隨著近年來霧霾天氣的不斷出現(xiàn)以及PM2.5的實時監(jiān)測,全國上下對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度越來越高,環(huán)保產(chǎn)業(yè)也備受重視,同時,對企業(yè)的排煙、污水處理以及防塵要求更加嚴(yán)格。
2015年1月1日,新修訂《環(huán)境保護(hù)法》的實施進(jìn)一步表明國家對環(huán)境治理的決心,其中,新環(huán)保法59條規(guī)定,企事業(yè)單位和其他生產(chǎn)經(jīng)營者違法排放污染物,受到罰款處罰,被責(zé)令改正,拒不改正的,依法作出處罰決定的行政機(jī)關(guān)可以自責(zé)令改正之日的次日起,按照原處罰數(shù)額按日連續(xù)處罰,意味著新法確立的按日連續(xù)處罰、查封扣押、限產(chǎn)停產(chǎn)、信息公開等規(guī)定將“重拳”指向排污企業(yè)。
眾所周知,鋼鐵行業(yè)屬于能源密集型產(chǎn)業(yè),是典型的耗能和排放大戶,面對“新環(huán)保法”的制約,可以確定的是從2015年開始,鋼企將面臨著一個全新的、更加嚴(yán)格的環(huán)保執(zhí)法環(huán)境。正因如此,在環(huán)保之風(fēng)吹來的時代,我們來看看鋼廠是如何應(yīng)對的?
第一、脫硫設(shè)備的更換或者技術(shù)改造。
在談及脫硫設(shè)備以及脫硫方法之前,我們先簡單地介紹一下SO2的危害,SO2易溶于人體的體液和其他黏液中,長期作用會導(dǎo)致多種疾病,如上呼吸道感染、慢性支氣管炎、肺氣腫等,危害人體健康,它還影響植物生長,降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。同時,SO2也是形成酸雨的主要因素,而酸雨會對生態(tài)環(huán)境具有廣泛的危害性,因此,我國將SO2作為重點控制的大氣污染物。
對于鋼鐵行業(yè)而言,硫的主要來源是焦炭、鐵礦石、和石灰石,焦炭燃燒時就會產(chǎn)生SO2,而且焦炭作為還原劑還原鐵礦石時,硫就會進(jìn)入生鐵,鐵礦石含有一定的硫鐵礦或硫酸鐵,也會產(chǎn)生SO2。
從燒結(jié)、煉鐵以及煉鋼的整道工序中,S、SO2始終貫穿于其中,具體來看
①燒結(jié)過程燒結(jié)煙氣中的SO2的來源主要是鐵礦石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有機(jī)硫、FeS2或FeS)與氧反應(yīng)產(chǎn)生的,S+O2==SO2↑,一般認(rèn)為S生成SO2的比率可以達(dá)到85%~95%。
②煉鐵4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2↑;Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2↑
③煉鋼C+O2=高溫=CO2↑;S+O2==SO2↑
考慮到SO2的大量排放對我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的損失,同時也對人們的身體健康造成了極大的危害。因此,SO2的治理刻不容緩,目前煙氣脫硫有以下5種方法
方法
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原理
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優(yōu)勢
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劣勢
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石灰石(石灰)-石膏濕法
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Ca2++SO32- +1/2H2O →CaSO3·1/2H2O(s)
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脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應(yīng)高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低(一般<1.05)、脫硫石膏可以綜合利用等。
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基建投資費(fèi)用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等
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海水煙氣脫硫
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利用海水的堿度
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脫硫過程不需要添加任何化學(xué)藥劑,也不產(chǎn)生固體廢棄物,脫硫效率>92%,運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用較低
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受地域限制,僅適用于有豐富海水資源的工程,特別適用于海水作循環(huán)冷卻水的火電廠,但需要妥善解決吸收塔內(nèi)部、吸收塔排水管溝及其后部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題
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噴霧干燥工藝
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將吸收劑漿液Ca2在反應(yīng)塔內(nèi)噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2的同時被熱煙氣蒸發(fā),生成固體并由除塵器捕集
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當(dāng)鈣硫比為1.3~1.6時,脫硫效率可達(dá)80%~90%。
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利用消石灰乳作為吸收劑,系統(tǒng)易結(jié)垢和堵塞,而且需要專門設(shè)備進(jìn)行吸收劑的制備,因而投資費(fèi)用偏大;脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高
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電子束煙氣脫硫工藝(EBA法)
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一種干法脫硫技術(shù),是一種物理方法和化學(xué)方法相結(jié)合的高新技術(shù)
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經(jīng)過電子束照射后,SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng),生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達(dá)90%以上,脫硝率可達(dá)80%以上。此外,還可采用鈉基、鎂基和氨作吸收劑,一般反應(yīng)所生成的硫酸銨和硝酸銨混合微粒被副成品集塵器分離和捕集,經(jīng)過凈化的煙氣升壓后向大氣排放
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煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB-FGD)
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以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)
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不但具有干法工藝的許多優(yōu)點,如流程簡單,占地少,投資小以及副產(chǎn)品可以綜合利用等,而且能在很低的鈣硫比情況下(Ca/S=1.1~1.2)達(dá)到甚至超過濕法工藝的脫硫效率(95%以上)。
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資料來源上海鋼聯(lián)鋼材事業(yè)部
而國內(nèi)大部分的鋼廠采用氨水濕法全煙氣脫硫,工藝基本穩(wěn)定,SO2排放濃度能夠控制在600mg/m3以內(nèi),但該套系統(tǒng)較容易腐蝕,存在諸多設(shè)備問題和安全隱患,設(shè)備維護(hù)費(fèi)高,很難保證長周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。少部分采用密相半干法全煙氣脫硫,效率在50%左右,出口濃度常有超標(biāo),未達(dá)到現(xiàn)階段排放標(biāo)準(zhǔn)(600mg/m3)。
隨著國家新排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺,《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB28662—2012規(guī)定,現(xiàn)有企業(yè)在2015年以前,SO2排放度執(zhí)行600mg/m3。從2015年1月1日起,所有燒結(jié)煙氣的SO2排放度必須低于200mg/m3,燒結(jié)、球團(tuán)SO2減排工作壓力巨大。SO2和NOX目前是國家環(huán)保部重點監(jiān)控監(jiān)管污染物,在2015年前如果不做投入和治理,對鋼企的影響將是致命的。為此,唯有購買新設(shè)備或者技術(shù)改造,據(jù)悉,購買一套脫硫設(shè)備至少2個億,技術(shù)改造至少5000萬以上,后期鋼企對環(huán)保設(shè)備投入將十分大。
第二、粉塵污染治理多途徑。
首先,我們來看一下粉塵污染來源于何處①綜合料場露天堆放的礦粉和輔料被風(fēng)卷起形成揚(yáng)塵,造成粉塵污染,工料系統(tǒng)各上料點、中轉(zhuǎn)站的跌落粉塵;②露天、無遮擋堆放極易受風(fēng)力影響,造成大量的揚(yáng)塵;③露天、粗放式的裝卸作業(yè),瞬間造成大量揚(yáng)塵隨風(fēng)飄散;④皮帶運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)站跌落段產(chǎn)生大量揚(yáng)塵;⑤半封閉式的上料、受料、皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)無法實現(xiàn)有效地收塵、除塵;⑥半封閉式供煤、供礦,除塵器捕集系統(tǒng)設(shè)計不合理導(dǎo)致粉塵外逸⑦鐵前鐵水溝、出鐵口粉塵產(chǎn)生量大,除塵裝置能力不足、效率低;⑧二煉鋼轉(zhuǎn)爐設(shè)有一次除塵、二次除塵,但粉塵捕集率低,廠房內(nèi)作業(yè)產(chǎn)生粉塵量較大,未做密封、除塵設(shè)計;⑨道路和運(yùn)輸管理不善造成二次粉塵污染。
對于鋼廠來說,粉塵治理刻不容緩,主要采取以下措施
1、所有粉塵污染源的必須實現(xiàn)有效除塵作業(yè),加強(qiáng)各廠區(qū)現(xiàn)有除塵器的正常運(yùn)行和維護(hù);在綜合料場、球團(tuán)成品料場等重大粉塵污染源要專項治理——建成防風(fēng)抑塵網(wǎng),削減重點污染源的粉塵產(chǎn)生量;
2、改善道路運(yùn)輸狀況,強(qiáng)化道路運(yùn)輸管理制度,是減少二次揚(yáng)塵的重要手段
3、配合完善廠區(qū)綠化改造,改善環(huán)境景觀,提升廠區(qū)環(huán)境質(zhì)量。
第三、固體廢棄物處理技術(shù)需提升。
所謂固體廢棄物,多指人類在生產(chǎn)、消費(fèi)、生活和其他活動中產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì),通俗地說,就是“垃圾”。就鋼企來講,固體廢棄物主要來源于4道工序,如圖表2所示
圖表2固體廢棄物種類
煉鋼系統(tǒng)
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工序
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固體廢棄物種類
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煉鐵廠
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燒結(jié)工序
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燒結(jié)機(jī)頭、機(jī)尾除塵,燒結(jié)脫硫石膏灰,脫硫石膏
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煉鐵工序
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高爐渣、除塵灰(出鐵場除塵灰、槽下除塵灰、高爐爐頂除塵灰即瓦斯灰,瓦斯灰又分為粗瓦斯灰和細(xì)瓦斯灰,細(xì)瓦斯灰富含鋅和鉛和廢舊耐材;布袋除塵器更換的廢舊布袋因含重金屬和大量煙塵等
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煉鋼
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煉鋼工序
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鋼渣、粗顆粒、除塵灰、氧化鐵屑、污泥(噴漿污泥、壓塊污泥)、廢油,煉鋼廠鋼渣磁選以后產(chǎn)生的大量尾渣
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軋鋼
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軋鋼工序
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鋼坯在加熱、軋制過程中會形成氧化鐵屑、水處理回收的含鐵含油污泥、板帶的含油、含酸污泥全年約、鋅渣,以及檢修施工過程中的石棉耐材、含重金屬油漆、化學(xué)制品等的包裝桶、器皿
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資料來源上海鋼聯(lián)鋼材事業(yè)部
目前多數(shù)鋼企尚無具有危廢處理資質(zhì),外委有資質(zhì)的環(huán)保公司進(jìn)行處理,但處理周期長、成本高,隨著國家對危險廢棄物的管理越來越嚴(yán)格,鋼企的危廢品的合法處置費(fèi)用將大幅上升,勢必將極大地增加危險廢棄物的處置難度與處理成本。
由此可見,環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。最后,我們來看一下鋼企對環(huán)保的態(tài)度與策略,現(xiàn)階段少數(shù)大型企業(yè)環(huán)保設(shè)施齊全,設(shè)備運(yùn)行正常,排放指標(biāo)達(dá)標(biāo),對環(huán)保持支持態(tài)度;多數(shù)重點企業(yè)已配備環(huán)保設(shè)備,環(huán)保檢查嚴(yán)格時保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),多數(shù)情況下停運(yùn)設(shè)備,靈活機(jī)動應(yīng)對;大多數(shù)民營企業(yè)沒有環(huán)保設(shè)備,對于是否上馬環(huán)保設(shè)備持觀望態(tài)度。
總之,“新環(huán)保法”即將實施,國內(nèi)鋼企需發(fā)揮主觀能動性,不斷探尋新的環(huán)保方法,爭取把鋼鐵行業(yè)發(fā)展為綠色行業(yè)。