李小丽 孙兴鹤
（鞍钢股份有限公司炼铁总厂 辽宁 鞍山114021）
摘要：新标准实施，铁钢企业超标排放问题日显突出，治理污染为大势所趋。根据2014年环保部对华北地区钢铁企业的排查，70%以上的企业存在超标排放问题。国内还没有一家钢铁企业能完全实现达标排放，尤其是烧结炼铁工序与环保新标准存在一定差距。本文介绍烧结及炼铁工序污染物排放与新标准的差距，从管理及技术改造等方面阐述烧结及炼铁工序的达标排放的措施。
关键词：新环保法；烧结炼铁；环保问题；措施
1 新标准分析
2015年1月1日，号称“史上最严”的新环保法已正式实施，烧结炼铁工序新旧标准的主要差距是新标准中大幅度缩紧了颗粒物和SO2的排放限值。超标排放等环境违法行为将受到“按日计罚、上不封顶”、“治安拘留、刑事责任”等处罚。今年3月上旬闽源钢铁2号烧结机因外排烟尘浓度超标15天，环保局依法实施按日连续处罚，给闽源钢铁公司开出150万元的罚单。面对这一事件，在环保问题上不能指望执法“手下留情”，也不能“投机取巧”。
1.1 新标准系统性更强
烧结工艺增加的氮氧化物、氟化物、二噁英控制标准，炼铁工序热风炉增加氮氧化物的控制标准。
1.2 提高了污染物的控制标准
烧结、球团工业大气污染物排放标准（GB28662—2012）、炼铁工业大气污染物排放标准（GB28663—2012）、钢铁工业水污染排放标准（GB13456—2012代替1992版）新标准均大幅收严了颗粒物、SO2和化学需氧量的排放限值，针对敏感地区，制定了更严格的水和大气污染物的特别排放限值，但新标准放宽了NOX排放限值。
2 烧结炼铁工序排放与新标准差距
中国经历了三十年不受限制的粗放式发展后，环境问题也逐渐突显。钢铁企业具有高能耗、高资源消耗、高污染的特点，必须承担环境保护的社会责任。对照国家新标准，决大部分企业的排放指标还不能达标，有的与国家新标准差距还非常大。根据2014年环保部对华北地区钢铁企业的排查，70%以上的企业存在超标排放问题。国内大多数钢铁企业存在不同程度的差距，还没有一家钢铁企业能完全实现达标排放。新标准中氮氧化物限值未考虑脱硝，达标相对容易；但新标准规定了烧结机头的二噁英排放浓度为0.5ng-TEQ/m3,而目前除宝钢梅山4号400m2烧结机在循环硫化床脱硫工艺后增加脱除二噁英设施外，其余烧结机都没有二噁英的控制施措施，目前烧结炼铁工序与环保新标准有以下5方面差距：
2.1 烧结机头（球团）二氧化硫排放与新标准差距
烧结机头（球团）二氧化硫排放新排放标准为200mg/m3，特别排放限值为180mg/m3。未配套脱硫设施的企业排放浓度通常在400mg/m3—1500mg/m3（攀钢特例4000mg/m3—8000mg/m3）。截至目前，钢铁行业现在约有1200台烧结机，配套脱硫设备的仅有不到600台，虽然目前烧结脱硫的技术种类达50多种，但尚缺少成熟可靠的脱硫技术，半干法脱硫运行相对稳定但还存在后序废物处置的问题。根据环保部减排核查结果，烧结（球团）脱硫设施平均综合脱硫效率仅为26%，有相当一部分脱硫设施建设不规范，部分减排效果差、不能长期稳定达标，这部分脱硫设施均需要实施整改，球团基本都没有脱硫装置。
2.2 烧结机头（球团）颗粒物排放与新标准差距
烧结机头（球团）颗粒物新排放标准为50mg/m3，特别排放限值为40mg/m3，目前国内的烧结机头（球团）采用半干法脱硫工艺，经过脱硫增加的布袋除尘器外排的颗粒物能够满足50mg/m3排放标准，但烧结机头（球团）采用湿法脱硫设施后几乎都没有加装湿式电除尘器，二氧化硫排放可满足200mg/m3排放标准，但颗粒物排放浓度一般只能达到50~80mg/m3，采用湿法脱硫的烧结机头（球团）颗粒物排放难以达标，没有实施脱硫的烧结机头（球团）的颗粒物很难满足新标准。
表1 烧结（球团）排放现状
|
工艺 |
颗粒物排放mg/m3 |
SO2排放mg/m3 |
||||
|
烧结（球团）机头 |
湿法脱硫 |
（半）干法脱硫 |
标准 |
脱硫前 |
脱硫后 |
标准 |
|
50~80 |
＜50 |
≤50 |
400~1500 |
＜200 |
≤200 |
|
2.3烧结机头二噁英排放与新标准差距
新标准增加了烧结机头二噁英排放浓度限值为0.5ng-TEQ/m3，而目前除个别配套了活性炭吸附装置治理设施的烧结机外，其余烧结机都没有对二噁英采取控制措施，二噁英排放很难满足新标准，期待新的更高效更经济的脱硫脱硝二噁英一体化技术改造也是新环保标准的要求。
2.4环境除尘颗粒物排放与新标准差距
烧结及炼铁工序环境除尘包括烧结机尾、原料及成品，高炉出铁厂、高炉矿槽、上料转运站等除尘器颗粒物标准限值在10-30mg/m3，在运行的高炉系统布袋除尘设计排放浓度在30-50mg/m3，烧结系统机尾、原料、成品大多采用电除尘，少数高炉系统也有部份采用电除尘器，电除尘排放在50-100mg/m3。电除尘器颗粒物排放与新标准差距较大，布袋除尘达标不难，难的是长期稳定达标。
2.5 无组织排放与新标准差距
新标准还规定了颗粒物无组织排放限值5-8mg/m3，目前烧结原料场、皮带转运站部分烟尘从厂房外逸，造成无组织排放，对环境造成污染。此外，厂区道路料场扬尘，皮带通廊未密闭，转运站未设置除尘系统等都导致无组织排放。
3 实施新标准企业面临的问题
3.1 现有的环保技术与严格的排放标准的矛盾
标准严格了，要求企业使用更高效的除尘器、更高效的脱硫脱硝设施，并同步考虑二噁英去除。而目前国内还缺乏相应成熟的技术和设备，即便是已有很多工程实践的烧结烟气脱硫，实际的运行效果也不理想，烟气脱硝技术还在试验阶段，去除二啞英技术更不成熟。
3.2 改造所需的大量资金与企业经营的矛盾
要达到新标准，原有的环保设备都需要进行技术改造，根据我国钢铁行业环保现状，测算全行业实施废水、废气等环保改造总投资合计约900~1100亿元，每年将新增环保运行成本约800亿元。目前钢铁企业已是微利、无利、亏损状态，钢铁业正在经历“寒冬”，面临“巧妇难为无米之炊”的资金问题。2013年全国钢铁行业的平均利润率仅为2.16%，亏损面23.4%。中钢协77家重点大中型钢铁企业的利润率更低，仅为0.62%，吨钢利润只有几十元。1000万吨以上烧结炼铁工序提标改造的资金在1亿以上，所有的钢铁企业面临大量资金短缺问题。
3.2.1料场无组织扬尘整治投资
烧结工序露天料场、煤场的扬尘，最好采用密闭料仓，特别是在多雨的地区，密闭料仓还能减少降雨对料堆的冲刷，降低损耗和排水中的污染物浓度。钢铁企业全面普及密闭料仓，投资将超过200亿元。
3.2.2布袋除尘采用精细滤料降低风速提标达效改造投资
大中型钢铁企业，除尘器达上百套。其中，90%以上为袋式除尘器，大多数除尘器一方面需要更换除尘效率更好的超细纤维滤料或覆膜滤料等材质，另一方面应对除尘器进行增容改造，降低过滤风速，提高除尘效率。预计每套除尘器改造平均需要500万元以上。
3.2.3 静电除尘器增加电场或电改袋改造投资
全国烧结炼铁工序约有900余台电除尘器，对这些电除尘器提标达效方案：电除尘由3、4电场增加为5、6电场，改为布袋除尘器、电袋复合除尘器，预计每台除尘器改造平均投资在300万元以上。
3.2.4烧结湿法脱硫后增加湿式电除尘器改造投资
全国烧结脱硫设施有500余台烧结（球团）设备采用湿法脱硫工艺，目前湿法脱硫后颗粒物排放不能满足新标准50mg/m3要求，要满足新标准，脱硫后必须配套湿式电除尘器，每套湿式电除尘器投资约1000万元以上。
3.2.5烧结脱硫设施改造投资
全国钢铁行业仍有约4万平米的烧结机和2亿吨的球团生产线未配备烟气脱硫设施，360m2烧结机每套脱硫设施平均在6000万元，全国预计新增脱硫改造投资约100亿元。同时，随着国家减排核查日益严格，如河北省要求所有烧结脱硫设施旁路全部拆除，导致一些偷工减料、设计有缺陷的脱硫设施无法维持运行，必须进行整改，甚至推倒重来，整改重建投资预计将超过50亿元。
3.2.6 增加环保运行成本
按照新标准实施各项环保提标改造，新的环保设施投产运行，将增加设备维护、水电介质、人工成本、备品备件等各种费用。如果我国钢铁企业实现新排放标准全面达标，也意味着企业的环保水平达到世界先进水平。新环保设施投产后，烧结及炼铁工序将增加10—20元/吨运行成本。
表1 全国烧结炼铁工序提标达效投资一览表
|
工艺 |
颗粒物达标投资（亿元） |
SO2达标投资（亿元） |
合计投资（亿元） |
|
烧结（球团） |
50 |
150 |
200 |
|
炼铁 |
100 |
— |
100 |
3.3 减排与节能的矛盾
按照《工业节能十二五规划》，2015年钢铁企业能耗要求比2010年下降18%，根据新标准，企业加大环保投入，从而大大增加环保设施能耗，使得钢铁企业能耗很难满足要求。
3.4 降低成本与清洁原料的矛盾
为降低成本，钢铁企业减少进口的高价铁矿，大多提高国内低品位矿甚至是高硫矿、硫煤的使用比例，清洁原料大幅度减少，精料方针难以实施，生产能耗增加，效率降低，减排的难度更大。
4 烧结炼铁工艺满足新标准的措施
4.1 应对新排放标准在管理方面要树立“环保是企业生命线”的观念
近年来，我国经济快速发展，但在注重GDP的发展模式下，各方面的环保意识都明显滞后，环保说起来重要、干起来次要、忙起来不要的状况比比皆是，甚至一些地方政府还会为企业的环保违法行为提供保护伞。在此大背景下，钢铁企业也普遍存在这种现象，无论企业领导还是普通职工的环保意识都有待提高，环保往往让位于生产。
但是随着国家环保形势日益严峻，社会公众的环保意识不断增强，企业环保违法行为不断被曝光，政府部门领导受到的环保考核也不断强化，环保动真格的氛围逐步形成。在公众、媒体、政府的全面监督监管下，企业的环保违法行为将越来越难以掩盖。钢铁企业一旦不能满足新排放标准的达标要求，出现环保违法行为，按照新环保法规定，企业将受到严厉的经济和行政处罚，甚至会影响到企业的生存。因此，钢铁企业应彻底转变环保观念，企业所有员工、特别是企业领导层必须真正树立“环保是企业生命线”的观念，从制度上、从组织上确立环保的优先地位，只有这样才能确保企业的环保工作真正取得实效。
4.2 实施环保设施运行指标在线监测及环境信息公开
目前钢铁企业烧结烟气脱硫设施、水处理设施等实行在线监测运行指标，但其它环保设施还没有在线监测，缺乏政府及部门监督管理；宝钢、太钢、鞍钢、武钢等大型钢铁企业已经陆续向社会各界定期公开其环境保护和可持续发展的相关信息，既对企业形象起到了很好的宣传作用，又可以利用社会舆论作为企业推进环境保护工作的动力。
新环保法也要求排污单位必须公开自身环境信息，因此应从制度上强化钢铁企业编制并公开社会责任报告的要求，促使企业在加强节能减排工作的同时，加强环境信息的管理和公开。同时，加强新闻媒体和社会舆论对钢铁企业环保行为的监督，加大环保违法行为的曝光力度，在全社会形成环保违法、人人喊打的氛围，共同促进钢铁工业可持续发展。
4.3 政府加大对钢铁企业提标改造的资金支持力度
1000万吨钢平均需要的环保投入为10亿元，环保基础不好的企业，投入更高， “中国在未来的几年环保投资需求非常大，大概在8万亿元~10万亿元的水平上，而且这个投资没有重复建设。”3月7日，环境保护部部长陈吉宁在十二届全国人大三次会议记者会上透露了这样的信息。近年来，钢铁企业经营困难、大部分企业亏损、资金链紧张，再加上钢铁行业产能严重过剩、市场无序竞争、钢铁企业的环保成本无法传递到用户。受此影响，钢铁企业再投入大量资金实施环保技术改造十分困难，甚至可能发生履行社会责任的环保守法企业由于加大环保投入导致企业生产成本增加，产生劣币驱逐良币的现象。因此，应该鼓励银行等金融机构对钢铁企业的环保改造项目提供融资支持；对于实施环保提标改造的钢铁企业，在项目验收、核实治理效果后，国家和地方应以“以奖代补”的方式给予一定的补贴；同时，借鉴火电环保电价补贴的方式，对钢铁企业进行一定程度的环保成本补贴，特别是对优于排放标准一定比例、超额完成减排任务的环保治理项目予以额外的奖励。
4.4 从源头入手，采用清洁生产工艺，减少污染特排放
目前有钢铁企业末端治理的空间也越来越小，节能减排还应该从工艺入手，重视污染物源头控制技术的研发与应用，对于烧结工序应开发烧结烟气循环技术，减少外排烟气中污染物的排放量；高炉大比例的喷煤技术、全氧高炉技术、高倍率水循环技术等清洁生产工艺，从源头上减少污染控制污染。
4.5 科学规划、有序实施
为满足新标准大多需要采用先进的环境技术进行环保设备改造更新。烧结机必须采用四电场电除尘+脱硫净化系统方能达到新的环保标准，湿法脱硫后还应增加湿式电除尘。烧结及炼铁工序复杂，排污节点数量众多，工艺装备差别较大，不对企业的各生产环节进行全面梳理，很难摸清问题，从而制定切实可行的措施。因此，烧结及炼铁工序要实现达标排放，首先要对存在的问题进行全面排查，找出超标排放的产排污环节以及导致超标排放的原因。在此基础上，对梳理出的环境问题进行整理分类，有的放矢制定提标改造的实施方案，并按照实施方案和企业的实际情况，合理安排改造资金和改造进度，有序实施，力争在最短的时间内完成环保提标改造任务，消除企业的环保隐患。
4.6 加大环保投入，实施环保技术改造
烧结及炼铁工艺满足新标准达标排放的难点主要集中在烟粉尘、二氧化硫污染物的治理。企业要生存，必须进行环保改造。需要着重从三个方面加大环保改造力度：
一是实现烧结烟气的综合治理。在实施烧结烟气脱硫，提出烧结机头烟气中颗粒物、二氧化硫、二噁英等多种污染物的控制要求，采用多种污染物协同减排技术，对烧结烟气进行深度综合治理，确保所有污染物均能够实现达标排放。
二是强化各工序烟粉尘的治理。采用高频电源、增加电场、脱硫后湿烟气湿式静电除尘器、电袋复合除尘器、超细纤维滤料布袋除尘器等高效除尘设施对烧结、炼铁工序产尘点进行全面改造，确保有组织及无组织颗粒物的排放满足新标准要求。同时，加强烟粉尘无组织排放控制，为减少露天料场、煤场进行料仓密闭，固定料堆进行喷膜抑尘，部分无组织扬尘作业采用喷雾抑尘等措施；对处理能力不足的除尘系统进行增容改造，提高粉尘捕集率，改善厂区环境。
三是加强水污染的治理。不能只从末端建设废水治理设施，还必须从用水环节实现水高效利用，大力采用“三干”技术，从源头减少废水的产生，实现水量平衡和水质平衡，减少各工序水排放量，力争烧结炼铁生产工序水全部循环使用实现零排放。
4.7 创新环保设施运营模式
在国家对各种污染物控制日趋严格的形势下，环保系统的建设和运营也日趋专业化，这必须要求钢铁企业积极开展商业模式创新，进行环保设施专业化、市场化、社会化模式的建设和运营。推广“合同环境服务、由第三方运营”，由项目投资方向社会筹集资金，解决钢铁企业在实施环保改造项目所需的巨额资金，降低企业减排成本。更重要的是，实施合同环境服务，不但可以规范环境服务市场，而且通过引进专业环保单位实现专业化运营服务，可有效降低故障率，保证环保设施长期稳定运行；还可以将钢铁企业的投资风险和环境处罚风险转移给第三方，使钢铁企业可以把更多的精力投入到钢铁主业上。因此，建议参照合同能源管理的奖励模式，根据污染物减排量，对采用合同环境服务的环保项目进行奖励，鼓励环境污染治理设施由第三方运营。但是环保项目在很多情况下是很难有直接收益的，如何保证第三方运营的盈利，成为推进这一模式的主要难点，只有政府通过引导社会资金投入，根据减排量进行奖励，实施“合同环境服务、由第三方运营”方式。
5 结束语
新环保法实施，大大推动企业实施环保技术改造的步伐，企业真正担负起环境保护的社会责任。新环保法的实施，钢铁企业的环保将成为一个新常态，短期内对企业肯定会有冲击，但从长远看，能过了这一关的企业，一定会有好的前景，钢铁企业一定要有信心。总之，钢铁企业只有正视环保，实现绿色发展，钢铁企业才能在严峻的环境压力及激烈的市场竞争中得以生存，最终走向成功。
参考文献：
[1] 韩兴北、彭晓兰著．烧结行业污染物排放标准的解决方案探讨．冶金管理，2014年06期
[2] 刘涛．以《环境保护法》实施为契机 促进中国钢铁工业绿色转型．环境保护，2014年12期
[3] 易海涛．新形势下钢铁行业环保面临的困难与机遇．环境科学与管理，2013年11期