鋼鐵企業(yè)超低排放治理的探索

廖 敏

（河鋼樂亭鋼鐵有限公司，河北 唐山 063000）

0 引言

鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，目前我國粗鋼年產(chǎn)量已經(jīng)超過10 億t，噸鋼污染物排放量高，處理難度大。2015 年我國黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)SO2排放量為203.7 萬t，煙（粉）塵為240.3 萬t，NOx為267.1 萬t，分別占全國工業(yè)排放總量的14.5%、21.7%和24.5%，全國重點鋼企煙（粉）塵排放強度為0.90 kg/t，SO2為0.96 kg/t，均明顯高于國外企業(yè)。與國外鋼鐵企業(yè)相比，我國鋼鐵企業(yè)環(huán)保水平差距比較明顯。受資源環(huán)境的約束，綠色可持續(xù)已成為我國鋼鐵行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢[1]。

1 超低排放治理的必然要求

我國大氣污染防治已開始從電力行業(yè)向非電力行業(yè)轉(zhuǎn)變，國家環(huán)境保護“十三五”規(guī)劃基本思路中首次提出建立環(huán)境質(zhì)量改善和污染物總量控制的雙重體系，對重點行業(yè)污染物的控制提出了新的要求和挑戰(zhàn)。鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長、工序復(fù)雜，資源消耗量巨大，顆粒物、SO2、NOx等污染物是重點行業(yè)排放之一[1]。近年來大氣污染排放總量和污染物排放強度呈上升趨勢，鋼鐵行業(yè)已成為僅次于火電行業(yè)的污染物排放大戶，在污染物總量及排放強度兩方面面臨著巨大的減排壓力。自從火電行業(yè)實現(xiàn)污染物超低排放以后，鋼鐵企業(yè)超低減排也被提上了議程。2018 年和2019 年兩屆政府工作報告已明確提出推動鋼鐵等行業(yè)超低排放改造，提高污染排放標(biāo)準(zhǔn)，實行限期達標(biāo)。2019年4 月份，生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》[2]（以下簡稱《意見》），要求鋼鐵企業(yè)在2025 年底全部完成超低排放改造。據(jù)初步測算，到2025 年，《意見》任務(wù)全面完成后，將帶動鋼鐵行業(yè)SO2、NOx、顆粒物排放量分別削減了61%、59%和81%。

中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會2022 年3 月20 日發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截止目前我國24 家鋼企完成全工序超低排放改造，涉及產(chǎn)能1.48 億t，占總產(chǎn)能的13.8%。其中河鋼唐鋼就成為其中的一員。

2 河鋼唐鋼新區(qū)超低排放治理

河鋼唐鋼踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，唐鋼新區(qū)從設(shè)計到建設(shè)過程中，采用最先進的綠色環(huán)保新工藝、新技術(shù)，將所有排放指標(biāo)設(shè)計按照目前“唐山市鋼鐵行業(yè)超低排放標(biāo)準(zhǔn)”下降了10%，真正實現(xiàn)源頭減排、過程控制和末端治理的全覆蓋，實現(xiàn)了環(huán)保遠程集控，環(huán)保管理全流程、全區(qū)域覆蓋、全工序超低排放。

2.1 無組織改造

由于原料在運輸過程容易產(chǎn)生大量粉塵，唐鋼新區(qū)率先提出源頭治理的理念，大量采用了封閉式皮帶通廊運輸，實現(xiàn)原料通過全封閉無泄漏皮帶通廊輸送至廠區(qū)生產(chǎn)線的無縫銜接。通道內(nèi)部采用全過程數(shù)字化控制抑塵自動識別系統(tǒng)，從根本上杜絕了無組織排放對環(huán)境的影響，實現(xiàn)了高效、節(jié)能、環(huán)保。

2.2 有組織工藝改造

為提高污染物處理效率，唐鋼新區(qū)采用綠色新工藝新技術(shù)，燒結(jié)機采用活性焦一體化脫硫脫硝工藝和循環(huán)流化床+SCR 脫硫脫硝工藝，SO2、NOx排放濃度低于國家最嚴(yán)苛的超低排放限值,另外在生產(chǎn)過程中通過采取料面噴霧方式防止抑塵。高爐系統(tǒng)通過全封閉出鐵，實現(xiàn)源頭減排。冶煉過程中，技術(shù)人員通過不斷摸索，實現(xiàn)了采用大比例球團冶煉技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大比例燒結(jié)礦冶煉。通過改進高爐爐型參數(shù)，適應(yīng)了球團配料比例最高達到60%的爐料結(jié)構(gòu)，高爐燃料比降低30 kg/t 以上，CO2降低170 kg/t，碳減排10%以上。

鋼渣的處理和利用不但能降低鋼鐵成本，帶來直接的經(jīng)濟效益，而且也保護了環(huán)境，有明顯的社會效益[4]。鋼渣處理采用世界領(lǐng)先的新一代輥壓熱悶處理鋼渣技術(shù)，處理過程粉塵排放濃度控制在10 mg/m3以下，實現(xiàn)了鋼渣100%綜合利用。

2.2.1 清潔運輸方面

1）煉鐵高爐到煉鋼轉(zhuǎn)爐的鐵水運輸過程采取“一罐到底”工藝，取消常規(guī)倒罐站，通過鐵水包加蓋，避免了煙塵外溢，鐵損和溫?fù)p，節(jié)能、環(huán)保和降本三位一體、一步到位。與傳統(tǒng)的倒罐工藝相比，減少鐵水溫降50～80 ℃，噸鋼減少CO2排放量50～80 kg。

2）提高清潔運輸比例，在2021 年5 月和7 月，唐鋼新區(qū)相繼投用220 輛電動重卡和30 輛49 t 氫能重卡等新能源汽車，廠區(qū)清潔能源運輸比例達90%以上，遠超國家對環(huán)保A 級績效企業(yè)80%的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 搭建智能化超低排放控治一體化平臺

2.2.2.1 搭建智能化超低排放系統(tǒng)，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)管控

唐鋼新區(qū)建立國內(nèi)最先進的智慧化河鋼唐鋼能源環(huán)保管控中心，建立超低排放控治一體化平臺，將全廠有組織排放管理、無組織管控治一體化、生產(chǎn)與環(huán)保設(shè)施聯(lián)動監(jiān)控監(jiān)管、門禁及物流運輸體系清潔化等數(shù)據(jù)均引入環(huán)保管控平臺，動力、能源、環(huán)保實現(xiàn)三位一體數(shù)智化遠程集控[3]。環(huán)保在線數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)上傳至唐山市污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，按市排放限值的80%設(shè)定了預(yù)警，如有某項指標(biāo)出現(xiàn)了波動，系統(tǒng)會自動報警，調(diào)度人員進行實時調(diào)度，通知相關(guān)部門采取措施，加強管控，確保精準(zhǔn)受控。超低排放管、控、治一體化平臺，能實現(xiàn)對污染物排放的實時監(jiān)測，有效掌握并科學(xué)分析污染物排放分布、濃度、變化規(guī)律等數(shù)據(jù)，并依據(jù)分析結(jié)果做出因地制宜的治理措施，并進行智能化、科學(xué)化的治理，以提高鋼鐵企業(yè)整體治理效率和降低治理工作管控難度。

2.2.2.2 安裝各種現(xiàn)代化環(huán)境檢測裝置

目前，針對廠區(qū)主干道路、皮帶通廊、車間及物流轉(zhuǎn)運站、主要生產(chǎn)設(shè)施等易產(chǎn)生污染物的點位，安裝了286 套常規(guī)TSP 濃度監(jiān)測儀，55 套可視化VDM濃度監(jiān)測儀，90 個空氣質(zhì)量監(jiān)測微站，25 座洗車臺和智能化的門禁系統(tǒng)，另外智能無人化封閉料場內(nèi)部配備了鷹眼識別系統(tǒng)智能化控制，通過平臺實施全方位、全天候24 h 精準(zhǔn)監(jiān)控。

2.2.2.3 設(shè)立專業(yè)的環(huán)保調(diào)度機制

在公司能源環(huán)保管控中心設(shè)立環(huán)保調(diào)度指揮系統(tǒng)，發(fā)布落實上級環(huán)保管控要求，安排設(shè)立環(huán)保調(diào)度員24 h 值守，不間斷指揮協(xié)調(diào)環(huán)保管控相關(guān)工作。通過對平臺在線大數(shù)據(jù)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)預(yù)警點位，利調(diào)度機制提前管控，防止出現(xiàn)高值及異常情況，出現(xiàn)問題及時調(diào)度相關(guān)部門采取相應(yīng)措施解決問題。特別是在重污染天氣預(yù)警特殊管控期間，上級環(huán)保部門隨時通過視頻和微信在線進行調(diào)度，隨機抽查企業(yè)環(huán)保管控落實情況，做好環(huán)保調(diào)度工作尤為重要。

2.2.3 實施超低排放治理實踐效果

公司自通過開展超低排放改造以來，取得了具有十分顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

1）一輛氫能重卡每年可節(jié)省140 t 碳排放，減少12.5 t 的顆粒物排放。電動重卡全面投入每年可節(jié)省柴油582 萬L，減少二氧化碳排放約14 550 t。

2）污染物總量削減效果明顯。已領(lǐng)先行業(yè)水平，如球團、燒結(jié)主要排放口顆粒物、SO2、NOx濃度已達到超低排放要求。

3）通過實施超低排放治理，整個生產(chǎn)鏈條全工序穩(wěn)定實現(xiàn)各類污染物超低排放,污染物總量明顯減少。有組織排放顆粒物、SO2、NOx年排放量減排比例分別達到27%、50%、55%，可比能耗511.42 kgce/t，達到同行業(yè)先進水平。

4）通過全工序超低排放，2022 年1 月6 日，河北省生態(tài)環(huán)境廳正式下發(fā)文件，河鋼唐鋼新區(qū)獲批環(huán)保A 級績效企業(yè)，享受自主減排優(yōu)惠政策，社會效益顯著。不僅提升了企業(yè)形象，同時也為鋼鐵企業(yè)超低排放工作的全面推進有很強的示范作用。2022 年9 月18 日，中央廣播電視總臺和工信部共同打造，財經(jīng)節(jié)目中心推出的大型融媒體報道《智造中國》欄目走進唐鋼，精彩講述鋼鐵智造煥新升級。

3 鋼鐵企業(yè)超低排放改造建議

1）各企業(yè)要依法依規(guī)推進超低排放全面達標(biāo)。

2）各企業(yè)要結(jié)合自身實際，因廠制宜，因企施策，選擇成熟適用的超低排放改造工藝技術(shù)方案。

3）堅持科學(xué)環(huán)保管理，利用各種信息化系統(tǒng)，長效保持超低排放成果。

4）健全標(biāo)準(zhǔn)管理體系，強化監(jiān)督管理。

4 結(jié)語

面對大氣環(huán)境污染日益嚴(yán)峻的今日，鋼鐵企業(yè)應(yīng)主動響應(yīng)政府的號召，積極采取措施，按國家要求主動開展環(huán)保超低排放治理，有效提升企業(yè)環(huán)境管理效率，從而滿足現(xiàn)有形勢下高效治理、精準(zhǔn)治理、低能耗治理的綜合環(huán)保要求。實施超低排放改造，有利于減少區(qū)域污染物排放，改善環(huán)境質(zhì)量，提高環(huán)境舒適度，對打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，實現(xiàn)人和自然和諧共處，建設(shè)美麗中國有著重要意義。