一 前 言
自2019年《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》發(fā)布以來(lái),中國鋼鐵行業(yè)掀起了一場(chǎng)綠色革命,據不完全統計,全國鋼鐵企業(yè)累計投資超過(guò)1500億元實(shí)施超低排放改造,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等主要大氣污染物排放量大幅下降,促進(jìn)了京津冀等重點(diǎn)區域空氣質(zhì)量改善,有力的支撐了打贏(yíng)藍天保衛戰,特別是順利完成了2022年冬奧會(huì )期間空氣質(zhì)量保障任務(wù)。但是京津冀地區產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)復雜、排放源數量多,打贏(yíng)藍天保衛戰靠的是多措施的組合拳,到底鋼鐵行業(yè)超低排放對空氣質(zhì)量改善有多大作用,很難進(jìn)行精準分析,也導致出現了一些“莫須有”的觀(guān)點(diǎn),有意淡化鋼鐵超低排放的貢獻。
江蘇沙鋼集團是國內最大的民營(yíng)鋼鐵企業(yè),本部粗鋼產(chǎn)能2500萬(wàn)噸。張家港市冶金園(錦豐鎮)是沙鋼集團本部所在地,占地面積約114平方千米,是全國單位面積鋼鐵產(chǎn)能最大的鄉鎮,沙鋼的大氣污染物排放量直接決定了錦豐鎮的環(huán)境空氣質(zhì)量。筆者對比了錦豐鎮在沙鋼實(shí)施超低排放改造前后環(huán)境空氣質(zhì)量的變化情況,以及與張家港市其他鄉鎮進(jìn)行橫向對比,可以看出鋼鐵企業(yè)實(shí)施超低排放改造對周邊環(huán)境空氣質(zhì)量的貢獻巨大。
二 “十四五”以來(lái)張家港市各鄉鎮環(huán)境空氣質(zhì)量變化
根據張家港市生態(tài)環(huán)境局2021年-2022年環(huán)境空氣質(zhì)量數據統計數據,張家港市總體空氣質(zhì)量較好,2021年全市下轄10個(gè)鄉鎮PM2.5年均濃度在28-31微克/立方米,2022年空氣質(zhì)量進(jìn)一步改善,全市下轄10個(gè)鄉鎮PM2.5年均濃度降至26-29微克/立方米,所有鄉鎮PM2.5平均濃度均同比下降,降幅在3.3%-16.1%,見(jiàn)圖1。在各鄉鎮中,以沙鋼集團所在的冶金園(錦豐鎮)PM2.5平均濃度降幅最為顯著(zhù),達到最高的16.1%。而且,2022年錦豐鎮PM2.5平均濃度不但降幅最大,其絕對數值在各鄉鎮中也是最低的,達到了26mg/m3。

圖1 張家港市各鄉鎮2022與2021年度PM2.5平均濃度變化情況
2023年1-3月張家港市各鄉鎮PM2.5月均濃度較2022年同期繼續顯著(zhù)向好,下降范圍在17.9%至36.2%,見(jiàn)圖2。其中,沙鋼集團所在的冶金園(錦豐鎮)繼續保持36.2%的最大降幅。

圖2 張家港市各鄉鎮2023年1-3月與2022年1-3月PM2.5平均濃度變化情況
從上面兩圖可以看出,從2021年至今,張家港市各鄉鎮在PM2.5年均濃度達標的情況下,均實(shí)現了空氣質(zhì)量持續改善,特別是沙鋼集團所在的冶金園(錦豐鎮),PM2.5濃度降幅遙遙領(lǐng)先。作為張家港市產(chǎn)業(yè)結構最重的錦豐鎮,環(huán)境空氣質(zhì)量為什么能在兩年間發(fā)生如此顯著(zhù)的改善。對比一下沙鋼集團開(kāi)展超低排放改造的進(jìn)程就不難發(fā)現,錦豐鎮環(huán)境空氣質(zhì)量的變化與沙鋼完成超低排放改造的時(shí)間節點(diǎn)高度吻合。
三 沙鋼集團超低排放改造推進(jìn)歷程
3.1 沙鋼超低排放改造總體進(jìn)程
沙鋼集團自2018年下半年啟動(dòng)超低排放改造以來(lái),總投資81.6億元,全面實(shí)施料場(chǎng)全封閉棚化改造、焦化燒結脫硫脫硝與干熄焦脫硫提標、無(wú)組織管控治一體化平臺建設及治理設施配套、恒樂(lè )建材鋼渣場(chǎng)搬遷、除塵系統優(yōu)化與提標升級改造等171個(gè)重大項目,其中無(wú)組織治理投資占總投資金額的50%,高達40余億元。
2020年7月,沙鋼集團超低排放評估監測工作正式啟動(dòng),由生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規劃院、冶金工業(yè)規劃研究院、中國環(huán)境監測總站組成的超低評估團隊對沙鋼超低排放工作進(jìn)行現場(chǎng)指導幫扶。2021年1月,完成清潔運輸環(huán)節超低排放改造,2022年7月完成有組織環(huán)節超低排放改造,2022年12月完成無(wú)組織環(huán)節超低排放改造,2023年5月沙鋼完成全流程超低排放評估監測并在中國鋼鐵協(xié)會(huì )網(wǎng)站進(jìn)行公示,標志著(zhù)全世界最大的單體鋼鐵生產(chǎn)基地超低排放改造工作取得階段性成果。
3.2 主要超低排放改造項目成果
?。?)清潔運輸體系高標準構建
沙鋼集團投資3.2億元實(shí)現了碼頭前沿運輸車(chē)輛及港作工程機械的更新?lián)Q代,滿(mǎn)足車(chē)輛排放階段要求。同時(shí),投資更新鏈斗式、螺旋式環(huán)保卸船機,實(shí)現了散貨碼頭密閉無(wú)揚塵卸貨,積極打造碼頭區域“見(jiàn)縫插綠”工程,及時(shí)補種2.5億元綠色植物,恢復長(cháng)江沿線(xiàn)自然生態(tài)景觀(guān),實(shí)現長(cháng)江沿線(xiàn)的綠化亮化,見(jiàn)圖3和圖4。此外,還投資近3億元建成燒結、鋼渣處理等總長(cháng)度約20公里的管帶機項目,涉及成品燒結礦、焦炭、石灰石、白云石、熔劑、礦粉、高爐返礦返焦、鋼渣等原燃料、中間產(chǎn)品的密閉輸送,徹底取消廠(chǎng)內汽運車(chē)輛短倒。

圖3 沙鋼水運碼頭與船舶接卸實(shí)景

圖4 沙鋼原料輸送管帶機應用實(shí)景
?。?)有組織排放精益化提標改造
沙鋼集團總投資3億余元,建立全廠(chǎng)5套焦爐煙氣活性焦脫硫脫硝一體化項目,同時(shí)耗資約18億元對全廠(chǎng)8臺燒結機與2條鏈篦機-回轉窯球團生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行焙燒煙氣脫硫脫硝提標改造,見(jiàn)圖5和圖6,全部采用活性焦脫硫脫硝一體化或半干法脫硫配套SCR脫硝等超低排放可行技術(shù),全面達到超低排放限值要求。此外,公司各生產(chǎn)線(xiàn)配備較為齊全的除塵系統管網(wǎng),通過(guò)超低排放改造期間的新建除塵與現有除塵系統優(yōu)化,目前沙鋼集團共建成588臺/套除塵裝置,除塵總風(fēng)量高達1.12億立方米/小時(shí),除塵電機裝機總容量達33萬(wàn)千瓦,較好地滿(mǎn)足冶煉生產(chǎn)過(guò)程中顆粒物達標排放需求。

圖5 焦爐煙道氣活性焦脫硫脫硝一體化應用實(shí)景

圖6 燒結機頭煙氣脫硫脫硝裝置應用實(shí)景
?。?)建立智能管控治一體化系統
沙鋼集團建設智能管控中心,集安全環(huán)保監控、生產(chǎn)能源調度、生產(chǎn)工藝操控三位一體的管理模式,項目總投資21.5億元,其中焦化管控中心,于2019年建成,總建筑面積2644平方米,鐵前管控中心于2021年建成投運,見(jiàn)圖7,打破各車(chē)間之間數據和應用隔閡,進(jìn)一步提升數據集中度,實(shí)現資源共享,滿(mǎn)足超低排放DCS分布式控制與視頻監控等要求。

圖7 鐵前智能管控中心
無(wú)組織排放治理方面,沙鋼集團投資近30億元,建設了85個(gè)萬(wàn)噸級煤、焦筒倉,實(shí)現了煤、焦的全封閉貯存,同時(shí)建設了先進(jìn)的C型機械化全封閉料場(chǎng)與廢鋼庫,有效解決了原料露天堆放及裝卸過(guò)程中的揚塵污染,見(jiàn)圖8。同時(shí),為了源頭解決鋼渣處理環(huán)節的無(wú)組織排放與固廢資源化利用問(wèn)題,沙鋼對原工藝進(jìn)行優(yōu)化改造升級,建成國內產(chǎn)能最大、工藝先進(jìn)的鋼渣處理線(xiàn),見(jiàn)圖9,年處理鋼渣330萬(wàn)噸,實(shí)現沙鋼鋼渣100%綜合利用的同時(shí),滿(mǎn)足此節點(diǎn)的無(wú)組織排放控制要求。截至目前,全廠(chǎng)近13000個(gè)無(wú)組織污染源點(diǎn)位均已實(shí)現逐一整改,從物料封閉儲存、物料轉運輸送、生產(chǎn)工藝防治和除塵灰接卸等環(huán)節全面達到超低排放無(wú)組織控制要求。

圖8 煤、焦筒倉與全封閉原料場(chǎng)應用實(shí)景


圖9 鋼渣處理車(chē)間內外部實(shí)景
?。?)減排效果
通過(guò)實(shí)施全流程超低排放改造,沙鋼的綠色低碳環(huán)保水平得到有效提升,噸鋼環(huán)保運行成本接近300元,污染物排放績(jì)效指標持續改善。初步測算,超低排放改造完成后沙鋼噸鋼顆粒物排放量0.23千克、噸鋼二氧化硫排放量0.068千克、噸鋼氮氧化物排放量0.23千克,較“十三五”末分別下降7.3%、13.7%和15.2%,為區域環(huán)境空氣質(zhì)量改善做出了重要貢獻。
四 結 語(yǔ)
鋼鐵行業(yè)超低排放作為打贏(yíng)藍天保衛戰的重要抓手,其對環(huán)境空氣質(zhì)量改善起到了重要作用,相關(guān)研究機構根據空氣質(zhì)量模型測算,京津冀鋼鐵企業(yè)超低排放改造對北京市PM2.5濃度下降的貢獻約15%-20%,但是由于京津冀區域氣象條件復雜、行業(yè)和企業(yè)數量多,也有一些聲音對鋼鐵行業(yè)超低排放的成效提出質(zhì)疑。通過(guò)張家港市各鄉鎮空氣質(zhì)量的變化和沙鋼開(kāi)展超低排放的進(jìn)展分析可以看出,隨著(zhù)沙鋼全流程超低排放改造的完成,張家港全市各鄉鎮環(huán)境空氣質(zhì)量達標率與PM2.5平均濃度變化均達到近五年來(lái)的最佳水平,沙鋼所在地冶金園(錦豐鎮)更是以36.2%的PM2.5平均濃度改善率位列全市首位,可以很直觀(guān)的看出鋼鐵企業(yè)通過(guò)實(shí)施超低排放改造,對改善區域空氣質(zhì)量作出的巨大貢獻。