滄州煉化針對高硫原油比例提高、焦化液化氣產(chǎn)量增加等情況開展脫硫環(huán)保技術(shù)攻關(guān)。圖為公司焦化脫硫裝置在平穩(wěn)運行。（胡榮德 攝）
根據(jù)煉焦環(huán)保新標準，煙氣中二氧化硫排放要達到50毫克/標準立方米，氮氧化物排放要達到500毫克/標準立方米，但目前多數(shù)焦化企業(yè)煙氣中二氧化硫含量已達450毫克/標準立方米，氮氧化物為1800毫克/標準立方米。同時，新標準對現(xiàn)有企業(yè)給出了兩年多的過渡期，2015年后將執(zhí)行新建企業(yè)排放限值標準。這對目前多數(shù)處于虧損狀態(tài)的焦化企業(yè)無疑是又一個嚴峻的考驗。焦化行業(yè)如何應(yīng)對越來越高的環(huán)境標準？在技術(shù)儲備、環(huán)境管理、標準制定等方面，其他行業(yè)的脫硫脫硝工作能為焦化企業(yè)提供哪些經(jīng)驗？
政策效應(yīng)不斷釋放
隨著我國煉焦技術(shù)、污染治理水平的提高，國內(nèi)煉焦行業(yè)整體格局和水平發(fā)生了較大變化，環(huán)境質(zhì)量的要求日益嚴格，這使得原有標準存在的問題逐漸顯現(xiàn)，不能適應(yīng)發(fā)展的需要。
記者近日從中國煉焦協(xié)會獲悉，工信部正在組織協(xié)會專家修訂焦化行業(yè)準入條件。此次修訂將在準入條件中納入最新的排放、能耗等標準。而早在去年8月，環(huán)境保護部和國家質(zhì)檢局就曾聯(lián)合發(fā)布了修訂后的煉焦環(huán)保標準，以取代1996年的《煉焦爐大氣污染物排放標準》。
焦化行業(yè)的一位資深專家在接受記者采訪時說，舊標準的適用范圍為機械化煉焦爐和非機械化煉焦爐，但目前土焦和改良焦等非機械化焦爐已全部被取締，搗固式熱回收焦爐等新爐型應(yīng)運而生；限于此前的污染控制水平，舊標準僅規(guī)定了氣、水污染物的部分排放限值，未涵蓋焦炭生產(chǎn)的全過程，也未對噪聲和固廢排放提出管理要求，這制約了先進污染治理技術(shù)的推廣應(yīng)用。
《煉焦工業(yè)污染物排放標準》（以下簡稱“標準”）正是在此基礎(chǔ)上進行了修訂完善。此次修訂的主要內(nèi)容包括：擴大標準的適用范圍，爐型涵蓋現(xiàn)有的所有焦爐，增加了水污染物的排放限值，涉及貯煤、備煤、裝煤、推焦、熄焦、焦爐煤氣凈化等焦炭生產(chǎn)的全過程；增加了大氣污染物有組織排放源的控制要求以及廠界無組織排放大氣污染物的排放限值；增加了大氣污染物、水污染物的排放管理規(guī)定和監(jiān)測要求；增加了顆粒物、二氧化硫、3，4-苯并芘、苯、酚類、非甲烷總烴、氮氧化物、氰化氫等8項污染控制因子，大氣污染物和廢水污染物主要排放因子分別達到10項和12項。圍繞《標準》的發(fā)布，全國各地都采取了強硬措施控制大氣污染物排放。
前不久，記者從河北省唐山市重點項目觀摩暨經(jīng)濟形勢分析會上得知，為有效改善空氣和水的質(zhì)量。在確保首批199家污染企業(yè)全部拆除的基礎(chǔ)上，市政府在8月底前將啟動第二批污染企業(yè)關(guān)停取締工作。進一步完善對鋼鐵、焦化等“兩高一低”企業(yè)重點污染源的在線監(jiān)控、視頻監(jiān)控，努力做到24小時運行，全天候巡查。
據(jù)了解，唐山市26家采用濕熄焦工藝的焦化企業(yè)在明年6月底前要全部改成干熄焦工藝，而將在8月底前出臺的各類企業(yè)煙塵排放和脫硫脫硝標準也明確規(guī)定，對不達標企業(yè)實行斷電停產(chǎn)整頓。
圖為寧夏某焦化企業(yè)煙囪正在排放濃煙，造成周邊環(huán)境污染。 （李明忠 攝）
火電經(jīng)驗值得借鑒
面對日益嚴格的排放要求，目前國內(nèi)的環(huán)保技術(shù)能否幫助焦化企業(yè)達到國家的要求？一直從事焦爐煙氣應(yīng)用研究的廊坊市晉盛節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司總經(jīng)理趙躍告訴記者，煙氣余熱回收技術(shù)已經(jīng)在焦化行業(yè)中得到運用，雖然脫硫脫硝技術(shù)在火電行業(yè)用的較多，但焦化行業(yè)的工況與火電行業(yè)相差很大，直接照搬是行不通的。
記者了解到，火電行業(yè)脫硫脫硝在技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)及相關(guān)配套政策等方面具有一定優(yōu)勢，包括前端低氧燃燒、后端SCR等主流脫硝工藝已被多數(shù)企業(yè)掌握。“十一五”時期，我國90%以上的火電企業(yè)所采用石灰石—石膏脫硫工藝也逐漸被一種更體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟理念的新型脫硫方法“氨法脫硫”取代。
“根據(jù)目前的市場趨勢，氨法脫硫仍將保持20%~30%的增長速度。雖然氨法脫硫的市場份額目前低于石灰石—石膏法，但憑借其脫硫效率高、運行費用低等優(yōu)勢，‘十二五’時期將得到進一步推廣。”江蘇新世紀江南環(huán)保股份有限公司副總裁孫豐閣如是說。
據(jù)了解，2012年國內(nèi)氨法脫硫工程招標合同總額為15億元，而今年上半年合同總額就達到了10億元，目前國內(nèi)已有100多家企業(yè)投運或在建氨法脫硫工程。
在脫硝方面，北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院教授何洪認為，選擇性催化還原（SCR）是當(dāng)前氮氧化物減排的主流技術(shù)，但這個技術(shù)存在一個棘手的問題，就是要求煙氣溫度在350℃以上才能完成催化還原反應(yīng)。而目前焦爐煙氣溫度普遍在250～300℃之間，因此開發(fā)低溫SCR法技術(shù)成為了當(dāng)務(wù)之急。
更重要的是，在焦化行業(yè)推進脫硫脫硝還要充分考慮成本因素。據(jù)介紹，投資一套脫硫脫硝裝置，僅購買設(shè)備就要1500萬～2000萬元，而每年的設(shè)備運行費用還得400萬～500萬元，這對目前尚不景氣的焦化企業(yè)來講，可是一筆不小的開支。只有當(dāng)政策施壓限值與企業(yè)的承受能力相平衡時，焦化企業(yè)才會有實施的動力。
面對日益嚴厲的政策標準和迫近的政策期限，如何才能做到兩者相宜呢？為此，趙躍提出了一個煙氣余熱回收與脫硫脫硝一體化的解決方案。
據(jù)了解，唐山達豐焦化公司、沂州能源集團、山西美錦集團等企業(yè)采用煙氣余熱生產(chǎn)蒸汽，記者從這些企業(yè)得知，從實施效果來看，噸焦化可生產(chǎn)0.8MPa飽和蒸汽0.09～0.1噸；生產(chǎn)的蒸汽量相當(dāng)于焦化企業(yè)蒸汽需求量的1/4以上，這些蒸汽既可用于工業(yè)生產(chǎn)，也可以用于冬季采暖、夏季制冷，噸焦工序能耗至少可降低8千克標準煤，經(jīng)濟效益十分明顯。按年產(chǎn)100萬噸焦炭規(guī)模的焦爐測算，每臺焦爐每年可產(chǎn)生蒸汽效益500萬～800萬元不等。
“采用焦爐煙氣余熱回收與脫硫脫硝一體化技術(shù)具有明顯的成本優(yōu)勢。”趙躍這樣描述該技術(shù)的適用性，“還是按100萬噸焦爐產(chǎn)能分析，如果單純搞脫硫脫硝，在國家沒有出臺相應(yīng)優(yōu)惠政策前，僅設(shè)備投資就要1500萬元，每年運行費用約500萬元。但如果裝上余熱回收裝置，一年可回收余熱投資，最多3年就可收回全部投資。這樣焦化企業(yè)就有了脫硫脫硝的積極性了。
圖為山東沂州能源股份有限公司八十萬噸焦化煙氣余熱回收裝置。 （趙引德 攝）
準入門檻不可或缺
廊坊市晉盛節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司特聘環(huán)保專家馬福林認為，一方面，焦化行業(yè)煙氣余熱回收技術(shù)是一個充滿市場競爭的領(lǐng)域；另一方面，焦化行業(yè)的煙氣脫硫脫硝又是一個環(huán)保裝置，應(yīng)當(dāng)具有環(huán)保裝置強制管理的一般屬性。
由于煙氣余熱回收與脫硫脫硝設(shè)備的性質(zhì)，尤其是余熱回收采用的氣包實質(zhì)上就是一個壓力容器。另外，脫硫脫硝采用高塵段布置的SCR工藝對焦爐以及反應(yīng)器后的煙道、除塵器等都有影響，這就決定了余熱回收、脫硫脫硝設(shè)備要同焦爐一樣具有高可靠性，需要從事余熱回收與脫硫脫硝的公司在具備相關(guān)技術(shù)、人才、經(jīng)驗、經(jīng)濟實力的同時，必須兼有熱工專業(yè)知識和相關(guān)能力。
為避免惡性競爭，確保工程質(zhì)量，提高運行可靠性與穩(wěn)定性，馬福林建議，由國家相關(guān)部門組織專家或委托行業(yè)協(xié)會對從事焦爐煙氣余熱回收及脫硫脫硝工程建設(shè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)從注冊資金、資質(zhì)、業(yè)績、市場信譽等方面設(shè)立行業(yè)準入門檻，制定準入辦法，進行資格準入。
從事焦化行業(yè)余熱回收、脫硫脫硝工程的總承包公司必須是具有法人資格的具有專利技術(shù)的公司。由于工程涉及的配套產(chǎn)品較多，所以，總承包公司一定要有集成創(chuàng)新技術(shù)，要有方案設(shè)計、融合創(chuàng)新能力、總裝能力、運營能力。建議建立國家鼓勵的余熱回收及脫硫脫硝工藝設(shè)備名錄制度，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的良性發(fā)展。依托國家實施環(huán)保技術(shù)管理體系建設(shè)工程，增強集成創(chuàng)新能力，在相關(guān)工藝設(shè)備方面實行優(yōu)勝劣汰。通過發(fā)布國家鼓勵或者限制發(fā)展的余熱回收與脫硫脫硝裝備目錄，篩選推廣質(zhì)量較好設(shè)備，發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。
此外，不少專家還建議，從焦化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要求出發(fā)，通過總結(jié)焦化行業(yè)余熱回收產(chǎn)業(yè)化過程中和火電行業(yè)脫硫脫硝產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中出現(xiàn)的問題，相關(guān)部門應(yīng)及時提出焦化行業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想，尋找符合中國國情的焦化產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路線和配套相應(yīng)的經(jīng)濟政策及管理制度，為焦化行業(yè)節(jié)能減排提供堅實的技術(shù)支撐和政策保障，促進焦化產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
諸多短板亟待彌補
盡管焦化行業(yè)煙氣余熱回收技術(shù)已經(jīng)成熟，但如果將電力行業(yè)的脫硫脫硝技術(shù)運用到焦化行業(yè)，還有許多難題等待破解。
首先要考慮的因素是保證焦爐正常生產(chǎn)。近年來，隨著我國焦爐向大型化、特大型高爐的快速發(fā)展，高爐的穩(wěn)定操作對整個系統(tǒng)的生產(chǎn)與效益愈發(fā)重要。有的焦化企業(yè)技術(shù)改造后，大型高爐調(diào)整不順，2個多月生產(chǎn)不正常，損失近10億元。
其次就是現(xiàn)場工況的限制問題。老焦化企業(yè)在建設(shè)時都沒有預(yù)留脫硫脫硝裝置的位置。現(xiàn)在新建的裝置放在哪里、地方是否夠用都是現(xiàn)實的問題。這要求企業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時緊湊一些，脫硫脫硝裝置最好能夠二塔合一，這樣不僅有效地利用了空間，同時還減少了投資費用。
此外，脫硫脫硝后副產(chǎn)物的處理也是關(guān)鍵的。尤其是焦化脫硝，由于煙氣中的氮氧化物含量大，而一氧化氮又難溶于水，如果采用濕法脫除，必須通過加入氧化劑將其轉(zhuǎn)化成二氧化氮等高價氮氧化物，通過洗滌等方式進行脫除。但一氧化氮在氧化成高價態(tài)氮氧化物的過程中，會生成硝酸和亞硝酸，如果處理不好進入排污系統(tǒng)，勢必造成二次污染。
最后，焦化企業(yè)要做到達標排放，必須投入資金，上馬治污設(shè)備，這無疑是使原本處于虧損的企業(yè)更加雪上加霜。
按照新標準，以100萬噸焦化裝置為例，達到新標準規(guī)定的污染物排放限值，現(xiàn)有企業(yè)廢氣污染控制環(huán)保投資及運行費用約2600萬～3500萬元，占總投資的8.5%～11.5%；達到新建企業(yè)限值要求，環(huán)保投資及運行費用約4000萬～5500萬元，占總投資的11%～15%。
談及焦化企業(yè)污染控制現(xiàn)狀，孫豐閣說：“現(xiàn)在讓焦化企業(yè)消化這些成本確實很難。”國家在提高環(huán)境排放標準的同時，必須進行合理的價格輸導(dǎo)，要把污染治理成本傳導(dǎo)到產(chǎn)品價格和稅收優(yōu)惠中去，這樣才能保證治污設(shè)施的建設(shè)與營運。
在采訪中，一些專家還表示，要綜合運用各種經(jīng)濟手段推進焦化企業(yè)脫硫脫硝工作，以最小的成本換取最大的環(huán)境效益。比如，政府收取的排污費要全部用于污染物的治理，尤其是用于老焦化廠的技改獎勵、煙氣治理獎勵等。對一時不能實現(xiàn)國產(chǎn)化的設(shè)備要提供免稅或減稅措施；通過國家環(huán)保專項資金或中央預(yù)算內(nèi)投資資金對現(xiàn)有焦化廠建設(shè)脫硫脫硝裝置進行補助。此外，還可以借鑒電力行業(yè)對脫硫脫硝進行電價補貼的辦法，以地區(qū)或地市為單元計算當(dāng)?shù)孛摿蛎撓醯钠骄杀荆云骄杀竞推髽I(yè)實際脫除的二氧化硫和氮氧化物量為依據(jù)，計算各焦化企業(yè)的煙氣脫硫脫硝成本，然后通過一定方式支付給焦化企業(yè)。
與脫硫技術(shù)相比，國內(nèi)焦化企業(yè)在脫硝領(lǐng)域剛剛起步，需要借鑒鋼鐵、電廠等領(lǐng)域的成功經(jīng)驗。圖為廣州鋼廠脫硝裝置。（趙引德 攝）
