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推進超低排放改造 夯實鋼鐵高質量發展基礎

門窗2019-06-05 來源:中國冶金報

  李新創

  同一片藍天下,全世界同呼吸、共命運。作為2019年世界環境日主辦國,我國將今年環境日世界主題確定為“藍天保衛戰,我是行動者”。今年,藍天保衛戰進入攻堅階段,鋼鐵行業深度治理成為大氣污染防治的重點。4月份,《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(以下簡稱《意見》)正式出臺,推動中國鋼鐵行業掀起一場綠色革命,將夯實鋼鐵高質量發展的基礎。環境治理,道阻且長,行則將至。在超低排放改造的道路上,鋼鐵行業已經先行一步,并將繼續努力前行……

  深刻領會超低排放改造的意義

  “十一五”以來,鋼鐵行業全面開展燒結機煙氣脫硫、原料場封閉、除塵器改造等工作,噸鋼有組織顆粒物、噸鋼二氧化硫排放量分別下降了60%、70%以上,大氣污染治理取得了積極進展,但氮氧化物未采取措施、治理水平低、無組織排放嚴重、重點區域排放總量大等問題未得到根本解決,嚴重制約了我國鋼鐵行業的健康發展。

  黨的十九大提出了“中國特色社會主義進入新時代,我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”的新論斷。隨著社會主要矛盾的轉變,中國鋼鐵產業也從數量時期向高質量時期邁進。雖然近年來中國鋼鐵產業取得了巨大進步,已成為中國最具全球競爭力的產業之一,但是與高質量發展的要求仍存在一定的差距。

  第一,“劣幣驅逐良幣”問題突出。雖然通過持續不斷開展化解過剩產能、打擊“地條鋼”等工作,我國鋼鐵產能嚴重過剩問題得到明顯緩解,但在需求活躍的背景下,技術進步帶來的增產效應、“僵尸企業”產能盤活等因素在客觀上增加了產量。進入工業化中后期,中國鋼材消費將呈現數量下降和品質提升的趨勢,防范化解鋼鐵產能過剩的壓力依然很大。中國鋼鐵企業發展參差不齊,環保不過關的產能仍然為數不少。部分企業的環保理念導向存在偏差,使用低質低價治理技術設施,企業環保管理存在不足,一些鋼鐵企業環保投入和運行成本不到先進鋼鐵企業的一半,不利于建設公平競爭的市場環境,將給中國鋼鐵產業高質量發展帶來巨大的風險。

  第二,我國鋼鐵產能布局與區域環境承載力的矛盾突出。京津冀及周邊地區是我國鋼鐵產能最密集的區域,粗鋼、焦炭產能分別占全國產能的45%、56%,其中河北省粗鋼、焦炭產能分別約占全國產能的24%、18%。去年,河北省鋼產量高達2.37億噸,是世界第二大產鋼國的2倍以上。同時,京津冀及周邊地區也是我國大氣污染最嚴重的地區,多個城市環境空氣質量長期排名倒數,區域環境承載力和鋼鐵產能布局的矛盾十分突出。華東地區的江蘇省是我國第二產鋼大省。去年,江蘇省鋼產量高達1.04億噸,相當于世界第二大產鋼國的鋼產量。徐州、常州等市也多次出現在空氣質量排名倒數名單中。

  第三,工藝結構性問題嚴重。目前,我國鋼鐵產能巨大,且長流程比重過大,電爐鋼產能占比不足10%;部分長流程鋼鐵企業工序不完整、不協調,獨立焦化企業數量過多,“2+26”城市獨立焦化企業焦爐數量占比超過85%;獨立軋鋼企業數量較多,在“2+26”城市分布著數百家獨立軋鋼企業,無法達到鋼鐵制造物質流、能量流統籌優化的最佳效果。

  當前,全面深化改革將發揮市場在資源配置中的決定性作用,單純依靠行政命令解決高質量發展短板問題的路必將越來越窄。優美的生態環境是寶貴的稀缺資源。通過全面實施超低排放改造建立公平的市場化環保調節機制,倒逼鋼鐵企業強化綠色發展,倒逼鋼鐵產能向環境承載力更強的區域布局,倒逼資源結構、能源結構、產業結構、運輸結構向更清潔、更高效的方向調整,將是一條必由之路。

  正確理解超低排放改造的本質要求

  總的來講,超低排放改造的本質要求是“四全”:全方位、全周期、全過程、全覆蓋。

  其一,全流程、全方位滿足要求才是鋼鐵行業的超低排放。相當多的鋼鐵企業和地方環保管理部門認為,鋼鐵行業的超低排放與燃煤電廠一樣,就是實施脫硫脫硝,就是燒結機頭煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物濃度分別達到10毫克/立方米、35毫克/立方米、50毫克/立方米。其實,鋼鐵工業是流程工業,生產工藝環節眾多,因此,鋼鐵行業超低排放與燃煤電廠超低排放最本質的區別就是鋼鐵所有生產環節必須全方位滿足超低排放的要求。

  鋼鐵行業對環境的影響主要包括3個部分:有組織排放、無組織排放和運輸環節排放。受關注度最高的燒結機頭排放的污染物僅占有組織排放的60%,也就是說燒結機頭達到了超低排放限值要求,不能代表有組織排放實現超低排放,更不能代表全面實現超低排放。特別是鋼鐵企業無組織排放的顆粒物占排放總量的50%以上,汽車運輸過程的排放達到鋼鐵企業自身排放的20%以上。因此,鋼鐵企業實施超低排放改造,既要實施有組織排放改造,也要注重無組織排放治理和運輸方式的清潔化改造。

  其二,《意見》不是限期達標的強制排放標準,必須從全周期角度綜合考量減排效益。許多人把《意見》看作是國家出臺的限期治理的強制排放標準,這會形成一種只要達標就好的應付情緒和“終點”思維。這種情緒和思維也是導致近年來鋼鐵行業環保設施“年年改、年年拆”的重要原因。而《意見》作為促進鋼鐵行業高質量發展的重要文件,體現的是鼓勵企業創先爭優的導向,不強制要求企業必須限期達到超低排放要求,而是通過差別化政策進行引導,不排不限、少排少限、多排多限。“到2025年重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成”的目標充分體現了時間服從質量的核心思想。

  《意見》提出的超低排放具體指標要求,可以看作是鋼鐵企業高質量發展的“起點”。在此基礎上,企業還可以根據自身條件,采用《意見》中鼓勵實施的技術以及《意見》中沒有提到的先進技術實施改造,以實現更高質量的超低排放。

  其三,超低排放必須重視全過程高水平實施。一些企業認為,實施超低排放改造只要排放數據滿足要求,中間過程是如何實施的不需要過多考慮。這種想法往往會導致最后超低排放改造不能取得預期的效果。因此,《意見》不但提出了具體的限值要求,還對超低排放改造的技術路徑進行了明確;不但提出了脫硫脫硝除塵等末端治理技術,還提出了燒結機頭煙氣循環、煤氣精脫硫等源頭控制措施,避免企業再走彎路。

  其四,超低排放要求鋼鐵企業環境管理做到全覆蓋。許多鋼鐵企業認為,超低排放就是建設改造工程并通過管理部門的驗收,對日常的環境管理重視程度不夠,但環境管理能力建設恰恰是鋼鐵企業實施超低排放改造面臨的重大挑戰。《意見》明確,鋼鐵企業超低排放改造工程由企業自主驗收,但是,管理部門對超低排放的企業要建立管理臺賬,實施動態管理,開展“雙隨機”檢查,對不能穩定達到超低排放指標要求的,將視情節取消相關優惠政策,加大錯峰生產力度。這就對鋼鐵企業的環保管理水平提出了更高的要求,要求企業在高質量完成超低排放改造的基礎上,補充環保管理人員,加強專業技能培訓,規范日常運行管理臺賬,確保穩定達到超低排放指標要求。

  超低排放推動治理技術全新變革

  超低排放推動了全球鋼鐵行業大氣污染治理技術的全新變革。近年來,在鋼鐵企業、科研院所、環保公司共同的努力下,我們攻克了一個又一個鋼鐵行業煙氣治理的難題,超低排放技術及工程應用取得了重大突破。

  活性炭工藝在多污染物協同去除方面具有獨特的優勢,但脫硝效率不高的問題一直無法有效解決。河鋼集團邯鋼在引進國外活性炭治理技術的基礎上,消化吸收開發的逆流活性炭燒結煙氣凈化關鍵技術及裝備,NOx脫除率≥85%,SO2脫除率≥99.5%,達到國際領先水平。我國鋼鐵設計院自主開發的活性炭法煙氣多污染物協同高效凈化關鍵技術與裝備也在寶鋼、安鋼等企業得以應用。

  SCR(選擇性催化還原技術)脫硝工藝在燃煤電廠超低排放改造中發揮了巨大作用,但燒結機煙氣溫度低,制約了該工藝在鋼鐵行業的應用。國內設計院和環保公司將旋轉式GGH(煙氣換熱器)和SCR工藝相結合,成功實現了SCR工藝在燒結煙氣脫硝中的工程化應用,NOx脫除率≥90%。

  無組織排放是鋼鐵行業實現超低排放的難點。冶金工業規劃研究院、清華大學、環保公司開發了基于排放源清單的鋼鐵企業無組織排放智能集中管控系統,開創性地實現了數百個15米以下低空無組織排放源的有組織管控。

  除此之外,高爐煤氣精脫硫、焦爐爐體加罩等開創性環保技術的攻關和應用也正在穩步推進。隨著鋼鐵超低排放的全面實施,我國必將引領全球鋼鐵工業大氣污染治理方向,建成世界上最清潔的鋼鐵產品供應體系。

  鋼鐵企業實施超低排放改造的重點

  其一,有組織排放。除塵、脫硫、脫硝等有組織排放技術路線最關鍵的是燒結機頭煙氣的除塵、脫硫和脫硝治理。從目前已投運設施運行情況來看,河鋼集團邯鋼、首鋼遷鋼等以活性炭工藝為主的治理設施,以及日照鋼鐵、裕華鋼鐵、中天鋼鐵等以SCR工藝為主的治理設施均能穩定達到超低排放限值要求。但是,有的企業認為在濕法脫硫設施后有濕式靜電除塵器,半干法脫硫設施后有袋式除塵器,就忽視了前端電除塵。首先,燒結機頭煙氣顆粒物中含有大量重金屬、二噁英等有毒有害成分,前端電除塵運行效果差,將導致這些有毒有害成分進入后端的脫硫副產物中;其次,除塵效果不好,會影響后續脫硫脫硝設施的穩定運行。因此,鋼鐵燒結機頭超低排放還必須采用高效四電場、高頻電源以及其他措施,提高除塵效果。

  其二,無組織排放。鋼鐵企業裝卸、堆取料、篩分、混勻配料、轉運、生產、道路運輸等環節均會產生大量無組織排放,通常企業內部會有數百個無組織塵源點,且無組織排放強度受生產工藝和原料成分影響波動較大,不同的排放源之間還互相影響,治理設施缺乏有效的運行維護,基本等同擺設,再加上管理部門對無組織排放缺乏有效的監管手段,導致無組織排放治理成為鋼鐵企業超低排放改造的難點。

  《意見》對物料儲存、物料運輸和生產工藝過程中的無組織排放治理做出了明確要求,并要求在廠區內主要產塵點周邊和道路附近建設空氣質量微站對無組織粉塵進行監控。普陽鋼鐵、裕華鋼鐵等更是率先建設了無組織排放智能管控治系統,通過大數據、機器視覺、源解析、擴散模擬、污染源清單、智能反饋等技術,開展全廠無組織塵源點的清單化管理,將治理設施與生產設施、監測數據聯動,對無組織治理設施的工作狀態和運行效果進行實時跟蹤,實現由無組織治理向有組織治理轉變。

  其三,運輸方式。《意見》提出了鋼鐵企業大宗物料運輸方式清潔化改造,采用鐵路、水路、管道或管狀帶式輸送機等清潔運輸方式,不具備條件的企業可全部采用新能源汽車或達到國六排放標準的汽車(2021年底前可采用國五排放標準的汽車)。對于沿海、沿江等具備水路條件的企業,采用水路運輸必然是第一選擇。其他企業應盡量加快鐵路專用線的建設,提高鐵路運輸比例。距離水運碼頭或鐵路站臺較遠的企業,可以利用管狀帶式輸送機轉運大宗物料,如太原鋼鐵運輸東山的石灰礦、常熟龍騰特鋼將鐵精礦從碼頭運至廠區、柳州鋼鐵運輸水渣等。

  對鋼鐵企業做好超低排放改造的建議

  第一,企業實施超低排放改造要充分評估,科學規劃,穩步推進。

  首先,作為實施主體,鋼鐵企業應根據自身的基礎條件,分析自身與超低排放改造要求的差距,測算資金投入,評估實施超低排放改造的必要性。初步測算,一個國內環保水平先進的500萬噸鋼鐵企業完成超低排放改造的一次性建設投資約為20億元,環保運行成本將達到250元/噸鋼以上;環保水平低的鋼鐵企業相應的投資將大幅增加。同時,位于重點區域的鋼鐵企業,還有必要對照本區域內其他鋼鐵企業的環保水平,評估自身的環保競爭力和改造保留的可行性,綜合進行決策是實施改造還是就地關停、域外搬遷。

  其次,應科學制訂超低排放改造實施規劃,因地制宜選擇技術路線,加強技術交流和案例考察。特別是要充分學習標桿企業的改造經驗,不盲目上馬,穩步推進,做到成熟一個實施一個。在實施過程中,要加大環保投入,加強工程的過程管控,堅決杜絕“豆腐渣工程”。

  最后,要強化企業環境管理能力建設,補充具有專業知識的環保技術人才,運用現代化、信息化、智能化的手段實施環境管理。專業人才缺乏的企業,可以通過聘請環保管家和經驗豐富的第三方獨立機構,進行專業運營管理,確保超低排放工程的穩定運行。

  第二,地方管理部門要科學引導。

  首先,地方管理部門要結合當地實際,制訂本地鋼鐵行業超低排放改造計劃;制訂有利于有序推動本地鋼鐵企業實施超低排放改造的差異化政策,鼓勵企業高質量實施改造。

  其次,地方管理部門要強化對超低排放企業的監督管理,嚴肅查處不能穩定達到超低排放指標要求的情況,并向社會通報,營造公平競爭、健康有序的發展環境。

  最后,地方管理部門要樹立當地超低排放標桿示范企業,組織轄區內的企業向標桿企業學習,鼓勵企業創先爭優。

  (作者系冶金工業規劃研究院黨委書記、院長)

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