钢铁工业大气污染物超低排放标准.docx
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钢铁工业大气污染物超低排放标准
钢铁工业大气污染物超低排放标准
Ultra-lowemissionstandardofairpollutantsforironandsteelindustry
（征求意见稿）
编制说明
标准编制组
二〇一八年四月
1任务来源与工作过程
1.1任务来源
为了贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》以及《大气污染防治行动计划》、《河北省大气污染防治行动计划实施方案》、《河北省蓝天保卫战三年作战计划（2018-2020年）》等法律法规，促进河北省钢铁工业生产工艺和污染治理技术的进步，实现河北省钢铁工业大气污染物超低排放，保护环境，防治污染，保障人体健康，维护良好的生态环境，受河北省环境保护厅委托，河北省众联能源环保科技有限公司承担了《钢铁工业大气污染物超低排放标准》的修订工作。
河北环学环保科技有限公司等单位协助开展有关工作。
项目已申报省质量技术监督局立项。
1.2工作过程
2017年11月30日，河北省质量技术监督局发布《关于征集2018年河北省地方标准制修订项目的通知》，面向全省征集2018年度河北省地方标准修订项目要求。
依照以上文件精神，河北省环境保护厅将《河北省钢铁工业大气污染物超低排放标准》修订工作委托河北省众联能源环保科技有限公司牵头开展。
我公司在承接任务后，邀请河北省环境科学研究院、河北省冶金协会等单位的多名专家，成立《钢铁工业大气污染物超低排放标准》编制组。
编制组召开内部会议，初步确定标准内容，同时明确了研究内容、技术关键、技术路线、时间进度、考核指标和最终提交的成果形式。
至此，本项目的制订工作全面开始启动。
任务承接后，编制组依照工作计划首先进行文献查阅，现场调研、咨询，污染物监测及汇总分析，并对相关监测数据进行汇总、统计分析，结合现场调研和数据分析结果，以进一步掌握目前我省钢铁行业大气污染物的排放现状和污染物控制水平，在此基础上完成《钢铁工业大气污染物超低排放标准》初稿及编制说明。
2标准修订的必要性、编制原则和技术路线
2.1标准修订的必要性
2.1.1环境污染治理形式严峻，钢铁企业污染控制任重道远
钢铁工业，是资源、能源密集型产业，其特点是产业规模大、生产工艺流程长，从矿石开采到产品的最终加工，需要经过很多生产工序，其中的一些主体工序资源、能源消耗量都很大，污染物排放量也比较大。
钢铁工业冶炼的过程中，释放出来的二氧化硫、氮氧化物和粉尘，都被认为是形成空气污染的主要物质。
河北省是名副其实的钢铁大省。
根据《河北省钢铁产业结构调整方案》，河北钢铁产量与全国钢铁产量的比例接近30%；同时根据2016年河北省环统数据及大气污染源排放清单，河北省钢铁行业烟（粉）尘、SO2、NOx年排放量分别为610415.7950吨、223373.9410吨和254707.2380吨，占河北省工业企业排放量的比例分别为68.67%、42.56%、43.18%。
因此，钢铁工业污染物控制任重道远。
2.1.2《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015）标准存在的问题。
《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015）由河北省环境科学学会、河北省环境科学研究院、河北省工程咨询研究院、河北省冶金行业协会、河北前进钢铁集团有限公司起草，2015年2月15日发布，2015年3月1日实施。
同时河北省环境保护厅于2016年9月29日发布了《关于河北省钢铁行业执行大气污染物特别排放限值的公告》（2016年第1号）。
本标准及第1号公告对控制我省钢铁行业的污染物排放和推动钢铁工业的技术进步发挥了重要作用。
但随着我国钢铁工业的迅猛发展和近几年的结构性调整及生产格局的变化，一系列清洁生产工艺技术和末端治理技术飞速发展，现行排放标准已经无法适应当前新形势下的钢铁工业环境保护要求。
（1）环保部和河北省政府对河北省环境保护提出了新的要求
①全国环保厅（局）长会上，李干杰部长在2018年工作安排中提出“继续推进燃煤电厂超低排放改造，启动钢铁行业超低排放改造”。
②省委九届六次全会提出：
推进全省重点行业超低排放改造。
③《河北省大气污染综合治理三年作战计划（2018-2020年）》：
河北2018年将开展工业企业全面达标排放行动，对钢铁、焦化等重点行业实施超低排放改造，实施燃煤电厂深度治理，推进VOC排放企业全面达标治理等，以深入推进大气污染治理。
本文件为我省大气污染防治工作纲领性文件，为了继承环保部和河北省当前最新的环境保护政策和文件精神，修订《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015），实施钢铁工业大气污染物超低排放势在必行。
（2）国家发布了新的钢铁行业大气污染物排放标准（征求意见稿）及成熟的废气治理措施
环保部于2017年6月22日对《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》（GB28662-2012）修改单进行征求意见，其中将表3（特别排放限值）中烧结机和球团焙烧设备的颗粒物限值调整为20mg/m3、二氧化硫限值调整为50mg/m3、氮氧化物限值调整为100mg/m3。
同时相对应的烧结机机头（球团焙烧）烟气治理措施如活性焦脱硫脱硝一体化技术、循环流化床脱硫工艺+SCR脱硝技术、循环流化床脱硫工艺+臭氧脱硝技术已在邯钢、宝钢、首钢京唐、宝钢梅钢等钢铁企业成熟运用。
上述标准（征求意见稿）对最高排放浓度限制更为严格，为了突出和强化标准倒逼机制，发挥地方标准在控制污染物排放、调节行业准入和压减落后产能中的积极作用，更好的推进大气污染防治工作，修订《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015）大势所趋。
综上，根据我省钢铁工业的发展形势和环境保护形势、节能减排形势、国家现行环保法规、现行钢铁产业发展政策，以及我省环境保护形势和钢铁工业的技术水平，落实《河北省大气污染综合治理三年作战计划（2018-2020年）》，保护河北的生态环境，为河北省环境污染治理工作保驾护航，修订《钢铁工业大气污染物排放标准》（DB13/2169-2015）迫在眉睫。
本次标准修订工作，通过淘汰落后产能和规定钢铁工业大气污染物排放限值，实现污染物存量削减，依据最先进的技术水平，最大程度的减少污染物排放增量，从而促进钢铁行业节能减排，实现重点行业绿色发展，有效削减钢铁工业污染物排放量，实现资源优化配置，逐步改善环境质量。
2.2编制原则和技术路线
2.2.1编制原则
（1）经济技术可行原则：
对每一受控的污染工艺和项目，从污染排放源特征（烟气量、浓度等），并根据我省现有的经济、技术条件和可承受性，得出一种技术可行的标准限值。
即要求标准与技术结合非常紧密，每个标准值都对应一定的技术；
（2）分类指导原则：
对新老企业（工艺装备）分别提出不同的实施时间要求；
（3）与国家标准紧密衔接的原则：
作为地方标准，本标准指标体系以国家标准为基础，指标限值或与同期国家标准相当，或严于同期国家标准。
（4）与国内外同类标准比较的原则：
参考国内外先进地区和国家的同类标准，主要包括山东等地的地方标准及美国、日本、欧洲等国外标准。
（5）全过程控制原则：
对不同的钢铁生产工艺过程提出不同的污染物排放限值要求；
（6）适用性和可操作性原则：
明确控制范围、控制因子、技术方法及监测手段；
（7）技术措施与管理措施相结合原则：
不仅对钢铁生产企业提出实施标准的技术措施和管理要求，同时对环保部门、企业的主管部门提出相应监督管理要求。
2.2.2技术路线
本课题编制的技术路线如图2-1。
图2-1河北省《钢铁工业大气污染物超低排放标准》编制技术路线图
3钢铁产业发展现状及存在的问题
3.1发展现状
钢铁工业作为河北省最重要的主导产业之一，在经济和社会发展中占有举足轻重的地位，是建设沿海经济强省的第一大战略支撑产业。
根据河北省2016年环统数据，全省现有钢铁生产企业278家，其中邯郸市38家，唐山市139家，占全省钢铁生产企业数量的67.7%。
2016年河北省生铁产量为19923万吨，粗钢产量为19391万吨，其中邯郸市生铁产量为3033万吨，粗钢产量为3100万吨，唐山市生铁产量为10512万吨，粗钢产量为10148万吨，分别占全省钢铁生铁和粗钢产量的67.9%、68.3%。
本次说明重点对全省钢铁行业中的烧结机及竖炉的分布情况进行了统计，具体见表1，河北省钢铁行业中烧结机及竖炉主要分布在唐山和邯郸，其中唐山地区带式烧结机76台、步进式烧结机57台，球团68台，分别占全省的52.7%、58.2%和46.9%，邯郸地区带式烧结机44台、步进式烧结机10台，球团32台，分别占全省的30.6%、10.2和22.1%。
全省范围内，带式烧结机机头烟气采用湿法脱硫工艺占比为86.8%，干法或半干法工艺占比为13.2%，步进式烧结机机头烟气采用湿法脱硫工艺占比为96.9%，干法或半干法工艺占比为3.1%，球团焙烧烟气采用湿法脱硫工艺占比为94.5%，干法或半干法工艺占比为5.5%。
全省范围内，烧结机机头烟气（含球团焙烧）采用湿法脱硫工艺占比为92.2%，干法或半干法工艺占比为7.8%。
表3-1类型烧结机（球团）分布一览表
序号
设区市
带式烧结机
步进式烧结机
球团
湿法脱硫
干法或半干法
湿法脱硫
干法或半干法
湿法脱硫
干法或半干法
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
1
全省
125
86.8%
19
13.2%
95
96.9%
3
3.1%
137
94.5%
8
5.5%
续表3-1类型烧结机（球团）分布一览表
序号
设区市
带式烧结机
步进式烧结机
球团
湿法脱硫
干法或半干法
湿法脱硫
干法或半干法
湿法脱硫
干法或半干法
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
数量
占比
2
石家庄
7
—
2
—
1
—
0
—
2
—
5
—
3
承德
4
—
1
—
4
—
0
—
9
—
0
—
4
张家口
0
—
0
—
0
—
0
—
8
—
0
—
5
唐山
65
—
11
—
56
—
1
—
65
—
3
—
6
秦皇岛
5
—
0
—
14
—
0
—
10
—
0
—
7
保定
0
—
0
—
0
—
0
—
2
—
0
—
8
廊坊
2
—
0
—
6
—
0
—
2
—
0
—
9
沧州
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
10
衡水
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
11
邢台
3
—
0
—
1
—
1
—
4
—
0
—
12
邯郸
39
—
5
—
9
—
1
—
32
—
0
—
13
雄安新区
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
14
定州
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
0
—
15
辛集
0
—
0
—
4
—
0
—
3
—
0
—
3.2存在问题
近十年来、河北省钢铁产业快速发展，为地方经济建设做出了重要贡献。
但是，产业快速扩张带来的问题也比较突出，主要是：
1、装备水平参差不齐。
省内少数大企业装备已达到国内乃至世界先进水平，而部分中小企业仍主要采用中低档装备，1000m3及以下高炉、100t及以下转炉等装备尚未彻底淘汰。
2、产业集中度尚需提高。
尽管河北钢铁集团、首钢集团产能占全省总产能的四分之一以上，前10家钢铁企业产量占全省比重超过60%，但按单个厂点计，全省具备冶炼能力的148家企业总，单体厂规模500万吨及以上的仅15家，不足100万吨的还有52家（不含特钢企业），有炼钢能力的企业平均炼钢规模257万吨，低于全国重点钢铁企业平均水平。
近几年来，虽然一些企业之间联合成立集团，但多数实质上是“独联体”，名不副实。
3、产业布局不尽合理。
因历史原因，石家庄、唐山、邢台等百万人口以上城市均建设钢铁厂，近些年发展起来的部分企业采取本地化扩张模式，与当地城市发展形成了新的矛盾。
目前，全省一半以上钢铁产能分布在城市建成区及周边地区，给城市发展带来严重困扰。
4、能源和环境压力大。
我省钢铁产业能耗占全省的32%，烟（粉）尘、SO2、NOx年排放量占河北省工业企业排放量的比例分别为68.67%、42.56%、43.18%，是省内第一大耗能和排污产业。
钢铁产业的过度发展，不仅挤占了其他产业发展所需的能耗和排放指标，也给我省及京津地区大气环境带来不良影响。
4生产工艺及其污染物排放情况
钢铁工业主要生产流程包括烧结（球团）、炼铁、炼钢和轧钢工序。
4.1烧结及球团工艺
4.1.1生产工艺
（1）烧结工艺
烧结工艺是把铁精矿等含铁原料和燃料、熔剂混合在一起，利用其中的燃料燃烧，使部分含铁原料熔融，从而使散料粘结成块状，并满足后序炼铁对原料所需的强度和粒径的要求。
烧结生产方法主要为带式烧结机法，工艺过程一般包括原燃料破碎筛分、配料、混合、布料、点火烧结、冷却、成品整粒等工序。
烧结生产工艺过程将含铁原料、破碎后合格粒径的熔剂和燃料等烧结原、燃料按一定比例进行配料，送一次混合机加水混合，然后送二次混合机加水混合并造球。
混合好的烧结料由布料器铺至烧结机台车上。
为了防止篦条间隙漏料和保护篦条，篦条上先铺一层粒度为12～20mm，厚度为30～50mm的成品烧结矿作为铺底料。
点火炉点火使台车上混合料中燃料燃烧，下部强制抽风，使烧结混合料熔融变成烧结饼。
经机尾破碎机（一次热破）破碎后进入冷却机，冷却后的烧结矿经二次破碎机破碎和数次筛分后，按粒度分成成品矿、铺底料和返矿。
成品矿送往高炉，铺底料送铺底料槽，返矿则送返矿槽参加配料再使用。
同时，烧结过程中产生的废气由主抽风机通过下部风箱进入主排气管，废气经净化设施净化后从烟囱排出。
烧结生产工艺流程见图4-1。
废气
废气
图4-1烧结生产工艺流程及排污节点图
（2）球团工艺
球团生产是把铁精粉矿等含铁原料与适量的膨润土均匀混合后，通过造球机造生球，然后高温焙烧，使其氧化固结的过程。
球团生产的工艺主要包括含铁原料的干燥、配料、干燥、混合润磨、造球、筛分、布料、焙烧、冷却和成品输出等工序。
目前采用较多的球团焙烧方法主要有竖炉法、带式焙烧机法和链箅机-回转窑法。
焙烧过程一般包括干燥、预热、焙烧、冷却等不同的工艺阶段。
a）竖炉法：
竖炉是用来焙烧铁矿球团的最早设备。
竖炉法具有结构简单、材质无特殊要求、投资少、热效率高、操作维修方便等优点。
用竖炉生产的氧化球团矿由于球团矿强度低、粉化率高，只适宜于在中小型高炉中使用，竖炉单炉能力较小，对原料适应性较差，故不能满足现代高炉对熟料的要求。
因此，在应用和发展上受到一定限制。
b）带式焙烧机法：
带式焙烧机是一种历史早、灵活性大、使用范围广的细粒造块设备，用于球团矿生产则始于50年代。
其操作简单、控制方便、处理事故及时，焙烧周期比竖炉短，可以处理各种矿石。
c）链箅机－回转窑法：
链箅机-回转窑是一种联合机组，包括链箅机、回转窑、冷却机及其附属设备。
这种球团工艺的特点是干燥预热、焙烧和冷却过程分别在三台不同的设备上进行。
生球首先在链箅机上干燥、脱水、预热，而后进入回转窑内焙烧，最后在冷却机上完成冷却。
竖炉球团工艺不能用赤铁矿作原料，且随着大型高炉的建设和精料的要求，竖炉生产能力不能满足大型高炉的需要。
链篦机—回转窑球团矿生产工艺与带式焙烧机球团矿生产工艺相比较，前者具有对原料性质变动适应性较强、可用煤作燃料、制作主体设备对选用的耐高温材料要求相对较低和成品球团质量均匀等优点，更适合我国的国情，因此，基本成为国内球团生产的首选工艺。
链箅机－回转窑生产工艺流程见图4-2。
图4-2链箅机－回转窑生产工艺流程及排污节点图
4.1.2污染物产生与控制措施
（1）大气污染物产生与控制措施
烧结工序大气污染物来源及控制措施见表4-1。
表4-1烧结生产废气排污节点及污染控制一览表
序号
污染源名称
排污节点
主要污染物
控制措施
1
原料堆场
原料堆放、装卸
颗粒物
料场四周建设防风抑尘网，建设喷水抑尘装置，或建设封闭原料库
2
原料贮运
卸料、转运
颗粒物
袋式除尘器
3
燃料及熔剂破碎
燃料及熔剂筛分、破碎及转运
颗粒物
袋式除尘器
4
配料
熔剂、固体燃料、含铁杂料及铁精粉配料仓上、仓下落料、混合料转运、一次混合室、除尘灰仓
颗粒物
袋式除尘器
5
烧结设备
烧结机头
烧结料层抽风烧结
烟（粉）尘、SO2、NOx、HF、铅及其化合物、二噁英等
静电除尘器+脱硫或活性焦脱硫脱硝一体化
烧结机尾
粉料卸料转运、烧结机尾卸料、烧结矿热破、环冷机受卸料及冷矿转运
颗粒物
袋式除尘器
6
烧结矿整粒筛分
一次筛分室、二次筛分室、成品转运站
颗粒物
袋式除尘器
球团工序大气污染物来源及控制措施见表4-2。
表4-2球团生产废气排污节点及污染控制一览表
序号
污染源名称
排污节点
主要污染物
控制措施
1
精粉原料堆场
原料堆放、装卸
颗粒物
料场四周建设防风抑尘网，建设喷水抑尘装置，或建设封闭原料库
2
原煤堆存
原煤堆放、装卸
颗粒物
干煤棚，四周设置挡墙
3
煤粉制备
煤粉干燥
粉尘
袋式收粉器
4
膨润土卸料
膨润土料仓
颗粒物
袋式除尘器
5
物料干燥
烘干机
烟（粉）尘、SO2、NOx、HF、铅及其化合物、二噁英等
袋式除尘器、湿式除尘器
6
焙烧及烘干废气
链篦机回转窑
静电除尘器+脱硫
7
球团矿卸料及转运
球团矿环冷机落料、成品仓上落料、仓下卸料及转运
颗粒物
袋式除尘器
4.1.3企业排放情况统计
烧结机头大气污染控制是钢铁行业的重点和难点，部分国内外钢铁企业烧结机污染物排放情况见表4-3至表4-7。
省外数据引用国家钢铁行业排放标准、河北省地方标准制定过程中的调查数据。
表4-3钢铁企业烧结机机头烟气颗粒物排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
除尘器类型
河北某企业
10
10.98
12.07
9.74
四电场静电除尘器+活性焦脱硫脱硝一体化
河北某企业
3
5.1
4.8
5.5
静电除尘器+循环流化床
表4-4国内部分钢铁企业烧结单元其它设备颗粒物排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
除尘器类型
产污节点
河北某企业
10
2.91
3.08
2.66
袋式除尘器（覆膜滤料）
烧结机机尾
河北某企业
10
4.14
5.79
30.8
袋式除尘器（覆膜滤料）
烧结机机尾
河北某企业
3
3.1
3.8
2.0
袋式除尘器（覆膜滤料）
原料转运
河北某企业
3
6.0
5.1
6.9
袋式除尘器（覆膜滤料）
烧结配料室
河北某企业
3
7.6
6.2
8.6
袋式除尘器（覆膜滤料）
烧结机机尾
河北某企业
3
9.0
7.6
10.5
袋式除尘器（覆膜滤料）
整粒筛分
表4-5国内部分钢铁企业烧结机头二氧化硫排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
脱硫治理措施
河北某企业
10
3.68
5.13
2.47
活性焦脱硫脱硝一体化
河北某企业
3
74
70
80
循环流化床
表4-6国内部分钢铁企业烧结机头氮氧化物排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
脱硫治理措施
河北某企业
10
42.6
50.34
30.03
活性焦脱硫脱硝一体化
河北某企业
3
170
169
173
未采取措施
表4-7国内部分钢铁企业烧结机头铅及其化合物排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
企业1
3
1.03
1.62
0.53
企业2
3
4.83
6.66
2.24
企业3
3
1.01
1.34
0.81
4.2炼铁
4.2.1生产工艺
炼铁过程是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。
炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，目前世界上95%以上采用高炉炼铁。
高炉炼铁是一个还原过程，主要原料为Fe2O3或Fe3O4含量高的铁矿石、烧结矿或球团矿以及石灰石（调节矿石中脉石熔点和流动性的助熔剂）、还有焦炭（作为热源、还原剂和料柱骨架）。
在高炉炼铁生产中，高炉是工艺流程的主体，从其上部装入的铁矿石、燃料和熔剂向下运动，下部鼓入空气燃料燃烧，产生大量的高温还原性气体向上运动；炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最后生成液态炉渣和生铁。
高炉炼铁工艺流程系统除高炉本体外，还有供料系统、、送风系统、回收煤气与除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统，以及为这些系统服务的动力系统等。
高炉炼铁工艺流程见图4-3。
图4-3高炉生产工艺流程及排污节点图
4.2.2污染物产生与控制措施
（1）大气污染物产生与控制措施
炼铁工序大气污染物来源及控制措施见表4-8。
表4-8炼铁生产废气污染物排污节点及污染控制措施一览表
序号
废气种类
排放源
排污节点
主要污染物
控制措施
1
矿槽废气
高炉矿槽
槽上转运、卸料，槽下振筛、卸料
颗粒物
集气罩+袋式除尘器
2
热风炉烟气
热风炉
煤气燃烧
烟尘、SO2、NOx
采用清洁燃料，如净化后的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气作燃料
4
出铁场废气
高炉出铁场
出铁口、铁沟、渣沟以及摆动溜嘴
颗粒物
铁渣沟加盖、各产尘点设集气罩＋袋式除尘器
5
煤粉制备废气
煤粉制备
煤粉制备及喷吹过程中产生煤尘
颗粒物
袋式收粉器
6
原料系统废气
原料转运、其他
原料转运
颗粒物
集气罩+袋式除尘器
4.2.3企业排放情况统计
表4-9国内钢铁企业原料、煤粉制备系统颗粒物排放统计
企业名称
样本数
平均浓度
（mg/m3）
最大浓度
（mg/m3）
最小浓度
（mg/m3）
除尘器类型
产污环节
河北某企业
3
5.0
6.3
3.7
袋式除尘器（覆膜滤料）
料仓仓下
河北某企业
3
3.8
5.0
2.4
袋式除尘器（覆膜滤料）
料仓仓上
河北某企业
3
6.1
7.6
5.0
袋式收
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