(一)燃煤電廠的超低排放之路
燃煤電廠二氧化硫和氮氧化物所占比例較高,是造成我國酸雨的重要原因。針對電廠污染,從20世紀90年代開始,我國環境治理力度顯著加強。2011年7月環保部制定和發布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011),其中重點地區排放標準為煙塵≤20mg/Nm3、SO2≤50mg/Nm3、氮氧化物≤100mg/Nm3。同年,浙能集團首次提出超低排放概念,指火電行業的煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度(基準含氧量6%)分別不超過10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3,比《火電廠大氣污染物排放標準》中規定的燃煤鍋爐重點地區特別排放限值分別下降50%、30%和50%,是燃煤發電機組清潔生產水平的新標桿。
2012年以后,火電行業開始進入超低排放發展時期。2014年9月12日,國家發展改革委、環保部、能源局落實國務院精神,聯合印發《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》(簡稱《行動計劃》),提出比新國標更嚴的“超低排放改造”:到2020年東部地區現役的機組通過改造基本達到燃氣輪機排放限值的要求(在基準氧含量6%條件下,煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米)。環境保護部等3部委2015年12月11日聯合下發《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》提出,到2020年,全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現超低排放。煤電行業走上了超低排放改革之路。
燃煤電廠實施超低排放以來,火電行業污染物排放量大幅度下降。2017年鋼鐵行業主要污染物排放量已超過電力行業,成為工業部門最大的污染物排放來源。同時,鋼鐵行業是貨物運輸量最大的行業之一,我國鋼鐵行業貨運量為40億噸以上,占全國貨運總量1/10左右,且主要依靠公路運輸,運輸過程中的氮氧化物、顆粒物排放突出,占鋼鐵企業自身排放的20%以上。
(二)繼燃煤電廠之后,鋼鐵行業超低排放改造拉開序幕
“十一五”以來,全國鋼鐵企業陸續實施了一系列治污改造工程,通過燒結機(球團)配備脫 硫設施,燒結機機尾、破碎篩分、高爐礦槽和出鐵場、轉爐一次煙氣、轉爐二次煙氣等工序除 塵設備升級改造等工作,使噸鋼二氧化硫和有組織顆粒物排放量分別下降了70%和60%以 上,大氣污染治理取得了積極進展,但氮氧化物未采取措施、治理水平低、無組織排放嚴重、 重點區域排放總量大等問題未得到根本解決。與日本、德國、韓國等發達國家相比,目前我國 鋼鐵行業污染控制水平和環保管理水平仍有較大差距,尤其是占顆粒物排放50%以上的無組 織排放,噸鋼顆粒物無組織排放量我國比發達國家高出一倍以上。作為超過全球產量1/2的國 家,我國亟需對標國際先進水平,實現鋼鐵行業排放的大幅削減。
2019年4月29日,生態環境部等五部委日前聯合印發《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》。意見提出,推動現有鋼鐵企業超低排放改造,到2020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。
2019年12月18日,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》(環辦大氣函〔2019〕922號),指出企業應重點加強煙氣排放連續監測系統(CEMS)和手工監測采樣點布設的規范化,無組織排放控制、大宗物料產品清潔運輸等薄弱環節改造,以及建立監測監控和臺賬體系。
2020年1月9日,中國環境保護產業協會印發《鋼鐵企業超低排放改造技術指南》(中環協〔2020〕4號),對有組織排放和無組織排放的治理與監控提供了指導,為鋼鐵企業有效實施超低排放改造提供技術支撐。
2020年6月30日,山東省生態環境廳印發《山東省工業企業無組織排放分行業管控指導意見》(魯環發〔2020〕30號),旨在加強對工業企業無組織排放的深度治理。文件對鋼鐵、建材、有色等18個重點行業逐一提出無組織排放管控指導意見,提高企業無組織排放精細化管理水平,助力打贏藍天保衛戰。
除此之外,河南、寧夏、湖北、浙江、上海、四川等地相繼發布了鋼鐵行業超低排放改造實施方案,推進鋼鐵行業超低排放改造。
(三)無組織排放治理成為鋼鐵企業超低排放改造的難點
鋼鐵企業裝卸、堆取料、篩分、混勻配料、轉運、生產、道路運輸等環節均會產生大量無組織排放,通常鋼鐵企業內部會有數百個無組織塵源點,且無組織排放強度受生產工藝和原料成分影響波動較大,不同的排放源之間還互相影響;治理設施缺乏有效運維,基本處于擺設;再加上管理部門缺乏對無組織排放有效的監管手段,導致無組織排放治理成為鋼鐵企業超低排放改造的難點。
(四)全流程全方位監管思路
鋼鐵工業是流程工業,生產工藝環節眾多,因此鋼鐵行業超低排放與燃煤電廠超低排放最本質的區別就是必須鋼鐵生產全流程所有生產環節全方位滿足超低排放的要求。
鋼鐵行業對環境的影響主要包括三個部分:有組織排放、無組織排放和運輸環節排放。受關注度最高的燒結機頭排放的污染物僅占到有組織排放的60%,也就是說燒結機頭達到了超低排放限值要求,不但不能代表有組織排放實現超低排放,更不能代表全面超低排放。特別是鋼鐵企業無組織排放的顆粒物占排放總量的50%以上,汽車運輸過程的排放也達到鋼鐵企業自身排放的20%以上。
因此,鋼鐵企業實施超低排放改造,既要實施有組織排放改造,更要注重無組織排放治理和運輸方式的清潔化改造。
鋼鐵行業超低排放監管在對超低排放監管的基礎上,對超低排放改造效果評估,監管整體思路為:源頭監管(有組織和無組織排放齊抓),過程控制(治理設施與生產設施工作狀態和運行效果實時跟蹤)和效果管控(產塵點周邊和道路附近空氣監控)。
(五)山東達斯特無組織排放管、控、治一體化解決方案
山東達斯特無組織排放管、控、治一體化解決方案是通過對廠區內有組織排放、無組織排放的實時監測,結合廠區主要節點空氣質量微站的設置,附以視頻監控手段,將各類數據接入管、控、治一體化平臺中,有效掌握并科學分析有組織和無組織排放分布、濃度、變化規律等數據,并依據分析結果進行智能化、科學化的治理,實現污染物源頭監控、車輛動態管理、效果實時檢驗的協同管控過程,為提高鋼鐵企業整體治理效率和降低治理工作管控難度提供有力支撐,實現無組織治理向有組織治理轉變。
1、排放監控體系
有組織排放、無組織排放監控及數據上傳。有組織監控包括煙氣排放監控、廢水排放監控、以及站房視頻等;無組織排放監控包括排放過程監控、治理設施運行監控、產塵點TSP監控、廠區環境質量監控。
2、數據對接/接收
研發監測數據接收系統,用于實時接收現場端直接上傳的監測數據和對接已有的數據。
3、集中監控平臺
通過對廠區內有組織排放、無組織排放的實時監測,結合廠區主要節點空氣質量微站的設置,附以視頻監控手段,將各類數據接入管、控、治一體化平臺中,有效掌握并科學分析有組織和無組織排放分布、濃度、變化規律等數據,并依據分析結果進行智能化、科學化的治理,實現污染物源頭監控、車輛動態管理、效果實時檢驗的協同管控過程,為提高鋼鐵企業整體治理效率和降低治理工作管控難度提供有力支撐。
4、智能管控應用
利用大數據、人工智能、機器學習、虛擬現實等技術,實現對有組織排放、無組織排放的預測預警、趨勢分析、溯源分析、污染貢獻分析等,實現污染排放的智能化自動管控和治理。