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标准对钢铁行业超低排放技术支撑的研究
信息来源:世界金属导报2019-11-26A12      时间:2019-11-28 09:13:43


为贯彻落实中共中央、国务院有关要求,2019年4月,生态环境部等五部门联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气〔2019〕35号),对钢铁企业所有生产环节的大气污染物有组织排放、无组织排放以及运输过程提出超低排放指标要求。目标到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,全国力争80%以上产能完成改造。

标准是促进科技创新的技术基础,是科技成果产业化的桥梁和纽带。通过对相关技术的标准化,以有利于技术成果的推广,引导市场选择、避免劣币驱逐良币现象发生,推动行业技术的整体进步。我国冶金标准化工作始终围绕国家产业政策、行业发展急需而展开。当前,面对超低排放要求,以有组织排放控制相关技术规范标准为抓手,同时不断深化在无组织排放控制和大宗物料产品运输方面相关标准的预研工作,逐步形成钢铁行业超低排放标准体系,努力为我国钢铁工业的绿色转型高质量发展发挥技术支撑和引领作用。

钢铁行业超低排放主要指标要求

有组织排放控制要求

烧结机机头、球团焙烧烟气颗粒物、SO2、NOx排放浓度小时均值分别不高于10、35、50毫克/立方米;其他主要污染源颗粒物、SO2、NOx排放浓度小时均值原则上分别不高于10、50、200毫克/立方米。

无组织排放控制措施

加强物料储存、输送及生产工艺过程无组织排放控制,保障生产安全的前提下,采取密闭、封闭等有效措施,有效提高废气收集率,产尘点及车间不得有可见烟粉尘外逸。

大宗物料产品采取清洁运输方式

进出钢铁企业的大宗物料和产品采用清洁方式运输比例不低于80%;达不到的,汽车运输部分应全部采用新能源汽车或达到国六排放标准的汽车。

主要技术难点

由于烧结、球团、焦炉等烟气量大、污染物种类复杂且含量高,有组织排放控制的主要技术难点在于烟气脱硫脱硝的处理,即如何实现稳定、有效、低成本的达标排放。

无组织排放烟尘主要有两个来源:一是矿料物流系统,包括运、储、输等过程;二是冶金炉外溢烟气,如高炉、转炉、焦炉生产过程大量烟气外溢。无组织排放的主要难点在于排放源数量多、分布广。

现行或在研标准情况

有组织排放控制技术是当前标准化工作重点,主要包括颗粒物、SO2、NOx排放的末端控制、源头控制、副产物处理及综合利用等方面的标准。

烟气脱硫脱硝末端治理技术相关的现行或在研标准包括《焦炉烟气SDS干法脱硫联合SCR低温脱硝技术规范》、《烧结烟气活性焦干法脱硫、脱硝技术规范》、《烧结烟气中温选择性催化还原法脱硝技术规范》、《烧结烟气脱硫脱硝技术规范 选择性氧化法》等;源头控制技术包括《烧结烟气循环利用技术规范》等。

颗粒物末端控制技术相关的在研标准包括《高炉烟气通风除尘技术规范》、《轧钢工艺通风净化除尘技术规范》、《转炉炼钢一次烟气OG双塔湿法除尘净化技术规范》、《烧结球团湿法脱硫烟气旋流管式静电除尘净化技术规范》等。

与排放控制相关的检测方面标准有《铁矿粉烧结工艺漏风率测试方法》、《转炉炼钢一次烟气颗粒物测定技术规范》等;产品标准有《钢铁行业烧结烟气脱硫用石灰/石灰石脱硫剂》、《烧结烟气脱硫脱硝用循环流化床吸收塔装置》等。

在颗粒物、SO2、NOx等污染物控制过程中,为防止二次污染的产生,加强固废资源综合利用,制定有配套的方法、产品或管理标准,如《烧结烟气湿法脱硫废水处理技术规范》、《烧结烟气除尘灰回收处置利用技术规范》、《用于混凝土中的烧结烟气脱硫灰》以及《含铁尘泥 铅和锌含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》、《含铁尘泥 氯离子含量的测定 硝酸银滴定法》等一系列含铁尘泥分析试验方法标准。

规范标准的编制

标准分为基础、方法、产品、管理等类型。规范标准属于管理类标准,主要是对产品、过程或服务等标准化对象进行标准化,典型的做法之一就是在标准中规定这些标准化对象需要满足的条件。规范标准的功能是通过提供可证实的要求对标准化对象进行“规定”,其必备要素包括“要求”和“证实方法”。因此,超低排放相关的先进技术较多的采用了规范标准的形式。

技术规范标准一般规定的内容包括:技术适用范围、工艺原理、系统要求、施工与验收要求、环保要求、安全要求、运行与维护要求等。以《焦炉烟气SDS干法脱硫联合SCR低温脱硝技术规范》为例,标准结构及内容如下:

1 范围

本标准规定了焦炉烟气SDS干法脱硫联合SCR脱硝技术要求、处置工艺以及设计、施工、验收、运行维护等技术要求。

2 规范性引用文件

3 术语和定义

4 净化工艺

焦炉烟气干法脱硫联合脱硝技术净化工艺流程。

5适用条件与排放要求

SDS干法脱硫工艺宜适合处理SO2浓度小于1500mg/ m3的烟气;SCR脱硝技术宜适合处理NOx浓度小于1500mg/m3的烟气。污染物排放应满足建设单位要求的环保排放标准要求。

6 净化系统技术要求

6.1 系统组成

6.2 烟气系统

6.3 脱硫剂及喷射系统

6.4 袋式除尘系统

6.5 脱硝还原剂供应系统

6.6 SCR脱硝反应系统

7 监测及过程控制

8 环保、安全要求

9 施工与验收

10 运行与维护

预研标准项目情况

2019年10月发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中,在鼓励类条目涉及超低排放的技术和装备有:焦炉烟气脱硫脱硝副产物资源化利用、脱硫废液资源化利用、烧结烟气脱硫废水处理回用等技术研发和应用;钢铁行业超低排放技术,以及副产物资源化、再利用化技术;钢铁炉窑烟气细颗粒物预荷电袋式除尘技术装备;焦炉烟气SDA脱硫 SCR脱硝技术装备;钢铁烧结烟气干法脱硫除尘成套装备;炉窑、料场的无组织排放控制技术装备等。

钢铁行业超低排放涉及有组织排放治理、无组织排放治理、清洁运输等内容,结合产业政策,为充分发挥标准的技术支撑作用,主要从以下几方面开展标准项目的预研工作。

源头治理技术

加强源头治理技术标准化的研制,推动行业采用先进的清洁生产和过程控制技术,实现大气污染物的源头削减。如烧结系统漏风控制技术,燃气喷吹清洁烧结技术,高炉煤气、焦炉煤气精脱硫技术,高炉热风炉、轧钢加热炉低氮、无焰燃烧技术,焦炉加热废气循环技术等。

有组织排放控制

结合工程实绩,继续加强现有成熟技术、产品的纳标。

在颗粒物方面,系统梳理布袋、滤筒、塑烧板等过滤式除尘技术,如轧钢塑烧板除尘器、预荷电袋式除尘技术及装备等;湿式电除尘、高频电除尘、LT干法等静电吸附电除尘技术;水浴、喷淋等湿式除尘技术,如转炉一次烟气新OG法除尘设施。

在烟气脱硫脱硝方面,把握工艺实质,对错综复杂的工艺技术进行综合提炼、标准化,如逆流式或错流式活性炭(焦)烟气脱硫脱硝一体化技术,密相干塔、循环流化床、旋转喷雾(SDA)等干法/半干法脱硫技术及装备,石灰石/石灰-石膏法、氨法等湿法脱硫技术,选择性催化还原(SCR)和非选择性催化还原(SNCR)脱硝技术,臭氧、二氧化氯、过氧化氢等氧化法烟气脱硝技术,脱硫技术与脱硝技术的串联工艺等。

无组织排放控制

物料运、储、输过程起“尘”,是无组织排放烟尘主要来源之一。所以,加强钢铁企业物流标准的研制,引导钢铁企业内烧结矿、球团矿、焦炭、生石灰、除尘灰等熟料由落地转向仓储,由汽运转向管状带式输送、气力输送或罐车运输等密闭输送;同时,加强仓储系统机械化、自动化、智能化方面的标准研制,以有利于仓储实现封闭或密闭。

当前,部分钢铁企业通过增设除尘罩和管道,加强过程控制和系统管理,逐步实现无组织排放的“有组织化”集中管控。根据实践经验,积极开展“钢铁企业无组织排放管控中心”、“钢铁企业除尘灰处理中心”等相关技术、管理方面系列标准的研制。

另外,加快成熟专项技术的纳标工作,如高炉均压煤气回收利用技术。

大宗物料产品清洁运输

调研钢铁企业大宗物料(包括铁精矿、煤炭、焦炭、废钢及烧结矿、球团矿、生石灰、钢渣、水渣等)和产品(包括钢材、外售中间产品等)的清洁方式运输管理办法,开展相关管理标准的研制。

其他标准(副产物处置、环境管理等)

在超低排放技术的标准化研制过程中,将把副产物资源化、再利用等内容作为相关技术规范标准的重要组成部分,亦或单独纳标,如除尘灰、干法脱硫灰气力输送技术,活性炭(焦)粉末用于烧结或高炉喷吹技术等。同时,积极推进副产物相关的试验方法、产品类标准的研制。

另外,结合企业环境管控措施,开展钢铁企业环保方面管理标准的预研。

排放标准和监测标准

当前钢铁企业所执行的超低排放指标要求主要基于环大气〔2019〕35号文要求,其相关指标严于《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》、《炼铁工业大气污染物排放标准》、《炼钢工业大气污染物排放标准》等标准中的指标要求;另外,排放监测尤其低浓度污染物监测相关的技术和标准主要有《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》、《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范》、《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》等。

下一步将积极梳理污染物排放指标和排放评估监测方面的现行标准,适时开展更加适合钢铁行业特点的相关标准研制。

标准体系对超低排放的支撑

钢铁行业环境保护相关技术规范、管理标准的作用日益凸显;现行的超低排放指标要求将由政策文件逐步标准化;而科学合理的污染物排放监测是制定差异化环保政策、补贴办法等超低排放配套政策的重要依据。未来将形成以大气污染物超低排放标准为目标要求的、以超低排放技术及管理措施等相关标准为支撑的、以评估监测相关系列标准为依据的钢铁行业超低排放标准体系,助力钢铁行业超低排放,推动行业高质量发展,促进产业转型升级。 (任江涛 王姜维 仇金辉)

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