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钢铁行业超低排放改造无组织排放控制难点分析

2023-01-14

山西冶金 2022年5期
关键词:钢铁行业钢铁企业除尘

黄 辉

(福建龙净环保股份有限公司,福建 龙岩 364000)

随着我国供给侧结构调整的不断加快,节能降耗成为传统污染企业必须进行改革的方向。超低排放不能简单理解为达到排放标准,更应该是一个导向性的问题,要将有组织排放超低化、无组织排放系统化、运输方式清洁化和厂区环境社区化综合结合起来。无组织排放是指大气污染物不经过排气筒的无规则排放,包括开放式作业场所逸散,以及通过缝隙、通风口、敞开门窗和类似开口(孔)的排放,而钢铁企业在对工艺进行超低排放改造的过程中融入无组织排放治理,可以提高治理的综合性,使得超低排放成为一项可持续的工作。本文对钢铁行业超低排放改造无组织排放控制难点进行分析,提出具体的解决措施,希望对钢铁行业超低排放带来帮助。

1 钢铁行业超低排放具体的要求

2019年生态环境部发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》,明确了推进实施钢铁行业超低排放工作的总体思路、基本原则、主要目标、指标要求、重点任务、政策措施和实施保障,对有组织排放、无组织排放、清洁运输等进行了具体的说明。意见指出到2020年底前,重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展,全国力争60%左右产能完成改造;2025年底前,重点区域基本完成,全国力争80%以上产能完成改造。《意见》对超低排放做了进一步的深化,将无组织排放和清洁运输纳入到超低排放标准中,规定了无组织排放的具体项目,主要有物料存储、物料输送、生产工艺控制三个方面。钢铁行业的物料存储、物料输送,应该采用密闭、封闭控制措施,生产过程中产生的粉尘,要进行快速的收集,实现应收尽收,保证车间和外部不出现可见粉尘,减少环境污染。

2 钢铁行业超低排放改造无组织排放控制难点

2.1 需要充分论证技术可行性

环保技术可行性是验证钢铁行业超低排放改造成果的主要环节。钢铁行业在进行超低排放改造无组织排放控制中,需要及时升级各工艺,通过工艺调整减少污染物排放,比如对于烧结机头烟气的除尘、燃料使用过程中的脱硫脱硝等。目前我国重点区域的钢铁企业,比如河钢、邯钢、首钢等及时响应国家节能降耗要求,采用了以活性炭工艺为主的治理措施,取得了显著性的成果。但是很多钢铁企业仍处在超低排放的摸索阶段,很多新工艺和新环保设施投入运行后的稳定性、可靠性等尚需要时间来检验。同时,很多钢铁企业将重点放在了工艺升级改造上,忽视物料存储、输送等过程的无组织排放控制,使得钢铁行业污染不能实现闭环管理,值得我们深思。

2.2 经济可行性需要论证

钢铁企业的规模一般都较大,设备和工艺的投资都很大,为了满足超低排放的要求,企业就必须对一些设备和工艺进行升级改造,以满足环保部对超低排放的要求。不同类型的钢铁企业其环保基础设施本身就不一样,改造过程非常困难,有的甚至直接对设备进行更换,这对于本身盈利能力不强的企业来讲损失非常大。在无组织排放控制的过程中,改造前期需要考虑设备的采购及安装费用,改造后期需要对各环保设施进行维护,无形之中又会增加一些额外费用。很多钢铁企业在改造前已经投入了一些环保设备,这些环保设施受工艺、使用寿命等因素影响,改造的难度非常大,有的甚至已经无法进行改造,只能更换新的环保设备,重复性的投资,大大提高了改造费用。

2.3 无组织排放监管能力需要提升

钢铁生产的组织流程非常复杂,包括选矿、烧结、焦化、炼铁、轧钢、物料运输等等过程,同时也伴有各种辅助系统,比如制氧、制氮、烟气除尘、煤气回收等,每个过程控制不好,都会对超低排放造成影响。很多钢铁企业虽然引进了一些环保设施,根据国家超低排放要求对相应的设备和工艺进行了改造,但是缺少对各种污染物,比如颗粒物、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、烟气等的监测,更做不到实时监测,使得不能精确控制全场污染浓度。可以说,不同于有组织排放,钢铁无组织排放更难监管,钢铁生产的每个工艺点都存在污染的可能,据统计,粗钢年产量在1 000万t左右,钢企内部无组织排放源数量在2 000~3 000个,从排放数据来看,企业无组织排放总量占到全厂颗粒物排放量的一半以上,且无组织排放中PM10排放量占比大,其隐匿性、逸散性、污染源复杂性等特性远高于超低排放后的有组织排放源,因此需要加强对钢铁企业所排放污染源的监管力度。

3 钢铁行业超低排放改造无组织排放控制策略

3.1 采用源头削减、过程控制和末端治理相结合的方法

针对钢铁行业流程长、工艺复杂、污染环节多等问题,在进行超低排放改造无组织排放控制的过程中,要做到从源头上进行消减落后产能,对钢铁生产过程进行精确控制,最后要强调末端治理,最终实现无组织排放控制。在源头削减上,要大力推广绿色燃料、绿色生产,减少燃料运输和使用中产生的污染问题,根据钢铁企业设备能耗情况,进行针对性的拆除,做到循序渐进的减量化,有效从源头上减少污染物的产生,最大限度保护生态环境。同时可以采用移动互联网、物联网等技术,对与钢铁企业运输相关的车辆进行GPS定位,实现后台联网控制,减少燃料及成品运输车辆运输地点不固定、运输成本高的问题。在过程控制上,钢铁企业要加大环保投入、选择可行工艺、把控施工质量、严格运维管理,实现环保污染防治设施硬件投入与持续高质量运维管理的软实力贯通。在末端治理上,可以强化无组织排放的管控,加强对产尘点的封闭和管控,强调环保治理设施和生产设施同步运行,减少治理的无效性。

3.2 资源配置与技术改造同步进行

钢铁企业要根据自身情况,对全厂无组织排放源进行排查,建立全覆盖的无组织排放源清单,同时明确各排放源的治理和监控措施,清单应根据企业生产钢铁的原料组分、工艺流程、生产状况、施工场地、设备可靠性等多方面进行评估,最终确定好改造方案,达到国家环保政策要求。在改造的时候也要因地制宜,做好成本控制,可以通过小试、中试等优先判断在设备及工艺改造后带来的二次处理难题、能源消耗等问题,结合国家超低排放的原则,找到排放与钢铁生产节能降耗的平衡点,实现资源的良好配置,无组织排放控制配置方案可根据钢铁企业自身情况采取布袋除尘系统、高效湿式除尘系统、高能微雾抑尘系统、微米级干雾抑尘系统、超细雾炮、密封导料槽、水浴除尘系统等形式相结合的方式。在无组织排放控制资源配置完之后,要及时的进行技术改造,对于高污染燃料等可采取料仓、料棚全封闭的储存方式,并配备洗车设施、喷淋装置。对于皮带通廊、车间生产设备等无组织排放污染源采取密封导料槽、捕集罩结合除尘器管网系统来收尘,密封导料槽及集尘罩应根据落料高度、物料特性、带速、溜槽结构等因素进行综合分析,采用密闭式结构设计,确保生产运行过程粉尘不外泄。对于料场区域可采取超细雾炮与鹰眼捕捉系统相互联动,实现局部超标,局部联锁定量精准治理,实现料场环境自动化、智能化。对于有码头卸料的钢铁企业可采取高能微雾抑尘系统结合超细雾炮抑尘,高能微雾抑尘采用高压水经特殊高能微雾喷嘴喷射出10~50 μm细颗粒水雾,雾滴颗粒具有高达50 m/s的运动速度,能够有效抵抗、压制高速运动的粉尘。燃料等在进入工艺炉等过程中,可以采用管状带式输送、密闭皮带输送、气力输送等方式,同时对布袋除尘设施进行升级,增加除尘风机的功率,增加风量,最大化的减少污染物的外溢。

3.3 健全制度与环境监督并举

钢铁行业要想实现超低排放改造无组织排放控制,企业经营者必须要健全相应制度,环保部门则要加强环境监督,以此来提升超低排放控制的有效性。在健全制度方面,钢铁企业应针对主要污染物类型,安装厂区高清视频监控设施、扬尘噪声在线监测仪、微型空气质量监测仪、颗粒物浓度可视化监测仪、国标法小型空气站等,构建超低排放管控治一体化综合治理平台,将有组织排放、无组织排放、清洁运输集中管控,做到实时监测预警、信息互通便利,与生产设备高效结合,更加全面动态的实现环境管理和决策。为了推动钢铁行业超低排放改造的能动性,政府部门要充分利用杠杆效应,政策向全面实施超低排放的企业倾斜,对仍做不到超低排放企业落实限产、差别化电价、增加检查频次等项,做到优胜劣汰,提高生态环境保护力度。在环境监督上,针对钢铁工艺各个节点都可能存在污染的现状,环保部门可以构建监管平台,污染数据快速上传监管平台中,做到对所有污染物的集中监控和管理,实现与钢铁企业有效的联动。因此,钢铁行业在超低排放改造无组织排放控制的过程中,通过健全制度并持续进行环境监督,可以提高企业超低排放控制的有效性,让超低排放无组织排放控制在整个环保体系中发挥出更大的价值。

4 结语

随着全球经济一体化进程的加快,污染问题成为全世界关注的话题。钢铁是我国的支柱性产业,在国民经济中发挥着不可取代的作用,但是高污染、能耗高一直是困扰企业发展的主要问题,已经到了必须下力气改变的地步。钢铁行业超低排放除了有组织排放外,也涉及到大量无组织排放问题,企业在进行改造的过程中,只有做好超低排放无组织排放控制才能做到最大化的减排。下一步,钢铁行业在进行超低排放改造无组织排放控制的过程中,要紧密结合《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》要求,针对控制难点进行分析,做到源头削减、过程控制和末端治理并举,提高钢铁行业超低排放改造无组织排放控制的效果。

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