1 調(diào)研背景和目的

2018年5月，生態(tài)環(huán)境部辦公廳印發(fā)了環(huán)辦大氣函[2018]242號(hào)，關(guān)于征求《鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作方案(征求意見(jiàn)稿)》意見(jiàn)的函(以下簡(jiǎn)稱征求意見(jiàn))。該方案對(duì)于鋼鐵行業(yè)大氣污染物達(dá)到超低排放提出了明確的時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求。方案中提出，“新建(含搬遷)鋼鐵項(xiàng)目要全部達(dá)到超低排放水平。到2020年10月底前，京津冀及周邊、長(zhǎng)三角、汾渭平原等大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域具備改造條件的鋼鐵企業(yè)基本完成超低排放改造;2022年底前，珠三角、成渝、遼寧中部、武漢及其周邊、長(zhǎng)株潭、烏昌等區(qū)域基本完成;2025年底前，全國(guó)具備改造條件的鋼鐵企業(yè)力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放”。方案中同時(shí)規(guī)定，排放的燒結(jié)煙氣中塵質(zhì)量濃度需低于10mg/m3，二氧化硫質(zhì)量濃度低于35 mg/m3，氮氧化物質(zhì)量濃度低于50mg/m3;排放的焦?fàn)t煙氣中塵質(zhì)量濃度需低于10mg/m3，二氧化硫質(zhì)量濃度低于30mg/m3，氮氧化物質(zhì)量濃度低于150mg/m3。

征求意見(jiàn)中的超低排放對(duì)國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的大氣污染治理提出了前所未有的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，更有部分地區(qū)已經(jīng)將該征求意見(jiàn)直接變?yōu)榈胤椒ㄒ?guī)，要求實(shí)現(xiàn)日期比國(guó)家規(guī)定時(shí)限更加提前。面對(duì)這樣的局面，各企業(yè)對(duì)超低排放改造工作實(shí)施，紛紛作出了不同程度地響應(yīng)。但在改造工作具體實(shí)施過(guò)程中，也面臨著種種技術(shù)上的困擾和疑慮。針對(duì)這種情況，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)協(xié)同中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、全國(guó)工商聯(lián)冶金商會(huì)共同開(kāi)展了此次全國(guó)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)、焦化煙氣超低排放情況的實(shí)地調(diào)研，走訪了12家國(guó)內(nèi)相關(guān)工作開(kāi)展較早的企業(yè)，以求摸清行業(yè)內(nèi)各種不同技術(shù)路線的應(yīng)用情況和實(shí)際達(dá)到的排放等。

學(xué)會(huì)希望通過(guò)此次調(diào)研的結(jié)果，對(duì)當(dāng)前煙氣治理超低排放的主流技術(shù)進(jìn)行一次全面、客觀的評(píng)價(jià)，期望調(diào)研的結(jié)果和評(píng)價(jià)能夠?qū)罄m(xù)開(kāi)展此項(xiàng)工作的企業(yè)有積極的參考價(jià)值，希望企業(yè)能夠在充分了解不同技術(shù)路線的特點(diǎn)后，結(jié)合企業(yè)自身情況開(kāi)展后續(xù)的超低排放改造工作。同時(shí)，學(xué)會(huì)也希望此次調(diào)研能夠給各級(jí)政府部門(mén)、環(huán)保部門(mén)等相關(guān)單位帶來(lái)有參考意義的、有價(jià)值的意見(jiàn)和建議。

2 參加調(diào)研人員和行程

組織、參與調(diào)研的人員見(jiàn)表1。本次調(diào)研分為3個(gè)階段，共調(diào)研12家企業(yè)：第1階段為2018年7月9—12日，主要有寶武系統(tǒng)相關(guān)公司;第2階段為2018年7月17—20日，主要有安陽(yáng)鋼鐵、邯鄲鋼鐵、首鋼京唐等;第3階段為2018年7月26—27日，主要有太原鋼鐵和美錦鋼鐵。具體行程見(jiàn)表2。

3 調(diào)研內(nèi)容總結(jié)

此次調(diào)研共走訪12家企業(yè)，所選企業(yè)絕大多數(shù)是在大氣治理超低排放方面超前行動(dòng)的單位，所采用技術(shù)都具有一定的典型代表性，并取得了一定成效。這些企業(yè)大都投入較大的人力、財(cái)力，努力推進(jìn)大氣污染防治工作，有的在很多方面大膽嘗試新的技術(shù)，積極探索大氣治理新途徑，開(kāi)創(chuàng)了行業(yè)內(nèi)的先河，取得了良好的實(shí)際效果，為行業(yè)煙氣治理提供了具有參考意義的樣本。這些企業(yè)往往也展現(xiàn)出超前的眼光，在征求意見(jiàn)提出要求前已經(jīng)提前布局、規(guī)劃，甚至實(shí)施。所取得的這些成績(jī)都是值得肯定的。

3.1 燒結(jié)煙氣治理

燒結(jié)煙氣超低排放治理方面主要有3種不同的技術(shù)方案：活性焦法、SCR法和氧化法。

(1)活性焦法。在與技術(shù)提供方和使用方的溝通交流中，活性焦法受到大多數(shù)大型鋼鐵企業(yè)的推崇。其優(yōu)點(diǎn)主要有：1)該方法能夠達(dá)到多污染物(如SO2、NOx、二噁英和重金屬等)協(xié)同治理的效果;2)活性焦法不產(chǎn)生固體廢棄物，省去企業(yè)固體廢棄物處理負(fù)擔(dān);3)該方法可以將污染物資源化利用，有利于清潔生產(chǎn)，如SO2制酸加以利用;4)活性焦法屬于全干法工藝，無(wú)拖煙現(xiàn)象，視覺(jué)效果好?；钚越狗ǖ娜秉c(diǎn)主要有：1)活性焦法因燒結(jié)煙氣溫度等因素，在運(yùn)行操作上，管理不到位時(shí)存在一定的安全隱患;2)在脫硝效率、顆粒物排放方面長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)尚需進(jìn)一步優(yōu)化;3)活性焦法解析制酸時(shí)存在廢水處理及酸的利用等問(wèn)題;4)隨著活性焦市場(chǎng)需求的增加，其供應(yīng)、產(chǎn)品質(zhì)量、自身生產(chǎn)環(huán)保等應(yīng)引起高度重視。

(2)SCR法。SCR法脫硝工藝對(duì)以上脫硫設(shè)施的改造等具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)增加催化劑數(shù)量、提高反應(yīng)溫度、增加濕式電除塵等措施，以SCR為核心結(jié)合其他各種脫硫技術(shù)的脫硫脫硝工藝能夠達(dá)到超低排放的要求，需要指出的是，該技術(shù)工藝存在的不足主要有：1)不可避免產(chǎn)生固體廢棄物，大量的固體廢棄物對(duì)有些地區(qū)而言存在無(wú)法消納處理的情況;2)SCR法使用的催化劑在使用壽命到期后，大多屬于危廢，屆時(shí)存在回收處理難度;3)催化劑催化效果對(duì)煙氣溫度有一定的要求，在低溫催化劑不太成熟的情況下，需對(duì)煙氣進(jìn)行升溫處理從而增加能耗;4)SCR法工藝對(duì)煙氣其他污染物(如二噁英、重金屬等)處理效果尚待驗(yàn)證。

(3)氧化法。本次調(diào)研還實(shí)地查看了多種氧化法的裝置設(shè)施，總體來(lái)看，臭氧結(jié)合其他脫硫的工藝設(shè)施，一次性投資、運(yùn)行成本較低，工期快，受到要求時(shí)間緊迫等地區(qū)的青睞。但該方法的缺點(diǎn)主要有：1)脫硝效率普遍相對(duì)較低，基本在50%左右，對(duì)進(jìn)口煙氣硝含量有一定要求;2)在生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程中，尤其是配置濕法脫硫時(shí)容易產(chǎn)生煙羽拖尾現(xiàn)象(排放煙氣中略帶黃色);3)該方法同樣產(chǎn)生大量的脫硫脫硝固體廢棄物，成為大多數(shù)企業(yè)不好處理的問(wèn)題;4)氧化法工藝對(duì)煙氣其他污染物(如二噁英、重金屬等)處理效果尚待驗(yàn)證。

3.2 焦化煙氣治理

在焦?fàn)t煙氣治理超低排放方面，主要以SCR法和活性焦法為主。以SCR脫硝為核心的脫硫脫硝技術(shù)在使用數(shù)量方面占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額，同時(shí)也有使用活性焦法等其他方法的案例，從趨勢(shì)上看，采用活性焦法逐漸增多。但從此次調(diào)研得到的數(shù)據(jù)來(lái)看，無(wú)論哪種方案，通過(guò)調(diào)整相關(guān)運(yùn)行參數(shù)等均可達(dá)到超低排放中二氧化硫質(zhì)量濃度低于35mg/m3、氮氧化物質(zhì)量濃度低于50mg/m3 的要求，但運(yùn)行穩(wěn)定性尚無(wú)法保證，其優(yōu)缺點(diǎn)與采用同類(lèi)技術(shù)的燒結(jié)煙氣治理類(lèi)似，不再贅述。

4 對(duì)下步工作的建議

通過(guò)此次調(diào)研發(fā)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)、焦化煙氣治理超低排放技術(shù)設(shè)施投入時(shí)間尚短，對(duì)于企業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中逐漸顯現(xiàn)出的一些不足，企業(yè)與技術(shù)提供方都在共同積極努力，不斷優(yōu)化改進(jìn)，充分發(fā)揮治理效果。從此次實(shí)地調(diào)研得到的第一手資料、信息以及座談了解的情況和企業(yè)的反饋，調(diào)研組提出以下幾個(gè)方面的建議。

第一，對(duì)現(xiàn)有采用的技術(shù)治理效果持續(xù)跟進(jìn)，不斷觀察其情況。大氣治理超低排放征求意見(jiàn)剛剛提出不久，各企業(yè)采用的各種技術(shù)、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間還較短，各種技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)需要時(shí)間上的驗(yàn)證和不斷持續(xù)的跟進(jìn)追蹤，對(duì)各種技術(shù)治理煙氣的效果需深入持續(xù)了解其成熟性和可靠性等，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)。對(duì)典型企業(yè)、典型技術(shù)所達(dá)到的指標(biāo)，應(yīng)該持續(xù)不斷觀察，更長(zhǎng)時(shí)間地收集相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定是否能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定持續(xù)達(dá)標(biāo)排放。

第二，強(qiáng)化大氣治理超低排放技術(shù)基礎(chǔ)性研究和機(jī)理研究。大氣治理，尤其是超低排放的提出，對(duì)治理技術(shù)等提出了更高的要求，研究機(jī)構(gòu)、技術(shù)提供方、企業(yè)等多方更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)煙氣脫硫脫硝技術(shù)及其機(jī)理的基礎(chǔ)研究。鋼鐵工業(yè)燒結(jié)、焦化煙氣成分復(fù)雜，受工況、原燃料、操作制度、管理水平等多因素交叉影響，波動(dòng)較大，這些的確與火力發(fā)電行業(yè)是不同的。國(guó)內(nèi)針對(duì)這些方面的基礎(chǔ)研究、機(jī)理研究、工程開(kāi)發(fā)研究等工作尚不能滿足新需求。當(dāng)前，實(shí)際工程運(yùn)行過(guò)程中遇到很多瓶頸，或多或少都與最基礎(chǔ)的反應(yīng)機(jī)理、基礎(chǔ)性研究等方面相關(guān)。例如燒結(jié)煙氣、焦化煙氣NOx產(chǎn)生影響因素;如何提高活性焦本身的催化性能、高價(jià)態(tài)氮氧化物在復(fù)雜煙氣成分中被吸收的難易程度、影響活性焦強(qiáng)度因素等以及SCR催化劑壽命、中低溫催化劑;臭氧逃逸與煙氣污染治理等，都需進(jìn)一步深入研究。

第三，注重源頭治理，加強(qiáng)源頭治理技術(shù)的研究。煙氣治理途徑一般有源頭減量、過(guò)程控制和末端治理。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是燒結(jié)還是焦化煙氣的治理，采用源頭減量治理手段的企業(yè)，排放情況一般優(yōu)于未采用源頭減量治理的，且取得很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。尤其對(duì)于燒結(jié)煙氣治理，末端治理幾乎達(dá)到極限，采用源頭減量治理的方式(如煙氣循環(huán)、燃燒制度優(yōu)化、原料優(yōu)化、操作管理等)可有效緩解末端治理的壓力。對(duì)焦化工序，采用先進(jìn)的7.63m焦?fàn)t分段式燃燒的企業(yè)，大多數(shù)時(shí)間煙氣不經(jīng)處理已能夠達(dá)標(biāo)排放。再者，源頭治理的投資低于末端治理，且多是一次性投資，沒(méi)有額外新增運(yùn)營(yíng)費(fèi)用或者新增不多。建議對(duì)源頭治理技術(shù)研究應(yīng)用給予積極支持和鼓勵(lì)。

第四，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)跟進(jìn)、不斷優(yōu)化，補(bǔ)不足、挖潛力。建議技術(shù)提供方、科研院所針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，進(jìn)一步開(kāi)展工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，各方一起合作，解決實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的各種問(wèn)題和不足，提高煙氣協(xié)同治理的能力和水平。當(dāng)前最急迫需要解決的問(wèn)題有：一是活性焦的質(zhì)量，即如何提高脫硫脫硝效率，并降低消耗，特別是活性炭質(zhì)量的穩(wěn)定性;二是研發(fā)中低溫(不需加熱)的催化劑及危廢催化劑的回收利用;三是對(duì)氧化法的評(píng)價(jià)以及提高氧化法的脫硝效率;四是對(duì)脫硫脫硝產(chǎn)生的固體廢棄物、廢水等的無(wú)害化處理及其資源化利用。通過(guò)解決這些在實(shí)際應(yīng)用中暴露的不足，進(jìn)一步優(yōu)化工藝，調(diào)整裝備結(jié)構(gòu)，提高管理水平，不斷提高脫硫脫硝的效果。雖然每種技術(shù)都還存在這樣或那樣的不足，但這些問(wèn)題既是煙氣治理超低排放面臨的困境，也是技術(shù)轉(zhuǎn)化推廣上的巨大機(jī)遇。一旦實(shí)現(xiàn)突破，將收獲巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

第五，對(duì)新技術(shù)給予更多的關(guān)注和支持。任何一種成熟的技術(shù)，都必然經(jīng)歷過(guò)反復(fù)試驗(yàn)的階段。即便我們目前面臨較大的環(huán)保壓力，但也不應(yīng)該放棄對(duì)新技術(shù)的探索和支持。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，往往越是環(huán)保工作做得好的企業(yè)，越關(guān)注和支持新技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐，甚至主動(dòng)聯(lián)合設(shè)計(jì)院、院校開(kāi)展工作。

在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)邯鋼、安鋼采用的活性焦逆流方式脫硫脫硝技術(shù)，唐山德龍鋼鐵采用的氧化劑脫硝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中均取得了不錯(cuò)效果，只是投入時(shí)間較短，其最終效果需要進(jìn)一步驗(yàn)證。但這些新技術(shù)的引進(jìn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，提供了煙氣處理的新措施和新思路，應(yīng)給予更多的關(guān)注和支持。

第六，對(duì)政府部門(mén)的一些建議。(1)鋼鐵工業(yè)大氣治理超低排放工作剛剛展開(kāi)，各種超低排放技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果尚需時(shí)間的驗(yàn)證，企業(yè)在選擇技術(shù)、施工調(diào)試到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放也都需要一定的時(shí)間，建議有關(guān)部門(mén)給企業(yè)合理的達(dá)標(biāo)期限，特別是環(huán)保壓力大的地區(qū)的地方政府，在積極推進(jìn)超低排放的同時(shí)，也不要把時(shí)限壓得太緊。(2)研究超低排放指標(biāo)進(jìn)行微調(diào)的科學(xué)性。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，采用活性炭技術(shù)的燒結(jié)煙氣NOx排放質(zhì)量濃度能穩(wěn)定達(dá)到60～80mg/m3，顆粒物質(zhì)量濃度達(dá)到15mg/m3 左右，超低排放要求NOx排放質(zhì)量濃度指標(biāo)為50mg/m3，顆粒物質(zhì)量濃度為10mg/m3，而為了這些微量的差距，必須在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加新的處理設(shè)施，從而增加能耗和原燃料消耗，而這些投入也會(huì)有能源的消耗和污染物的產(chǎn)生。因此，建議從綜合治理角度考慮，去研究個(gè)別指標(biāo)進(jìn)行微調(diào)的科學(xué)性和可行性。此外，鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)流程產(chǎn)業(yè)，設(shè)備點(diǎn)檢、定期維修、設(shè)備試機(jī)甚至限產(chǎn)時(shí)，因設(shè)備的開(kāi)停機(jī)、工況波動(dòng)、原料等的因素勢(shì)必影響排放達(dá)標(biāo)效率，建議在評(píng)估期內(nèi)鋼鐵企業(yè)至少95%以上小時(shí)均值排放達(dá)標(biāo)，微調(diào)成至少90%以上小時(shí)均值排放達(dá)標(biāo)。(3)完善監(jiān)測(cè)手段，制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范。超低排放實(shí)施效果在相關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)指標(biāo)體現(xiàn)方面，除技術(shù)、管理等因素外，還與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、信息傳輸?shù)认嚓P(guān)，不同的監(jiān)測(cè)設(shè)備、不同的監(jiān)測(cè)時(shí)段、不同的監(jiān)測(cè)位置及其周?chē)h(huán)境有關(guān)，建議相關(guān)部門(mén)就監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)儀表及其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步規(guī)范，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。另外，調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，隨著煙氣治理超低排放技術(shù)的采用，一些配套的資源出現(xiàn)了亂象，如活性焦穩(wěn)定保障供應(yīng)問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題、價(jià)格問(wèn)題，催化劑壽命、質(zhì)量問(wèn)題等，建議制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)，逐步規(guī)范相關(guān)企業(yè)行為。

2018年8月27日

中國(guó)金屬學(xué)會(huì)