—— “3·15”之际,谈钢铁烧结脱硫脱硝超低排放存在的一些低劣、造假问题
2020年是我国打赢蓝天保卫战三年行动计划的圆满收官之年,根据生态环境部的公开数据,目前已经完成电力行业9.5亿千瓦和钢铁行业7成约6.2亿吨产能的超低排放改造,空气质量得到明显改善。
然而,污染防治不能毕其功于一役,2020年我国秋冬雾霾依然频繁发生,全面打赢蓝天保卫战依然任重而道远。
良好的生态环境是最基本、最普惠的民生福祉,在我们的生活中,雾霾对人体的伤害不一定立竿见影,而是长期累积的慢性危害。中山大学公共卫生学院和湖北省疾病预防控制中心的研究团队,分析了我国湖北15万余例心梗死亡病例的数据发现,即使是短期空气污染暴露,心梗死亡风险也显著增加;尤其值得注意的是,在PM2.5、PM10浓度水平分别为33.3μg/m3和57.3μg/m3时,心梗死亡风险就飙升到了最高水平。
在历年的“3·15”国际消费者权益日,食品的打假是重头戏,因为假冒伪劣食品对人体直接伤害极大。而在大气污染治理中的假,虽对公众的健康影响并非立竿见影,但正如上述的研究来看,长久以往造成的危害更加惊人。
目前,我国有七成左右的钢铁烧结完成超低排放改造,但调研发现,一些钢铁烧结脱硫脱硝装置质量极差,问题不少,数据造假频现。钢铁烧结脱硫脱硝超低治理的乱象,不仅导致“劣币驱逐良币”,大量细微颗粒物等污染物被超低排放的失真和造假数据所掩盖而大势偷排,直接危害着空气质量。
一、氧化法脱硝的“技术造假”是造假中的典型
调研发现,河北、天津、山东、江苏、广东等地有七十多套烧结机采用氧化法脱硝工艺,一些钢企利用环保在线监测装置针对二氧化氮(NO2)实时监测存在的技术短板,只把烟气氮氧化物(NOx)中占比95%以上的一氧化氮(NO),高效氧化为NO2,但为了节省成本,不对NO2进行高效吸收脱除,烟囱冒“黄烟”,排放数据却显示达标,这是一种典型的“假脱硝”。
数据分析可得,一台中等规模的260m2烧结机,与常规SCR脱硝超低排放相比,氧化法“假脱硝”一年可偷省约3000万元以上的脱硝运行成本。
NOx是臭氧和硝酸盐PM2.5的前体物,但NOx中真正促进臭氧和硝酸盐PM2.5生成的是NO2而非NO。NO只有在大气中氧化成为NO2,才会迅速促进O3和硝酸盐PM2.5的协同生成。因此,钢铁烧结“假脱硝”不仅没有减少NOx的排放,反而因为将大量NO转化为NO2排放而立竿见影地升高了臭氧和硝酸盐PM2.5的浓度。
我国采用氧化法脱硝工艺的烧结机产能约为一亿吨。如果出现规模性氧化法“假脱硝”,实时排放的NO2总量极大,将显著提高当地和区域大气中的臭氧和硝酸盐PM2.5浓度。
二、排放监测的“技术漏洞”为钢铁烧结湿法脱硫治理的低劣、造假提供屏障
我国钢铁烧结大量采用湿法脱硫,包括石灰石/石膏法、氨法、镁法等,普遍拖着“白龙”,与西方国家的湿法脱硫“白龙”相比,存在两种反常的情况。一种情况是,浓重的白烟拖尾距离非常长,明显超过了常识上的水蒸气蒸发距离,主要出现在氨法脱硫、镁法脱硫上;另一种情况是,“白烟”消失后仍拖着长长的蓝色或黄色尾迹,这种现象随处可见,尤其是采用高硫矿的烧结机。绵延数公里、经久不散。下图3。
这些有色烟羽拖尾,是大量PM1.0细颗粒排放所形成的散射现象,这一点从专家收集到烧结湿法脱硫烟气冷凝水中含有大量细颗粒物中已得到证实。
从我国许多钢厂湿法脱硫出口雾滴浓度严重超标,再加上机头电除尘器普遍易失效,烟囱拖着长长拖尾的情况分析,这些钢厂的颗粒物排放应无法满足超低排放指标,但为什么不能被一次又一次“钢牙利齿”的环保督察和实时与环保在线联 的监测数据发现呢?
因为,我国实施超低排放后,把采样标准修订改为单层平板滤膜取样,而又不考核烟气二次可凝结颗粒物(英文缩写CPM,主要为可溶性盐、SO3形成的硫酸气溶胶)排放,这就导致湿法脱硫出口排放漏测粒径小于0.3μm的可过滤颗粒物,而且湿法脱硫出口雾滴天量排放的问题也一道被掩盖与放纵。
同时,一些企业钻监管的漏洞,对湿法脱硫废水仅做不加任何药剂的自然沉淀处理,然后混入钢厂废水总排口冲稀外排或直接冲渣蒸发,相当于脱硫废水中含有的多种污染物,包括氯离子、氟离子、重金属,甚至二噁英等,曲线对河流或对空偷排,对环境危害极大。
三、一些低劣钢铁烧结(半)干法脱硫装置成为本地雾霾发生器
一些钢铁烧结机组采用低劣干法脱硫装置,投运后现场“一塌糊涂”,结块掉灰,布袋糊袋,灰斗板结,基本无法稳定运行,污染物排放超标。通过人为更改CEMS数据,涉及造假(见图5)。
在烧结低劣半干法脱硫装置后加装SCR脱硝,对空气质量的改善也不利。因为低劣半干法脱硫装置不仅脱硫率低且可靠性差,而SCR脱硝催化剂加剧SO2/SO3转化,大量未脱除的SO2经SCR催化剂被转化成SO3排放到大气中,立竿见影与逃逸氨生成硫酸盐PM1.0细颗粒。见下图所示。
四、 结束语
2021年是我国“十四五”深入打好大气污染防治攻坚战的开局之年,加快空气质量改善,促进优质钢企的高质量发展,应从钢铁行业烟气超低排放的打假着手。通过全面环保督查,推倒、淘汰伪劣假冒的超低装置,促进钢铁烧结球团脱硫脱硝超低排放的公平竞争,实现我国钢铁行业的健康高质量发展。
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