钢铁行业大气污染防治最佳可行技术及减排潜力分析报告.pdf

分报告一 钢铁行业大气污染防治 最佳可行技术 及减排潜力分析报告 环境保护部环境工程评估中心 二一七年六月目 录 前言 . 1 1 钢铁行业大气污染防治最佳可行技术 . 2 1.1 国际钢铁行业大气污染防治最佳可行技术 . 2 1.2 国内钢铁行业大气污染防治最佳可行技术 . 13 1.3 钢铁行业大气污染防治政策分析 . 51 2 采用污染防治最佳可行技术后的减排潜力分析 . 55 2.1 典型污染防治技术选取原则 . 55 2.2 钢铁行业典型污染防治技术应用现状 . 55 2.3 典型污染防治技术应用预期及减排潜力分析 . 58 3 对策建议 . 68 3.1 完善我国钢铁行业最佳可行技术体系 . 68 3.2 实现钢厂与城市和谐共生 . 70 3.3 推动钢铁企业履行环境责任 . 70 1 前言 钢铁工业是国民经济的重要基础产业。面对钢铁行业的布局现状，我国政府出台了一系列政策指导和促进钢铁工业转型发展。本次研究目的在于调研钢铁企业污染防治技术水平，遴选钢铁行业最佳可行技术，通过优化工艺流程、采用污染防治最佳可行技术等方式，计算主要大气污染物的减排潜力（目前粗略估算钢铁行业最佳可行技术能促进主要污染物排放量减少10%-20%），为环境保护行政主管部门有针对性的调整钢铁行业污染防治技术政策提供支持，提高钢铁行业大气污染物排放标准的应用效果，促进钢铁行业重点减排技术的推广应用。 本报告主要包括以下内容： （1）筛选最佳可行技术 收集、整理主要污染防治技术及其在国内的占有率，进行技术经济分析，筛选适合我国的主要污染防治技术，形成钢铁行业大气污染防治最佳可行技术清单。 （2）核算行业减排潜力 以2015年为基准年，通过查阅文献和公开数据的方式，梳理、分析行业污染防治措施、工艺占比、污染物排放强度等情况；以2020年为目标年，通过查阅文献和估算方式，分析、预估行业污染防治措施、工艺占比、污染物排放强度等情况；结合现有技术占有率和最佳可行技术预期应用比例，计算采用主要污染防治技术后的减排潜力，核算钢铁行业减排潜力。 2 收集整理钢铁行业大气污染防治政策，分析其实施效果，结合最佳可行技术及减排潜力计算结果，提出完善的政策建议。 1 钢铁行业大气污染防治最佳可行技术 1.1 国际钢铁行业大气污染防治最佳可行技术 1.1.1 美国 1）基本情况 美国BAT体系一方面用于制定排污许可证基于技术的排放限值，实现新源、现有源、达标区、非达标区以及不同类型污染物的差异化和精细化管理；另一方面用于制修订排放标准。 美国1990年开始实施废气排污许可证，其许可限值的重要依据为废气BAT体系。 美国1972年开始实施国家污染物排放消除制度（NPDES），即废水排污许可证，其许可限值的重要依据为废水BAT体系。 2）体系概述 美国废气BAT体系包括最大可达控制技术（MACT）、一般可行控制技术（GACT）、合理可行控制技术（RACT）、最佳示范技术（BDT）、最佳可得控制技术（BACT）、最低可得排放率（LAER），如表1.1-1所示。 3 表1.1-1 美国废气BAT体系及管理类别 污染源管理类别 MACT GACT RACT BDT BACT LAER 新源 是 是 是 是 是 现有源 是 是 是 达标区 是 非达标区 是 是 常规污染物 是 是 有毒有害污染物 是 是 3）BAT特点 （1）分要素制订 前述可知，美国BAT体系包括废气、废水两个部分。 （2）分行业制订 美国BAT体系是分行业来制定的。 （3）按污染物类型进行区分 废气BAT体系中的管控污染物类型包括常规污染物和有毒有害污染物，由于其对人体健康和环境的影响程度不同，分别采用RACT/BDT和MACT/GACT进行管控。 废水BAT体系中的管控污染物类型包括常规污染物、非常规污染物和毒性污染物，由于其水体环境质量的影响程度不同，分别采用BCT和BAT进行管控。 （4）新源和现有源精细化管理 废气新源需要执行除RACT之外的整个BAT体系限值要求，现有源需要执行MACT/GACT/RACT限值要求。 废水新源需要执行BADT限值要求，现有源需要执行除BADT之外的整个BAT体系限值要求。 4 （5）达标区和非达标区差异化管理 废气达标区执行BACT限值要求，现有源需要执行RACT/LAER限值要求。 （6）BAT以限值形式体现 美国联邦环保署及各州环保机构负责发布BAT，其主要表现形式不是污染控制技术，而是排放限值。企业仅需满足相应排放水平即可，至于污染控制技术，可求助于纯市场化运作的行业协会。 美国基于技术许可限值的确定及排放标准的制修订，主要是基于对大数据的统计分析结果而得出的。上述过程通过建立专业团队来完成，团队专家组成应包括经济学家、统计学家和环保学家。 4）与排污许可证的关系 （1） BAT与排污许可证共生共存 BAT是伴随排污许可制度一起产生和发展完善的。1972年清洁水法确定NPDES许可证的同时，也明确了BPT/BAT的具体作用和要求。1977年，CWA引入毒性污染物，其限值依据BAT/BCT来确定，并在NPDES许可证中予以载明。 （2）BAT是制定许可排放限值的重要技术依据 美国排污许可证排放限值的制定综合采用了基于技术和基于环境质量的排放限值。其中，基于技术的排放限值主要依据BAT体系来制定。 5 （3）BAT是来源于排污许可大数据 BAT制定所需的排放信息主要来源于排污许可大数据。以MACT为例，制定新源排放限值，首先要收集全国范围内相关行业特定污染源主要污染物的排放信息，通过统计分析，取环境效果最好的排放水平作为限值，以此来管控新源 5）美国大气污染源最佳可行控制技术(BACT) 美国针对固定源大气污染的控制策略包括运行许可证制度、基于最佳控制技术的排放标准体系、大力发展清洁能源及节能技术、未达标地区的新源审查制度、实施污染物排放交易、推行多项经济激励措施等。通过实施各种计划、标准、制度，辅以灵活的经济措施，美国的能源结构和工业结构逐步趋于清洁化。 美国现有的空气质量排放标准遵循“技术强制”原则，根据污染物类别的不同，新源和现源的不同，依据不同水平的生产工艺和污染控制技术制定了宽严程度不同的排放标准。新建源采用“最佳可行控制技术”(BACT)，对现有源采用“最佳可行改造技术”(BARCT)。BACT是通过生产工艺和可行的方法及技术最大限度地减少每种污染物的排放量，其着眼于能源、环境及经济的综合影响，是基于最大可能减排量的一种排放限制手段。 冶金及铸造行业的主要污染物为颗粒物、SO2、NOx及VOCs等。美国RBLC数据库针对冶金、铸造行业的不同工艺6 环节以及不同污染物类型分别给出了最佳可行以及合理可行的控制技术，行业涉及铸钢加工业、铸铁加工业、铁合金生产、铸造等，工艺环节包括电弧炉、感应电炉、钢包冶金、铸造及浇注、制芯、熔渣处理、干燥机、预热装置等炼钢车间操作等。多采用袋式除尘器、湿式电除尘器对颗粒物进行控制；采用过程控制及末端治理方式控制SO2及NOx排放。 美国对钢铁企业气体污染物排放（针对颗粒物）标准非常详细。除了有国家的排放标准外，各州根据本地区钢铁企业生产及环保设备的情况，对每个企业的不同工序、不同排放点都制定了排放标准。对于不同钢铁企业的同一类排放点，各州污染物排放标准的差距比较大。表1.1-2列出了美国烧结机风机处颗粒物排放标准。 表1.1-2 烧结机风机处颗粒物排放限制值 企业名称 州 控制方式 限制值 内陆钢铁公司 印第安纳州 布袋除尘器 16.02 mg/m3美国钢铁公司 印第安纳州 布袋除尘器 22.88 mg/m3杰尼瓦 犹它州 布袋除尘器 27.92 mg/m312.26 kg/h WCI钢公司 俄亥俄州 布袋除尘器 22.70 kg/h LTV钢公司 印第安纳州 湿式除尘器 45.77 mg/m3伯利恒钢铁公司 印第安纳州 湿式除尘器 0.14 kg/吨 伯利恒钢铁公司 马里兰州 湿式除尘器 68.65 mg/m3惠林-匹兹堡公司 弗吉尼亚州 湿式除尘器 68.65 mg/m3AK钢公司 俄亥俄州 湿式除尘器 22.70 kg/h 钢铁联合企业执行的有毒有害气体污染物排放标准（NESHAP）是基于最有效控制技术（MACT）制定的。其中针对烧结、球团工序的标准摘录见表1.1.-3、1.1-4。 7 表1.1.-3 烧结工序颗粒物标准限值 污染源 现有污染源 新污染源 烧结机风机 0.20216 kg/吨 烧结矿 0.15162 kg/吨 烧结矿 烧结机卸料端 45.8 mg/m322.9 mg/m3烧结机冷却区 68.7 mg/m322.9 mg/m3表1.1.-4 球团工序颗粒物排放限值（单位：mg/m3） 污染源 现有污染源 新污染源 破碎 18.32 11.45 干燥 119.08 57.25 带式焙烧机（处理磁铁矿） 22.90 13.74 链箅机回转窑（处理磁铁矿） 22.90 13.74 链箅机回转窑（处理赤铁矿） 68.70 41.22 成品球团矿装卸 18.32 11.45 1.1.2 欧盟 1）基本情况 欧盟仅有一种BAT定义，是指能实现对整体环境最有效高水平保护的，发展程度可以满足相关工业的要求, 其成本及优越性符合经济、技术可行性条件, 能够被合理获得但不一定已经在成员国内使用的技术，该技术包括设计、建设、维护、使用和拆除设备所使用的工艺和方法。 欧盟BAT除用于制定排污许可证基于技术的排放限值和制修订排放标准以外，还用于指导固定污染源实现源头、过程和末端控制及管理。 1996年9月，欧盟委员会发布了污染综合防治指令（IPPC），提出建立最佳可用技术BAT体系。2014年1月，欧盟正式实施工业排放指令（IED），强化了BAT在环境管8 理和许可证管理中的作用和地位。 2）体系概述 （1）按行业及综合分类 BAT技术文件主要指BAT参考文件（BREF）。目前欧盟已经形成33个行业的BREF，分为纵向和横向两种类型，其中28个纵向BREF主要包括：能源2个行业、冶金5个行业、采矿4个行业、化工8个行业、废弃物治理2个行业及其他7个行业；另外还有5个横向BREF，主要包括：贮存储藏、工业冷却、表面处理等。 （2）涵盖源头、过程、末端治理技术 BREF详细描述了各类工业生产工艺存在的环境问题，污染物产生环节、产生原因以及控制措施，除给出一般技术控制措施外，特别给出了在目前条件下不同工艺、不同控制技术下的BAT，并且给出通过应用这种技术可能达到的污染物排放量和资源消耗量水平。 （3）采用各国专家闭门磋商的机制制定及更新BAT BAT制定主要由欧盟综合性污染防治控制局(EIPPCB) 及技术工作小组(TWG)负责。TWG为临时性任务编组，由欧盟各成员国、行业和环境NGO的专家组成，负责向EIPPCB提供相关信息，同时针对EIPPCB整理的最佳可行技术参考文件(BRFF)进行审查，提供修正意见。TWG审查通过后，BREF草案再由EPPCB正式提供欧盟环境总理事会(DG)确