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標準對鋼鐵行業超低排放技術支撐的研究
信息來源:世界金屬導報2019-11-26A12      時間:2019-11-28 09:13:43


為貫徹落實中共中央、國務院有關要求,2019年4月,生態環境部等五部門聯合發布《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(環大氣〔2019〕35號),對鋼鐵企業所有生產環節的大氣污染物有組織排放、無組織排放以及運輸過程提出超低排放指標要求。目標到2020年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造取得明顯進展,力爭60%左右產能完成改造;到2025年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成,全國力爭80%以上產能完成改造。

標準是促進科技創新的技術基礎,是科技成果產業化的橋梁和紐帶。通過對相關技術的標準化,以有利于技術成果的推廣,引導市場選擇、避免劣幣驅逐良幣現象發生,推動行業技術的整體進步。我國冶金標準化工作始終圍繞國家產業政策、行業發展急需而展開。當前,面對超低排放要求,以有組織排放控制相關技術規范標準為抓手,同時不斷深化在無組織排放控制和大宗物料產品運輸方面相關標準的預研工作,逐步形成鋼鐵行業超低排放標準體系,努力為我國鋼鐵工業的綠色轉型高質量發展發揮技術支撐和引領作用。

鋼鐵行業超低排放主要指標要求

有組織排放控制要求

燒結機機頭、球團焙燒煙氣顆粒物、SO2、NOx排放濃度小時均值分別不高于10、35、50毫克/立方米;其他主要污染源顆粒物、SO2、NOx排放濃度小時均值原則上分別不高于10、50、200毫克/立方米。

無組織排放控制措施

加強物料儲存、輸送及生產工藝過程無組織排放控制,保障生產安全的前提下,采取密閉、封閉等有效措施,有效提高廢氣收集率,產塵點及車間不得有可見煙粉塵外逸。

大宗物料產品采取清潔運輸方式

進出鋼鐵企業的大宗物料和產品采用清潔方式運輸比例不低于80%;達不到的,汽車運輸部分應全部采用新能源汽車或達到國六排放標準的汽車。

主要技術難點

由于燒結、球團、焦爐等煙氣量大、污染物種類復雜且含量高,有組織排放控制的主要技術難點在于煙氣脫硫脫硝的處理,即如何實現穩定、有效、低成本的達標排放。

無組織排放煙塵主要有兩個來源:一是礦料物流系統,包括運、儲、輸等過程;二是冶金爐外溢煙氣,如高爐、轉爐、焦爐生產過程大量煙氣外溢。無組織排放的主要難點在于排放源數量多、分布廣。

現行或在研標準情況

有組織排放控制技術是當前標準化工作重點,主要包括顆粒物、SO2、NOx排放的末端控制、源頭控制、副產物處理及綜合利用等方面的標準。

煙氣脫硫脫硝末端治理技術相關的現行或在研標準包括《焦爐煙氣SDS干法脫硫聯合SCR低溫脫硝技術規范》、《燒結煙氣活性焦干法脫硫、脫硝技術規范》、《燒結煙氣中溫選擇性催化還原法脫硝技術規范》、《燒結煙氣脫硫脫硝技術規范 選擇性氧化法》等;源頭控制技術包括《燒結煙氣循環利用技術規范》等。

顆粒物末端控制技術相關的在研標準包括《高爐煙氣通風除塵技術規范》、《軋鋼工藝通風凈化除塵技術規范》、《轉爐煉鋼一次煙氣OG雙塔濕法除塵凈化技術規范》、《燒結球團濕法脫硫煙氣旋流管式靜電除塵凈化技術規范》等。

與排放控制相關的檢測方面標準有《鐵礦粉燒結工藝漏風率測試方法》、《轉爐煉鋼一次煙氣顆粒物測定技術規范》等;產品標準有《鋼鐵行業燒結煙氣脫硫用石灰/石灰石脫硫劑》、《燒結煙氣脫硫脫硝用循環流化床吸收塔裝置》等。

在顆粒物、SO2、NOx等污染物控制過程中,為防止二次污染的產生,加強固廢資源綜合利用,制定有配套的方法、產品或管理標準,如《燒結煙氣濕法脫硫廢水處理技術規范》、《燒結煙氣除塵灰回收處置利用技術規范》、《用于混凝土中的燒結煙氣脫硫灰》以及《含鐵塵泥 鉛和鋅含量的測定 電感耦合等離子體發射光譜法》、《含鐵塵泥 氯離子含量的測定 硝酸銀滴定法》等一系列含鐵塵泥分析試驗方法標準。

規范標準的編制

標準分為基礎、方法、產品、管理等類型。規范標準屬于管理類標準,主要是對產品、過程或服務等標準化對象進行標準化,典型的做法之一就是在標準中規定這些標準化對象需要滿足的條件。規范標準的功能是通過提供可證實的要求對標準化對象進行“規定”,其必備要素包括“要求”和“證實方法”。因此,超低排放相關的先進技術較多的采用了規范標準的形式。

技術規范標準一般規定的內容包括:技術適用范圍、工藝原理、系統要求、施工與驗收要求、環保要求、安全要求、運行與維護要求等。以《焦爐煙氣SDS干法脫硫聯合SCR低溫脫硝技術規范》為例,標準結構及內容如下:

1 范圍

本標準規定了焦爐煙氣SDS干法脫硫聯合SCR脫硝技術要求、處置工藝以及設計、施工、驗收、運行維護等技術要求。

2 規范性引用文件

3 術語和定義

4 凈化工藝

焦爐煙氣干法脫硫聯合脫硝技術凈化工藝流程。

5適用條件與排放要求

SDS干法脫硫工藝宜適合處理SO2濃度小于1500mg/ m3的煙氣;SCR脫硝技術宜適合處理NOx濃度小于1500mg/m3的煙氣。污染物排放應滿足建設單位要求的環保排放標準要求。

6 凈化系統技術要求

6.1 系統組成

6.2 煙氣系統

6.3 脫硫劑及噴射系統

6.4 袋式除塵系統

6.5 脫硝還原劑供應系統

6.6 SCR脫硝反應系統

7 監測及過程控制

8 環保、安全要求

9 施工與驗收

10 運行與維護

預研標準項目情況

2019年10月發布的《產業結構調整指導目錄(2019年本)》中,在鼓勵類條目涉及超低排放的技術和裝備有:焦爐煙氣脫硫脫硝副產物資源化利用、脫硫廢液資源化利用、燒結煙氣脫硫廢水處理回用等技術研發和應用;鋼鐵行業超低排放技術,以及副產物資源化、再利用化技術;鋼鐵爐窯煙氣細顆粒物預荷電袋式除塵技術裝備;焦爐煙氣SDA脫硫 SCR脫硝技術裝備;鋼鐵燒結煙氣干法脫硫除塵成套裝備;爐窯、料場的無組織排放控制技術裝備等。

鋼鐵行業超低排放涉及有組織排放治理、無組織排放治理、清潔運輸等內容,結合產業政策,為充分發揮標準的技術支撐作用,主要從以下幾方面開展標準項目的預研工作。

源頭治理技術

加強源頭治理技術標準化的研制,推動行業采用先進的清潔生產和過程控制技術,實現大氣污染物的源頭削減。如燒結系統漏風控制技術,燃氣噴吹清潔燒結技術,高爐煤氣、焦爐煤氣精脫硫技術,高爐熱風爐、軋鋼加熱爐低氮、無焰燃燒技術,焦爐加熱廢氣循環技術等。

有組織排放控制

結合工程實績,繼續加強現有成熟技術、產品的納標。

在顆粒物方面,系統梳理布袋、濾筒、塑燒板等過濾式除塵技術,如軋鋼塑燒板除塵器、預荷電袋式除塵技術及裝備等;濕式電除塵、高頻電除塵、LT干法等靜電吸附電除塵技術;水浴、噴淋等濕式除塵技術,如轉爐一次煙氣新OG法除塵設施。

在煙氣脫硫脫硝方面,把握工藝實質,對錯綜復雜的工藝技術進行綜合提煉、標準化,如逆流式或錯流式活性炭(焦)煙氣脫硫脫硝一體化技術,密相干塔、循環流化床、旋轉噴霧(SDA)等干法/半干法脫硫技術及裝備,石灰石/石灰-石膏法、氨法等濕法脫硫技術,選擇性催化還原(SCR)和非選擇性催化還原(SNCR)脫硝技術,臭氧、二氧化氯、過氧化氫等氧化法煙氣脫硝技術,脫硫技術與脫硝技術的串聯工藝等。

無組織排放控制

物料運、儲、輸過程起“塵”,是無組織排放煙塵主要來源之一。所以,加強鋼鐵企業物流標準的研制,引導鋼鐵企業內燒結礦、球團礦、焦炭、生石灰、除塵灰等熟料由落地轉向倉儲,由汽運轉向管狀帶式輸送、氣力輸送或罐車運輸等密閉輸送;同時,加強倉儲系統機械化、自動化、智能化方面的標準研制,以有利于倉儲實現封閉或密閉。

當前,部分鋼鐵企業通過增設除塵罩和管道,加強過程控制和系統管理,逐步實現無組織排放的“有組織化”集中管控。根據實踐經驗,積極開展“鋼鐵企業無組織排放管控中心”、“鋼鐵企業除塵灰處理中心”等相關技術、管理方面系列標準的研制。

另外,加快成熟專項技術的納標工作,如高爐均壓煤氣回收利用技術。

大宗物料產品清潔運輸

調研鋼鐵企業大宗物料(包括鐵精礦、煤炭、焦炭、廢鋼及燒結礦、球團礦、生石灰、鋼渣、水渣等)和產品(包括鋼材、外售中間產品等)的清潔方式運輸管理辦法,開展相關管理標準的研制。

其他標準(副產物處置、環境管理等)

在超低排放技術的標準化研制過程中,將把副產物資源化、再利用等內容作為相關技術規范標準的重要組成部分,亦或單獨納標,如除塵灰、干法脫硫灰氣力輸送技術,活性炭(焦)粉末用于燒結或高爐噴吹技術等。同時,積極推進副產物相關的試驗方法、產品類標準的研制。

另外,結合企業環境管控措施,開展鋼鐵企業環保方面管理標準的預研。

排放標準和監測標準

當前鋼鐵企業所執行的超低排放指標要求主要基于環大氣〔2019〕35號文要求,其相關指標嚴于《鋼鐵燒結、球團工業大氣污染物排放標準》、《煉鐵工業大氣污染物排放標準》、《煉鋼工業大氣污染物排放標準》等標準中的指標要求;另外,排放監測尤其低濃度污染物監測相關的技術和標準主要有《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》、《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》、《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》等。

下一步將積極梳理污染物排放指標和排放評估監測方面的現行標準,適時開展更加適合鋼鐵行業特點的相關標準研制。

標準體系對超低排放的支撐

鋼鐵行業環境?;は喙丶際豕娣?、管理標準的作用日益凸顯;現行的超低排放指標要求將由政策文件逐步標準化;而科學合理的污染物排放監測是制定差異化環保政策、補貼辦法等超低排放配套政策的重要依據。未來將形成以大氣污染物超低排放標準為目標要求的、以超低排放技術及管理措施等相關標準為支撐的、以評估監測相關系列標準為依據的鋼鐵行業超低排放標準體系,助力鋼鐵行業超低排放,推動行業高質量發展,促進產業轉型升級。 (任江濤 王姜維 仇金輝)

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