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一、2019 年發布的主要政策
1.1鋼鐵企業超低排放改造時間表敲定,2025 年年底前力爭 80% 以上產能完成改造
2019 年 4 月,生態環境部、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、財政部、交通運輸部聯合發布《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(以下簡稱《意見》),提出到 2020 年年底前,重點區域鋼
鐵企業超低排放改造取得明顯進展,力爭 60% 左右
產能完成改造 ;到 2025 年年底前,重點區域鋼鐵企
業超低排放改造基本完成,全國力爭 80% 以上產能
完成改造。從 2019 年年初至今,山西、江蘇、寧夏、上海、湖北、浙江、福建、河南、陜西等省(區、市) 紛紛發布了鋼鐵行業超低排放改造方案。2019 年10 月, 中國環境保護產業協會發布《鋼鐵企業超低排放改造實施指南》的征求意見稿,對鋼鐵企業超低排放改造技術路徑提出了指導建議。2019 年 12 月,生態環境部辦公廳發布《關于做好鋼鐵企業超低排放評估監測工作的通知》,指導鋼鐵企業和地方生態環境部門開展超低排放評估監測工作,推動行業高標準實施超低排放改造。鋼鐵行業邁入超低排放時代。
1.2燃煤發電廠液氨罐區尿素替代升級改造大幅提速
2019 年 4 月 11 日,國家能源局綜合司發布《切實加強電力行業危險化學品安全綜合治理工作的緊急通知》(國能綜函安全〔2019〕132 號),要求突出重點,推進重大危險源管控和改造,在運燃煤發電廠仍采用液氨作為脫硝還原劑的,有關電力企業要按照國家能源局《關于加強燃煤機組脫硫脫硝安全監督管理的通知》(國能綜安全〔2013〕296 號)、《燃煤發電廠液氨罐區安全管理規定》(國能安全〔2014〕328 號) 等文件要求,積極開展液氨罐區重大危險源治理,加快推進尿素替代升級改造,新建燃煤發電項目應當采用沒有重大危險源的技術路線。
1.3工業爐窯或將成為下一個治理重點
隨著大氣污染防治管理要求的提高,對工業爐窯工藝裝備、污染治理技術和環境管理水平提出了更高的要求。2019 年 7 月,生態環境部、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、財政部聯合發布《工業爐窯大氣污染綜合治理方案》(環大氣〔2019〕56 號),針對應用于鋼鐵、焦化、有色、建材、石化、化工、機械制造等行業的工業爐窯,該方案不僅提出了排放指標(重點區域顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值分別不高于 30mg/m3、200mg/m3、300mg/m3), 更對工業爐窯污染治理措施(工藝)進行了詳細規定, 涉及鋼鐵及焦化、機械制造、建材、有色冶煉、化工、輕工、石化等領域的32 個子行業。近年來,多個省(區、市)紛紛發布工業爐窯大氣污染物排放標準,工業爐窯或將成為下一個治理重點。
二、行業發展概況
2.1電力行業
電力行業煤電超低排放改造完成率已達 86%, 全國約 8.9 億 kW 燃煤機組基本達到天然氣排放水平。隨著我國燃煤電廠實現超低排放,減排效果顯著,超低排放改造遺留的問題進入消缺階段,目前突出的需求是脫硫廢水零排放、“液氨改尿素”改造、過量噴氨(氨逃逸超標)改造治理。此外,生態環境部發文要求,不得強制企業治理“濕煙羽”,因此“濕煙羽”市場觀望氣氛濃厚。
2.2非電行業
2.2.1鋼鐵行業超低排放全面開展
據統計,2019 年我國粗鋼產量達 9.96 億 t,產能利用率為 80%。目前,23 個省份 324 家鋼鐵企業
7.8 億 t 粗鋼產能已開展超低排放改造,可推算出約占鋼鐵總產能的 62.6%。《意見》提出到 2025 年年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成,全國力爭 80% 以上產能完成改造。地方鋼鐵企業超低排放改造時間表普遍在國家計劃的基礎上加快加嚴,浙江、上海等地要求在 2022 年年底前基本完成鋼鐵企業超低排放改造工作。我國鋼材產量排名前三的省份為河北、江蘇、山東,三省的鋼材產量占比約達全國總產量的 44%。資料顯示,河北省鋼鐵企業超低排放改造進度已然過半,江蘇省的進度不及河北省,今年將全力推進 ;山東省作為我國鋼鐵產業結構調整的唯一試點省份,計劃嘗試通過對大氣污染傳輸通道城市鋼鐵企業采取轉移重組、搬遷等方式,實現調整布局、轉型升級。
2.2.2非電行業時代來臨,煙氣治理仍有難題待解
非電行業煙氣主要污染物排放居高難下,成為大氣污染治理重點和改善區域空氣質量的關鍵。相對于電力行業,非電行業的超低排放改造更復雜。表現在:1)非電行業排放源眾多,包括鋼鐵、水泥、焦化、有色、玻璃等眾多工業行業。2)各個工業行業的工藝過程不同,排放的污染物種類、濃度差異較大,不同煙氣的溫度、濕度、流量、流速等參數波動較大。3)技術支撐不足。非電涉及的每個工業行業都有各自的特點,從技術適應性看,一種技術或一套技術要滿足不同污染源排放特征,實現超低排放難度可想而知。
2.2.3全國首家鋼鐵企業通過全工序超低排放評估
監測
近日,首鋼股份公司遷安鋼鐵公司成為全國首家通過全工序超低排放評估監測的企業。為實現超低排放,公司提出“優先源頭治理、引進先進工藝、自主技術創新”理念,經全工序對標梳理,確定并實施了 70 個深度治理項目,總投資 16.5 億元。經過評估單位對有組織排口監測、無組織管控、清潔運輸、監測監控設施水平的系統核查,該公司各項指標均達到《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》(環大氣〔2019〕35 號)的要求,起到示范和引領作用。
2.2.4無組織排放治理受到重視
“十二五”以來,鋼鐵行業實施除塵改造和煙氣脫硫脫硝大氣污染治理工程,有組織排放量大幅下降, 無組織排放問題在鋼鐵行業凸顯。鋼鐵行業的物料吞吐量大、粉粒料較多、產塵點數量多、料場揚塵、運輸揚塵、廠房煙塵外逸等無組織排放問題突出,顆粒物無組織排放量占鋼鐵行業污染物排放總量的 50% 以上。《意見》將無組織排放要求也納入鋼鐵超低排放指標要求中。無組織排放成為鋼鐵工業污染治理的重點之一。
三、技術發展展望
3.1電力行業
3.1.1脫硝裝置還原劑“液氨改尿素”成為趨勢
2019 年 3 月 21 日,江蘇省鹽城市響水縣化學儲罐發生爆炸事故,4 月 9 日國家能源局綜合司發布《切實加強電力行業危險化學品安全綜合治理工作的緊急通知》(國能綜函安全〔2019〕132 號),要求推進燃煤發電廠開展液氨罐區重大危險源治理,加快推進尿素替代升級改造進度,未來尿素水解市場容量巨大。尿素水解制氨技術具有能量消耗低、運行過程安全穩定、占用廠房面積小的優點。同時,需克服難點包括水解反應器腐蝕問題、機組負荷變化響應時間問題、管道輸送產品氣冷凝問題。
3.1.2脫硝裝置氨逃逸問題需引起高度重視
由于普遍低負荷運行,NOx 排放標準嚴格而環保監管并不考核氨排放、氨在線監測技術缺陷等問題, 噴氨過量普遍存在于燃煤電廠脫硝裝置運行過程中。從工藝上分析,過量噴氨是“大水漫灌”,解決這個問題的關鍵是實施噴氨的“精準滴灌”,基于反應器各個區域的 NOx、氨濃度,通過精準噴氨的方式達到精準控制氨濃度的目的,各大發電企業正在開展脫硝裝置噴氨系統改造以解決這個突出問題。以國家能源集團為例,北京國電龍源環保工程有限公司從測試診斷、流場設計優化、取樣測量、大數據控制、增值服務等方面提出了“脫硝深度優化全流程服務”解決方案,某電廠實施后,300MW 機組供氨量下降了近30%,600MW 機組供氨量下降了 10%。
3.1.3低成本脫硫廢水零排放技術
當前,國內火電廠脫硫廢水零排放技術仍處于各種技術工業化示范應用階段,歸納起來主要有兩條工藝路線 :1)以煙氣余熱蒸發方式實現電廠脫硫廢水零排放的工藝路線,即煙道噴霧干燥技術,該技術具有節能環保、運行穩定、占地面積小等優點。但廢水蒸發不完全易對煙道造成腐蝕和積灰堵塞。2)以水處理方式實現零排放的工藝路線,即“預處理軟化+ 膜濃縮減量 + 蒸發結晶”技術,該技術成熟可靠、已有多例成功運行案例且不對燃煤電廠發電生產造成任何影響,但投資和運行費用較高,處理過程中易產生較多的固體廢棄物。
3.1.4燃煤電廠“濕煙羽”治理
“濕煙羽”治理技術可分為三大類 :煙氣再熱技術、煙氣冷凝技術和煙氣冷凝再熱復合技術。電廠“濕煙羽”現象已受到相關部門關注,地方政府陸續將燃煤鍋爐消除“有色煙羽”寫入地方環保標準。2019 年,生態環境部出臺《京津冀及周邊地區2019 ~ 2020 年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》公開強調,消除“濕煙羽”,實際上對控制污染物排放作用不大,反而增加能耗,間接增加污染物排放。對穩定達到超低排放要求的電廠,不得強制要求治理“白色煙羽”。
3.2非電行業
3.2.1鋼鐵超低排放全面開展,SCR 煙氣脫硝技術市場占比高
鋼鐵行業煙氣治理最大的難點是脫硝。鋼鐵行業氮氧化物排放限值從 300mg/Nm3 提高到 50mg/Nm3 后, 很多企業難以達標,急需治理改造。市場上的主要煙氣脫硝技術方案有活性炭法、SCR 法和氧化法等。根據對公開材料的統計,2019 年擬建、新建鋼鐵超低排放項目中有 42 個脫硝項目,除去工藝路線未知的5 個項目,剩余的 37 個項目中,采用 SCR 脫硝的有27 個項目,占比達 73%,其中包含兩個低溫 SCR 脫硝項目。經過近兩年的市場實踐與選擇,逐步占據鋼鐵行業脫硝市場的主流技術是 SCR 脫硝技術。
3.2.2干法 / 半干法脫硫技術成為鋼鐵企業煙氣脫硫市場主流
目前非電市場上主要煙氣脫硫技術方案有活性炭法、濕法脫硫、旋轉噴霧法、循環流化床半干法等。根據對公開材料的統計,2019 年擬建、新建鋼鐵超低排放項目中有 36 個脫硫項目,其中采用濕法脫硫的項目占比為 27.8%,采用半干法 / 干法脫硫的項目占比為 77.8%(部分項目采用多種工藝路線)。可見, 干法 / 半干法脫硫已成為鋼鐵行業脫硫市場的主流技術。
四、行業發展展望
煙氣脫硫脫硝改造重點由電力行業轉向非電行業,而非電行業中的鋼鐵企業超低排放改造又首當其沖。京津冀、長三角、汾渭平原等重點地區的鋼鐵企業改造取得積極進展,特別是在燒結機頭有組織排放治理方面成效顯著,但仍有大量鋼鐵企業離全面超低排放還有較大差距。未來脫硫脫硝行業將繼續向非電行業發展,經過優勝劣汰的實踐考驗,非電行業煙氣治理將逐步走上更加規范、高質量的發展之路。