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关于钢铁企业烧结、焦化烟气超低排放情况的调研报告

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 关于钢铁企业烧结焦化烟气超低排放情况的

调研报告

(20193

1、再次调研的背景和目的

20187中国金属学会在全国范围内组织开展了一次针对钢铁企业烧结焦化烟气超低排放实施情况的调研调研组选择了国内12家具有代表性的钢铁生产企业实地走访各类生产设施20余处较为详细地对当时国内钢铁行业超低排放情况进行了解和汇总并于20189月发表了专项调研报告报告中对国内超低排放的主流工艺路线各企业实施情况实际运行效果存在的问题等几方面做出了较为全面和客观的评价报告发表后在钢铁行业内产生了一定的影响并引起了较为广泛的讨论和关注

2018年调研时大多数超低排放设施建成时间较短工艺设备的性能展现还不充分尤其是长期运行的效果运行费用等数据还不甚明晰所以为了更加准确客观地评价各类技术的特性及长期运行的效果更加深入了解行业内超低排放改造工作的进展情况中国金属学会于20193月组织了一次为期一周超低排放调研的回头看”,选择了京津冀周边10家超低排放工作开展较好具有代表性的企业着重调研近一年来各类超低排放技术有哪些进展稳定运行后各类技术的实际达标情况以及存在的问题等

希望本次调研结果能够给各级部门特别是钢铁生产企业提供具有参考意义的意见和建议

2、参加调研的人员和行程

调研组人员组成与上一次调研相同

王天义  中国金属学会                 专家委员会          主任         

穆怀明  中国金属学会专家委员会委员   首钢安全环保部      副部长 

王寅生  中国金属学会                 生产技术与书刊部    副主任       

张宇鑫  中冶京诚工程技术有限公司     环保暖通所          工程师     

3、本次调研的行程

2019316  2019322。316~19日主要在唐山地区开展调研活动,320~22对邢台安阳邯郸地区的部分钢铁企业进行走访 调研

本次调研报告中展示的所有图表均来自调研时在各企业中控室实时读取记录的数据调研组无法对各企业排放数据的真实准确性负责

4、调研的实际情况

4.1、各企业情况

4.1.1、瑞丰钢铁

瑞丰钢铁现有7台烧结机,1~3#200平米,3200平米烧结均采用龙净环保和同兴环保共同完成的循环流化床+SCR工艺。 4~7#96平米采用湿法脱硫石灰)+SCR脱硝现正在改造为大型烧结机

4.1.2津西钢铁

津西钢铁现有烧结机四台其中195平米1,210平米1,265平米2其中,195平米、210平米烧结机采用的是山东国舜提供的SCR+湿法脱硫的工艺SCR)。2265平米烧结机1台采用的是博奇环保提供的循环流化床+SCR的工艺另外一台采用的是中冶节能环保提供的催化氧化+循环流化床的工艺本次调研的是中冶节能环保技术改造的265平米相关数据4.1所示

  4.1 中控实时画面津西钢铁烧结

4.1.3 燕山钢铁

燕山钢铁现有烧结机5其中3台为300平米烧结机另外2台分别为90平米和132平米5台烧结机采用的都是由山东祥桓环保提供的臭氧氧化法+二级湿法吸收塔的工艺本次参观的5#300平米烧结机由于环保限产因素参观时5#烧结机并未运行本数据参考其近期上传环保局数据记录曲线如图4.2。

  4.2 中控画面燕山钢铁5#烧结

4.1.4首钢迁安公司

首钢迁安公司现有烧结机7其中360平米1,99平米6另有两套球团生产设施分别为120万吨、200万吨规模采用了两种烟气净化工艺。360平米烧结机和120万吨球团在原有的密相干塔法脱硫的基础上增设首钢院提供的SCR脱硝的工艺。699平米烧结和200万吨球团采用的是邯钢院提供的逆流活性焦技术其中120万吨球团相关参数如图4.3所示,200万吨球团正在调试相关参数如图4.4所示360平米烧结机相关参数见图4.5。

  4.3 中控实时画面首钢迁安1#球团

  4.4 中控实时画面首钢迁安2#球团 

                            图 4.5中控实时画面首钢360烧结机

4.1.5 唐山德龙

唐山德龙钢铁现1230平米烧结机采用中晶环境提供的氧化剂氧化+循环流化床的工艺路线实现脱硫脱硝经过半年多的调试目前已稳定运行相关参数如图4.6所示

 4.6中控实时画面唐山德龙

4.1.6 首钢京唐

首钢京唐公司目前有500平米烧结机2,400万吨带式焙烧球团一套2台烧结机采用龙净的循环流化床和首钢院提供的SCR脱硝工艺本次参观的是2018年底投产的500平米烧结机烟气脱硫脱硝系统如图4.7。

  4.7 中控实时画面首钢京唐

首钢京唐现有四座707.63米焦炉两座焦炉为一组配套建设了两套焦炉烟气脱硫脱硝设施采用的是首钢国际提供的SCR脱硝+氨法脱硫的工艺路线系统于2017年建成投产

4.1.7 邢台德龙

邢台德龙钢铁现有烧结机1其中一台为132平米一台230平米。230平米烧结机采用的是中航泰达提供的逆流法活性焦脱硫脱硝技术英特佳提供技术),132平米烧结机采用的是中晶环境提供的第二代氧化法+循环流程床的“FOSS”脱硫脱硝工艺本次参观的是132平米烧结机相关参数如4.8所示

  4.8 中控实时画面邢台德龙

4.1.8安阳钢铁

安阳钢铁现有3台烧结机其中2400平米1500平米3台烧结机均在2017年配置中冶长天提供的一级错流式活性焦脱硫脱硝装置相关参数如4.9所示

 

                                     图 4.9 中控实时画面安阳钢铁

*安钢为保证达到超低排放指标采取了限负荷的措施现正在建烟气循环设施

安阳钢铁现有6座焦炉分别是2×424.3m焦炉,2×556m焦炉,2×607m焦炉六座焦炉均在2017年配套建设脱硫脱硝装置全部由南京泽众公司提供的逆流活性焦技术其中4.3m焦炉已停产其余四座焦炉每座焦炉分别建设一套系统4相关参数如4.10所示

 

                                 图 4.10 中控实时画面安阳钢铁焦化

4.1.9武安新兴铸管

武安新兴铸管目前现有3台烧结机其中200平米1,90平米2190平米烧结机采用南京泽众提供的逆流法活性焦技术另外2台烧结机合用一套由上海克硫提供的错流法活性焦脱硫脱硝系统本次参观的是90平米烧结机相关参数如4.11所示

 4.11  中控实时画面新兴铸管

武安新兴铸管目前现有焦炉两座规格为4.3m,60两座焦炉合用一套由安徽威达环保提供的SDS干法脱硫+SCR脱硝系统相关参数如4.12所示

 4.12 中控实时画面新兴铸管

4.1.10 邯郸钢铁

邯郸钢铁老厂区现有烧结机32台为435平米均在2016年开始脱硫脱硝改造选用的是奥地利英特佳公司提供的逆流活性焦技术2台烧结机共用一套脱硫脱硝系统,2017年已投入运行实际运行发现两台烧结机满负荷运行时难以达标故采取限产运行正在采用的措施是:1、增加一套解析塔;2、增加30%烟气循环系统另一台烧结机为400平米原采用绿诺脱硫装置现改为龙净流化床脱硫+中晶氧化脱硝项目正在实施中新区有2360平米烧结机均采用逆流活性炭技术两套独立系统),相关参数如4.13所示

 4.13中控实时画面邯郸钢铁

邯郸钢铁老区现有六座焦炉分别是4×424.3m焦炉,2×456m焦炉其中两座424.3m焦炉现已停产其余四座正常生产目前在生产的四座焦炉中,1#2#焦炉采用的是北科大提供的SCR脱硝+余热回收+密相干塔法脱硫的工艺,5#6#两座456m焦炉采用的是中冶焦耐提供的SDA脱硫半干法)+中低温SCR脱硝的工艺邯钢新区现有四座427m焦炉建设有两套中钢天澄提供的SDA+SCR的脱硫脱硝装置本次参观的是新区7米焦炉相关参数如4.14所示

 4.14 中控实时画面邯郸钢铁新区焦炉

5、调研总结

从本次调研的结果上看各钢铁生产企业在烧结球团焦化烟气超低排放治理方面在去年的基础上有了比较可喜的新进展各企业在生产实践中不断摸索不断完善和改进现有的工艺和设备使得烟气治理效果进一步改善此次走访的10家企业已基本实现了烟气超低排放目标各企业在思想上重视行动上不断投入人力资金以及技术提供方密切合作分不开的同时各技术提供方和科研院所也在大力改进现有技术和研发新技术积极推动技术的优化以更加适合企业的要求相较去年市场上的几种主流技术都有了不同程度的进步这几种技术的发展趋势也呈现出一定的变化具体到各技术而言主要有以下的几个方面

第一与去年相比通过各技术提供方和应用企业的共同努力各种技术都在不断完善和改进其治理效果进步明显所调研的十个企业基本上实现了超低排放的目标

第二源头减量技术得到了重视入口烟气的指标大有改善例如烟气循环技术已被多家使用入口氮氧化物指标可以降到200mg/m3以下为末端治理

减轻了负担降低了处理成本

第三对各种技术去年调研所提出的问题虽有一定程度的改善但并未从根本上得到解决

1对副产物处理及利用问题

目前采用SCR和氧化法脱硝的企业多采用半干法脱硫从而产生较大量的脱硫灰从调研的情况看多数企业产生的脱硫灰无法利用不少是付费让别人拉走处理但处理方如何处理处理技术是否符合环保要求都是问题

活性炭法从理论上讲可以利用除的硫制酸或制盐达到资源化利用的目的但在实际应用中由于各种因素有的企业酸的使用受到了一定的限制另外制酸等产生的废水处理也有一定的难度

2原料质量和使用过后处理问题

催化剂处理:SCR法所使用的催化剂到期后的处理催化剂提供方都承诺使用到期后回收处理但因为目前尚无回收案例时间短),到时候究竟如何回收处理尚存疑问

活性炭质量及其标准活性炭的质量和价格直接关系到烟气治理的效果和成本例如调研中首钢迁安就因活性炭质量而影响设备调试和达标排放以及成本大幅上升在更换了合格的活性炭后问题就得到了解决尤其在当前越来越多的需求情况下活性炭的质量价格成为该技术的一个瓶颈因此急需建立烧结焦炉烟气治理活性炭质量标准规范市场

臭氧逃逸等对于氧化法的质疑是氧化法推广应用的最大障碍对于臭氧的逃逸机理尚需进一步的做工作并在此基础上统一认识

第四围绕各种技术存在的问题各种技术提供方都在努力探索改进期望能够取得新的更大的进展

1对于活性炭法产生的硫酸利用问题已经有技术改进有的企业不再生产硫酸而是生产成亚硫酸氢钠焦亚硫酸钠等产品

2针对单级错流活性炭装置硝和颗粒物指标难以达到超低排放问题开发应用了两级活性炭治理技术

3对于氧化法的质疑相关单位在全烟气分析和脱硫脱硝灰的综合利用方面做了大量的工作也有一定进展如中冶节能环保从实验室研究中证明产生的大量的硝酸盐可以资源化利用中晶环保已建设了4个脱硫脱硝副产物资源化的生产基地

4针对SCR催化剂脱硝需较高温度而增加煤气加热装置和消耗能源问题许多单位已经可以将催化剂温度降低至200~230左右并增加换热装置减少能源消耗

6、对下步工作的建议

第一继续跟进

虽然大气治理超低排放征求意见稿已发布一年了各企业和技术提供方已都围绕超低排放的要求做了大量工作并取得了很大的进展但毕竟运行时间还很短许多技术仍在不断完善中各种技术的优缺点仍需时间上的验证因此我们认为仍有必要继续对各种治理技术在实际应用中的效果特别是在长时间稳定运行以后的效果进行持续了解以验证其可靠性和成熟性对典型技术典型企业的实际运行情况持续不断观察更长时间地收集相关运行数据以便做出更客观的评价这也是我们下一步要做的工作

第二问题导向

各个技术提供方和应用企业应根据实际应用中出现的问题和不足有针对性地开展攻关尽快有效地解决问题提高烟气协同治理的能力和水平通过解决这些实际应用中暴露的不足进一步优化工艺调整装备结构提高管理水平清楚的认识到当前存在的问题的解决既是技术上的重大突破更是技术转化推广上的巨大机遇一旦成功将收获巨大的经济效益和社会效益

第三基础研究

从调研的情况看许多技术的应用是在实践上不断探索和改进的结果对其必要的基础研究工作特别是对其反应机理的研究工作尚有不足应认识到钢铁工业中的烧结焦炉烟气成分复杂受工况原燃料操作设备等多因素的交叉影响更易波动比之电力等非冶炼行业更为复杂因此更应加大基础研究工作加强产设计等的联合攻关以支撑应用技术的需要例如我们去年调研就提出的诸如高价态氮氧化物在复杂的烟气成分中被吸收的难易程度影响活性焦强度因素以及SCR催化剂寿命臭氧逃逸氨逃逸烟气污染的关系还有治理后所排放烟气和所产生的固体液体的产物的全成分分析等确需进一步深入研究

第四鼓励创新

创新是解决存在不足和问题的必然途径我们希望看到更多更新的创新成果一是治理工艺路线的创新比如有单位针对活性炭脱硝是弱项SCR脱硝加半干法脱硫所产生的脱硫灰难以利用的问题提出采用活性炭脱硫加SCR脱硝的工艺路线以扬长避短二是应用原材料的创新如低温催化剂的研发如果能研发出适应烧结烟气温度(130左右的催化剂免去再加热的工序环节就是对烧结烟气治理技术的极大贡献再如山东大学正在研发的原位活性焦技术可大大降低活性焦的生产难度和成本中晶环保研发的超炭技术等都值得关注三是副产物利用的创新如前面介绍中冶节能环保和中晶环保对脱硫脱硝灰的资源化利用的研发山钢日照活性炭后制焦亚硫酸钠的技术等我们期望有更多更新的创新成果的出现和应用更多的资源化利用而不是污染物的搬家和转移

第五标准制定

对于烟气治理超低排放有关部门已经出了许多相应的标准但是在考察中和现场技术人员交流大家感觉到标准仍存在不全不细和执行乏力的问题例如对检测仪表对排放全成分分析对所需原材料的质量活性炭催化剂等工程设计和实施以及装备选材等都还有不足赶工之处对这个问题也很好理解因为标准推出时间还不长相关工作一定会有一个不断制定完善的过程学会也希望和有关单位共同参与和推进此项工作以更好为行业服务

第六认真贯标

5部委共同制定的关于推进钢铁企业超低排放的意见已经正式发布了这是推进实施钢铁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我们一定要认真贯彻执行

1标准排放意见对超低排放提出了科学的标准应认真予以执行我们认为在征求意见稿发布一年左右的时间里有关部委反复征求各企业各有关单位的意见并根据实际情况而制定的正式发布的这个标准总体是符合实际的是在新技术支撑下所能达到的先进指标因此我们认为应认真主动贯彻执行另外也不应在此基础上另立标准表面上的更严标准命周期综合评价上未必是对减少污染物排放总量有好处

2时限意见对超低排放的时限也制定了明确的实事求是的要求要求2020年底前重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展力争60%左右产能完成改造有序推进其他地区钢铁企业超低排放改造工作2025年底前重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成全国力争80%以上产能完成改造当然个别地区会根据自己的需要提出适度提前的要求但也应充分考虑各企业的实际能力正如意见中所说各地应围绕环境空气质量改善要求按照推进实施钢铁行业超低排放的总体要求把握好节奏和力度

3)技术意见提出因地制宜选择成熟适用的环保改造技术对烟气治理意见中提出烟气脱硫应实施增容提效改造等措施提高运行稳定性取消烟气旁路鼓励净化处理后烟气回原烟囱排放烟气脱硝应采用活性焦)、选择性催化还原(SCR)等高效脱硝技术加强源头控制鼓励实施烧结机烟气循环值得注意的是这里没有明确点出氧化法因此建议开发氧化法技术的单位应加大基础研究工作以便用研究的应用成果来证明自己的技术

4)政策意见明确指出钢铁企业达标排放是法定责任超低排放是鼓励导向对于完成超低排放改造的钢铁企业应加大政策支持力度”,并就严格执行环境保护有关税法的企业给予鼓励和信贷融资支持实施差别化电价政策我们希望各级地方政府能认真切实执行也希望各企业应认真学习政策在切实做好超低排放工作的同时能很好的把握政策争取到更多的支持

最后需要指出的是钢铁钢铁企业超低排放是所有生产环节包含原料场烧结球团炼焦炼铁炼钢轧钢自备电厂等以及大宗物料产品运输实施升级改造大气污染物有组织无组织排放以及运输过程所要达到的在注重烧结球团焦化工序超低排放改造的同时应兼顾其他工序的改造从全生命周期的角度出发选择可行性技术方案实现全面超低排放在对有组织排放治理的同时注重强化无组织超低排放改造治理切实做好管理工作打造坚实的环保人才队伍发展绿色制造建设绿色工厂实现蓝天碧水净土的目标做贡献

                           20196

                          中国金属学会

联系人王寅生,010-65256536

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