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《钢铁企业超低排放改造技术指南》解读

来源:OG真人APP 更新时间:2020-07-01 17:19:15

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为促进钢铁企业高质量实施超低排放改造,近日中国环保产业协会印发了《钢铁企业超低排放改造技术指南》(以下简称《指南》),其中包括编制指南、源头减排、有组织排放治理与监控、无组织排放治理与监控、清洁运输等几方面内容。《指南》有关内容解读如下:


制定《指南》是出于怎样的考虑?

答:推进实施钢铁行业超低排放是推动行业高质量发展、促进产业转型升级、助力打赢蓝天保卫战的重要举措。党中央、国务院高度重视钢铁行业超低排放。2018年中共中央、国务院印发的《关于全面加强生态环境保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,2018、2019连续两年政府工作报告都提出要“推动钢铁行业超低排放”。

 
2019年4月,生态环境部、发展改革委、工业和信息化部、财政部、交通运输部等五部委联合印发了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(以下简称《意见》),提出各地按照超低排放指标要求,帮助企业合理选择改造技术路线,积极有序推进现有钢铁企业超低排放改造。近期,为落实《意见》要求,生态环境部又印发了《关于做好钢铁企业超低排放评估监测工作的通知》(以下简称《通知》),要求各地做好钢铁企业超低排放评估监测工作。
 
钢铁企业生产工序复杂,污染源和排放源多,全面超低排放改造任务繁重。从现阶段改造情况看,由于《意见》的要求相对宏观,存在企业对《意见》中提到的有组织排放技术路线、无组织控制措施、清洁运输以及监测监控等内容理解不到位的问题,导致部分企业改造情况与《意见》和《通知》要求存在一定差距,治理设施的减排效果难达预期。通过总结现有钢铁企业超低排放改造实践经验,我们组织编制了本《指南》,为钢铁企业实现超低排放改造技术提供路线选择、工程设计施工、设施运行管理等方面的参考。《指南》是对《意见》《通知》的技术支撑,不存在对《意见》《通知》加严或者降低的情况。


《指南》中提出了很多方面的技术要求,是否意味着钢铁企业必须按照要求强制执行或者说必须选择文件中的改造技术路线?

答:《指南》是自愿性技术指导文件,而非强制执行的标准,钢铁企业和地方管理部门可根据当地生态环境管理要求和企业实际情况参考选用。鼓励钢铁企业、环保企业和科研机构开展技术研发,应用新技术、新工艺和新装备实现超低排放。《指南》中提及的工艺、技术以及相关参数均来自于现有钢铁企业超低排放改造工程实际成功运行的案例。通过一些稳定运行案例的经验总结,为企业开展超低排放改造提供参考。鉴于钢铁行业超低排放实施时间不长,连续稳定运行案例数量有限,本指南将根据技术应用进展及时修订。


《指南》中为何要强调“源头减排”相关要求?

答:源头减排可大大减少末端治理的难度,提高治理设施的稳定性,避免单纯采用末端治理技术可能带来治理设施一次投资多、占地面积大、污染物减排效果不理想等问题。因此,本指南针对烧结球团、焦化以及有燃烧过程的重点排污环节,提出了源头减排的相关技术和指标参考。例如“源头减排”中提出“鼓励企业结合自身实际,配套烧结机头烟气循环系统”,该工艺可以从源头减少烧结机废气的产生量,同时可以减少后续末端治理设施的投资和运行成本。


《指南》对于高炉煤气精脱硫是怎么考虑的?

答:钢铁企业煤气用户数量众多,高炉热风炉、轧钢热处理炉、自备电厂、燃气锅炉等环节采用烟气脱硫末端治理,达到超低排放限值难度不大,但是会产生许多环境管理的隐患,也不符合钢铁产业结构调整的发展方向。《意见》中明确提出高炉煤气应实施精脱硫,实现源头控制。目前,高炉煤气脱除有机硫的技术尚未成熟,由于高炉煤气中的硫主要来自于焦炭和喷吹煤,现阶段企业可以通过使用干熄焦焦炭,控制焦炭和喷吹煤中的含硫率,同时配套高炉煤气脱除硫化氢的装置,实现源头控制。《指南》鼓励高炉煤气有机硫脱除技术的研发和工程应用,待技术成熟后,本指南将修订相关内容。


《指南》中为何对“设计和施工单位能力”提出要求?

答:超低排放工程的运行效果,与设计和施工单位的能力密切相关。特别是对于烧结机机头、球团焙烧、焦炉、电炉、自备电厂等除尘、脱硫、脱硝重点烟气治理工程,选择设计和施工资质齐全、管理规范、稳定运行业绩较多的承担单位,更有利于保障项目的运行效果。因此提醒企业在招投标时,建议加大“设计和施工单位能力”相关因素的考察和比较。


为什么提出烧结机机头等主要污染源废气治理设施配套分布式控制系统(DCS)?

答:

一是《意见》中明确规定了烧结机机头、烧结机机尾、球团焙烧、焦炉烟囱、装煤地面站、推焦地面站、干熄焦地面站、高炉矿槽、高炉出铁场、铁水预处理、转炉二次烟气、电炉烟气、石灰窑、白云石窑、燃用发生炉煤气的轧钢热处理炉、自备电厂等排气筒均应安装烟气排放连续监测系统(CEMS)和分布式控制系统(DCS)。

二是钢铁企业现有废气治理设施控制系统以PLC为主,在功能上无法实现在线监测数据、环保治理设备运行参数、生产负荷和设备启停的主要生产工艺参数的集中储存、查询和管理,不利于企业提升环保管理水平,实现自证清白。


《指南》为何提出要建立“无组织排放源清单”以及“无组织排放监控体系”?

答:目前钢铁企业无组织排放整体上存在点位多、排放源隐蔽、阵发性强、排放方式多样、排放总量大的特征,再加上部分钢铁企业环保管理人力和能力不足,导致钢铁企业无组织排放治理往往存在底数不清、情况不明的问题,急需通过建立“无组织排放源清单”以及“无组织排放监控体系”,准确、及时、全面地反映全厂无组织排放治理情况,彻底解决钢铁企业无组织治理设施“有没有”“用没用”以及“用得好不好”的问题,实现自证清白。同时,由于钢铁企业无组织排放难以采用常规环境管理方式实现有效控制,《指南》鼓励采用物联网、大数据、机器学习等科技手段,实现对无组织排放的智能化自动管控和治理,在确保无组织排放治理效果的同时,降低环保成本。


为何厂内长期倒运车辆和非道路移动机械要安装“车载诊断系统(OBD)远程在线监控系统和机械环保电子标签”?

答:厂外运输车辆的排放信息及日常运输作业均已接受地方交通、环保等部门的日常检查及管理,而现阶段钢铁企业厂内运输车辆和非道路移动机械保有量大、操作频繁、排放总量较大,且往往缺少有效监管,因此为加强其排放管理,按照《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》的要求,提出车载诊断系统(OBD)远程在线监控系统和机械环保电子标签的相关要求。


为何提出钢铁企业应“设立独立的环保部门”?

答:目前部分钢铁企业仅设立“能源环保部”或“安全环保部”,并未建立独立的环保部门,导致各级各部门环保管理职责不明确,日常具体环保管理工作、污染治理设施运营监管要求无法细化到岗到人,而钢铁企业的环境管理水平和污染治理设施运营人员的专业技术水平,往往对超低排放治理设施的长期稳定运行起着决定性的作用,因此《指南》通过提出“设立独立的环保部门”,指导企业完善环境保护管理体系、建立环境保护责任制,不断夯实环境保护管理基础。


附件:《钢铁企业超低排放改造技术指南》

一、编制目的

为帮助企业达到《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》)的相关要求,提供超低排放改造技术路线选择、工程设计施工、设施运行管理方面的参考,中国环境保护产业协会冶金环保专业委员会组织相关钢铁企业、环保企业和研究机构,在总结现有钢铁企业超低排放改造实践经验的基础上编制了本指南。

本指南中提及的工艺、技术以及相关参数均来自于现有钢铁企业超低排放工程案例,指南将根据技术应用的进展及时修订。

本指南是自愿性技术指导文件,钢铁企业可根据当地生态环境管理要求和实际情况,在实施超低排放改造时参考使用。鼓励钢铁企业、环保企业和科研机构加强技术研发,应用新技术、新工艺和新装备,实现超低排放。

二、源头减排

(一)总体要求
加强源头控制,采用低硫煤、低硫矿等清洁原、燃料,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。

(二)烧结/球团工序
1.强化烧结机机头、机尾密封板、台车滑道、润滑系统、风箱及卸灰阀等密封改造,将机头烟气中的含氧量控制在16%以内。
2.鼓励企业结合自身实际,配套烧结机头烟气循环系统。
3.烧结机环冷机采用上下水密封技术。
4.球团生产宜采用链蓖机回转窑、带式焙烧机等生产工艺。按国家规定不得掺烧硫含量大于3%的高硫石油焦作为燃料。

(三)焦化工序
1.焦炉装煤采用高压氨水喷射技术、导烟技术、单孔炭化室压力调节技术等,以减少废气量。
2.焦炉加热采用废气循环技术,将焦炉燃烧废气回配至焦炉燃烧加热系统,减少NOx产生量。该技术分为炉内废气循环和外部烟气回配两种工艺,其中外部烟气回配适用于使用焦炉煤气加热的焦炉。
3.新建常规机焦炉采用分段(多段)加热技术,向焦炉燃烧室立火道分段供入煤气或空气,形成多点燃烧,在实现焦炉均匀加热的同时,降低燃烧强度,减少NOx产生量。
4.焦炉煤气净化系统冷鼓、粗苯、油库区各类贮槽等采用压力平衡技术,调节系统压力,利用管道将相关放散气引入煤气鼓风机前的煤气管道内,避免放散气外排;脱硫再生装置等排放的尾气,由于含有空气不宜引入煤气系统,应设置集气罩收集后送焦炉焚烧。
5.焦化熄焦采用干熄焦工艺。
6.焦炉煤气中硫含量应满足下游用户要求,可采用催化加氢、乙醇胺脱硫、分子筛干法吸附等工艺脱除焦炉煤气中的有机硫。

(四)其他涉SO2、NOx排放工序
高炉热风炉、轧钢热处理炉、石灰窑、白云石窑、自备电厂等宜采用SO2、NOx源头控制技术。
1.严格控制高炉入炉焦炭、喷吹煤含硫率。高炉宜使用干熄焦焦炭,焦炭含硫率宜低于0.6%,喷吹煤含硫率宜低于0.4%。
2.高炉煤气净化系统宜配套脱酸装置,净化后H2S浓度宜小于10mg/m3。
3.鼓励高炉煤气有机硫脱除技术的研发和工程应用。
4.鼓励采用分级燃烧、烟气循环燃烧、无焰燃烧等低氮燃烧技术。

三、有组织排放治理与监控

(一)设计及施工单位能力
实施超低排放改造的设计和施工单位应具备相关资质和工程业绩。对于烧结机机头、球团焙烧、焦炉、电炉、自备电厂等重点废气治理工程,宜优先选择稳定运行业绩较多的承担单位。

(二)技术路线
按照《意见》和《排污许可证申请与核发技术规范 钢铁行业》(HJ846-2017)要求,对全厂相应有组织排放源进行全面排查,建立有组织排放源清单,明确治理技术路线和监控措施,清单格式和内容可参考附表1。

1.烧结机机头(球团焙烧)烟气、焦炉烟囱废气

(1)烧结机头(球团焙烧)烟气进入脱硫设施前宜配置不少于四电场的配备高频电源或脉冲电源的电除尘器,电场风速宜小于0.75m/s、比集尘面积不宜低于115m2/m3/s。
(2)脱硫可采用石灰石/石灰-石膏等湿法脱硫工艺,循环流化床、旋转喷雾、密相干塔等半干法脱硫工艺,活性炭(焦)干法脱硫工艺;焦炉烟囱烟气还可采用小苏打喷射干法脱硫技术。
(3)脱硝可采用设置独立脱硝段的活性炭(焦)工艺或选择性催化还原(SCR)工艺。
(4)湿法脱硫设施需配备湿式电除尘器;半干法脱硫设施需配备高效袋式除尘器;活性炭脱硫脱硝设施后如颗粒物不能满足要求的,需配备高效袋式除尘器。

2.烧结机机尾、烧结筛分、球团焙烧设备机尾、焦炉(装煤、推焦、干熄焦、筛焦)、高炉出铁场、高炉矿槽、转炉(二次烟气、三次烟气)、电炉、混铁炉、铁水预处理、精炼炉、石灰窑、白云石窑等含尘废气
(1)宜采用高效节能袋式除尘技术,依据具体工况条件和要求确定滤袋的形式和滤料材质。
(2)鼓励采用预荷电袋滤器技术、折叠滤筒除尘技术。
(3)由于场地受限,导致采用普通圆袋过滤风速无法达到0.8m/min时,宜采用折叠滤筒等除尘技术。
(4)鼓励使用聚四氟乙烯微孔覆膜滤料、超细纤维面层梯度滤料、金属间化合物多孔(膜)材料等新型滤材。
(5)废气中含磨琢性较强的粉尘时,如烧结矿筛分废气,宜采用超细纤维面层针刺/水刺滤料,不宜使用覆膜滤料。

3.电炉烟气
电炉烟气应采用炉内排烟+密闭罩+屋顶罩的捕集方式;炉内排烟应采用烟气急冷+高效袋式除尘技术。

4.含湿废气
烧结混料环节若单独排放,可采用高效湿式除尘器;轧钢(棒、线材除外)车间精轧机宜采用塑烧板除尘;钢渣热闷废气宜采用高效湿式除尘器。

(三)主要技术参数参考值
1.湿式电除尘器:j烟气温度60℃以下;k电场风速不宜大于2m/s;l宜选用金属材质。

2.高效袋式除尘器:j过滤风速宜小于0.8m/min;k除尘器阻力宜小于1200Pa;l漏风率小于2%;m除尘器进口应设置气流分布均流装置。

3.滤筒除尘器:j全过滤风速小于0.7m/min;k绑带间距差异宜小于0.5mm;l根据入口粉尘浓度以及粉尘特性,滤筒折数宜小于46;m除尘器进口应设置气流分布均流装置。

4.石灰石/石灰-石膏湿法脱硫:j脱硫塔入口粉尘浓度宜小于50mg/m3;k其他相关技术要求满足《石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范》(HJ179-2018)要求 。

5.烟气循环流化床半干法脱硫:j除尘器滤料可采用耐温耐腐蚀的超细纤维面层梯度滤料、复合滤料等;k除尘器阻力宜小于2000Pa;l其他相关技术要求满足《烟气循环流化床法烟气脱硫工程通用技术规范》(HJ178-2018)要求。

6.活性炭(焦)脱硫脱硝一体化设施:j脱硫段烟气停留时间不小于6s;k脱硝段烟气停留时间不小于7.5s;l活性炭性能指标及检测方法满足《煤质颗粒活性炭试验方法》(GB/T 7702)、《脱硫脱硝用煤质颗粒活性炭试验方法》(GB/T 30202)、《烟气集成净化专用碳基产品》(GB/T 35254)要求。

7.选择性催化还原(SCR)脱硝:j氨氮摩尔比小于1;k催化剂层数不少于2层;l反应温度小于230℃时,催化剂空速小于3800h-1;m反应温度280℃左右时,催化剂空速小于4500h-1。

(四)固定源监测监控
1.烧结机机头、烧结机机尾、球团焙烧、焦炉烟囱、装煤地面站、推焦地面站、干熄焦地面站、高炉矿槽、高炉出铁场、铁水预处理、转炉二次烟气、电炉烟气、石灰窑、白云石窑、燃用发生炉煤气的轧钢热处理炉、自备电厂等排气筒均需安装烟气排放连续监测系统(CEMS),相关废气治理设施配套分布式控制系统(DCS)。

2.烟气排放口CEMS安装、调试程序、日常运维满足《固定污染源监测质量保证与质量控制规范(试行)(HJ/T 373-2007)》《固定源废气监测技术规范》 (HJ 397-2007)、《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ 75-2017)和《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求和检测方法》(HJ 76-2017)相关规定要求。建立CEMS运行质控手册,做好CEMS运行质控记录,确保CEMS稳定运行。

3.废气治理设施DCS应记录企业环保设施运行状况及相关生产过程主要参数。将各除尘/脱硫/脱硝设施所有运行参数、CEMS在线监测数据、以及反映生产负荷和设备启停的主要生产工艺参数集中管理,并具备保存一年以上历史数据的能力,任意参数曲线能够组合至同一个界面中查看。

4.鼓励采用成熟可靠的智能化技术和产品,结合工业互联网、大数据及云技术等现代信息技术,逐步实现工业烟气净化系统运行维护的智能化监管,提高钢铁企业烟气治理系统智能化、网络化运维管理水平。

四、无组织排放治理与监控

(一)总体思路
钢铁企业无组织排放源数量多、分布广、阵发性强,污染扩散相互影响和干扰,且与生产过程关系紧密,因此无组织排放治理要采取源头治理、过程控制和系统管控的综合控制措施。

1.源头减排。排查梳理无组织排放源,优化生产工艺流程、设备和作业方式,减少无组织排放源的数量和排放强度。

2.过程控制。应对生产过程的无组织污染行为和治理过程实时记录和精细化管控

3.系统管理。应采取全厂系统治理,结合全厂颗粒物监测网络,建设系统化管理平台,实现无组织排放的“有组织化”集中管控。

(二)建立无组织排放源清单
应按照《意见》要求,对全厂无组织排放源进行全面排查,按照生产工艺过程、物料密闭储存、物料密闭输送、物料封闭储存、物料封闭运输五个方面分别建立全覆盖的无组织排放源清单。无组织排放源清单至少每年更新一次。附表2-附表5为无组织排放源清单示例,可作为企业建立无组织清单的参考。

1.生产工艺过程源清单。以生产工序、车间进行分类,并明确对应生产工艺环节各无组织排放源的治理设施和监控设施,注明治理设施主要性能参数和监控设施安装位置。

2.物料密闭储存和密闭输送源清单。按照物料种类进行分类,明确各储存和输送设施的工艺参数。

3.物料封闭储存源清单。各封闭储存设施分别建立清单,明确储存面积、封闭方式、存放物料种类、堆取料作业方式、治理和监控设施、主要出入口数量及配套车辆清洗装置情况等。

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