区部分钢铁企业积极响应,钢铁行业正式拉开超低排放改造序幕,不断优化产业发展结构,减少区域污染物排放总量。

1、钢铁行业超低排放具体要求

2019 年4 月,生态环境部等五部委联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》( 环大气〔2019〕35 号,以下简称《意见》),《意见》明确了推进实施钢铁行业超低排放工作的总体思路、基本原则、主要目标、指标要求、重点任务、政策措施和实施保障。从有组织排放、无组织排放、清洁运输、监测监控等方面提出具体改造要求,实现到2020 年底前,重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展,力争全国60%左右产能完成改造;到2025年底前,重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成,力争全国80%以上产能完成改造。具体体现在以下几点:

( 1)有组织排放限值进一步收严。

《意见》中规定烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度小时均值,烧结机头/球团焙烧分别不高于10 mg /m3、35 mg /m3、50 mg /m3,其中烧结机头烟气含氧量16%、球团焙烧烟气含氧量18%。其他主要污染源原则上分别不高于10 mg /m3、50 mg /m3、200 mg /m3。对比钢铁行业系列国家排放标准中烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值,烧结机头/球团焙烧分别收严50%、80%、83%; 其他主要污染源分别收严33%、50%~ 67%、33%。

( 2) 源头削减、过程控制、末端治理并举。

钢铁行业流程长、工艺复杂,原燃料有毒有害成分和生产工艺过程对最后的排放影响较大,《意见》充分考虑了通过工艺改造、煤气精脱硫、低氮燃烧、烧结烟气循环利用、无组织排放控制等源头治理和过程控制,减少污染物的排放。如对高炉热风炉、轧钢热处理炉要求采用燃烧净化后高炉煤气( 焦炉煤气) ,并实施精脱硫,同时开展低氮燃烧改造( 更换烧嘴) ; 此外还鼓励使用低硫煤,减少焦炭含硫量,实现二氧化硫减排。

( 3) 将无组织排放和清洁运输纳入超低排放。

充分考虑钢铁行业污染物产生和排放特征,《意见》将无组织排放分为物料储存、物料输送、生产工艺过程三类进行控制。对于储存、物料输送环节,优先采用密闭、封闭等有效控制措施;对于生产过程的产尘点,全面提高废气收集能力,做到应收尽收,确保产尘点和车间不得有可见烟粉尘外逸;同时《意见》对密闭储存、密闭输送、封闭储存、封闭输送、封闭车间等措施予以明确界定,便于企业和监管部门操作。对清洁运输的要求是环保政策中首次对具体行业提出运输方面要求,并且考虑到解决交通运输污染排放问题,尤其是交通运输结构调整需要以生产企业为抓手推动实施。

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2.钢铁行业超低排放实施情况

自2018 年以来,钢铁行业重点开展了烧结烟气脱硝、各工序除尘器升级、原料场和皮带通廊全封闭、运输车辆淘汰升级等超低排放改造工作。钢铁行业正在全面推进超低排放改造,尤其是有组织排放治理进展较快; 但钢铁企业产排污环节多,还有部分关键环节污染防治技术的可靠性尚待验证,企业整改任务重、资金投入大,超低排放改造的激励政策需进一步加强,实现全流程、全过程超低排放还将是一项艰巨且长期的工作。

( 1) 部分企业主动应对、先行先试。

《钢铁企业超低排放改造工作方案》( 征求意见稿)对主要排放源污染物排放限值大幅收严,重点地区( 河北、江苏) 部分钢铁企业已提前开展有组织污染源超低排放改造,尤其是烧结机头烟气脱硫脱硝、除尘设施升级改造。钢铁行业大气污染物排放量大幅下降,2018年重点统计企业氮氧化物、二氧化硫、颗粒物排放总量比2017 年分别减少7%、6%和28%。

( 2) 各地因地制宜制定实施细化方案。

《意见》要求各省区市制定具体超低改造实施方案报生态环境部,目前共有28 个省、市级生态环境部门发布了实施方案,其中山西省、福建省、湖北省、上海市超低实施方案的科学性和可操作性较好。从方案实施进度来看,超过六成企业拟于2020 年底前完成超低排放改造。

目前河北省、江苏省、山东省、山西省、河南省、天津市均要求2020 年完成超低排放改造,预计全国范围内77%企业的有组织、79%企业的无组织和64%企业的清洁运输要求在2020 年完成超低排放改造,推进力度远大于《意见》中要求的程度,企业改造任务较重。

实施方案的制定旨在加强对工业企业重点行业无组织排放的深度治理,建设无组织排放管控平台,提高企业无组织排放精细化管理水平,助力打赢蓝天保卫战。

( 3) 出台标准和文件保障超低排放实施。

钢铁行业超低排放改造作为鼓励性政策,对于钢铁产业密集的重点地区环境质量改善是有效措施,有必要强制实施。河北和山东两省率先出台了钢铁超低排放地方标准,对现有企业给出明确过渡期,加严了高炉热风炉和轧钢热处理炉的氮氧化物排放限值; 河南省和山西省发布了钢铁超低排放地方标准征求意见稿; 江苏正在制定钢铁超低排放地方标准。为了指导、规范钢铁企业超低排放改造,生态环境部配套出台了《钢铁企业超低排放评估监测技术指南》《钢铁企业超低排放改造技术指南》等技术指导文件。

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3.实施超低排放改造的意义

一方面,超低排放对钢铁企业提出了更高的治理要求。

根据行业排放特征,《意见》对有组织排放、无组织排放和大宗物料产品运输,分门别类提出指标限值和管控措施,实现全流程、全过程环境管理;还对超低排放改造的技术路径进行了明确,不仅提出了脱硫脱硝除尘等末端治理技术,还提出了烧结机头烟气循环、煤气精脱硫等源头控制措施,避免企业再走弯路。

另一方面,超低排放还推动了我国钢铁行业大气污染治理技术的全新变革。

近年来,在钢铁企业、科研院所、环保公司的共同努力下,攻克了一个又一个钢铁行业烟气治理的难题,超低排放技术及工程应用取得了重大突破。