黑碟
所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机为了研究烧结烟气 污染物排放的定量指标，分析了现有烧结机 大气污染物排放标准中存在的问题及标准发展趋势，提出了两种污染物排放的计算方法，一种为折氧浓度计算法，另一种为吨矿计算法，分别从污染物排放浓度、排放强度两个方面给出了污染物排放的计算;同时，在吨矿计算法的基础上，提出了一个区域在特殊时期需要对本区域钢铁企业限产时所需要精确计算的限产方案计算方法，运用这一方法可以精确计算出每一台烧结机的减产比例，不会出现一刀切的现象。 这一方法的应用将有利于促进企业提高自身清洁生产水平，有利于清洁生产水平高的企业少限产，而清洁生产水平低的企业多限产。 烧结作为长流程钢铁企业主要的生产工序之一，在中国企业中，烧结负担着高炉70%以上的含铁原料的供应，是生产流程中不可或缺的重要一环。但是，烧结又是钢铁企业污染物排放量最大的工序，其颗粒物、SO2、NOx等排放量分别占到钢铁企业总排放量的约20%、70%和50%。 烧结烟气(处理前的初始烟气)的主要特点是(其中部分数据为作者实际检测数据)：烟气量大，吨矿的工况烟气量为3000～5000m3，标准状态下干烟气流量为2000～3500m3;烟气温 度变化范围大，一般为120～180℃;烟气含湿量和含氧量高，含湿量为7%～13%，含氧量(氧体积分数)为15%～18%;粉尘含量高，质量浓度一般为1～15g/m3;SO2质量浓度大，一般为800～2500mg/m3;NOx质量浓度相对稳定，一般为200～400mg/m3;CO质量浓度高，一般为4000～8000mg/m3;气体成分复杂，烟气中含HCl、HF、汞、多环芳烃、二噁英、重金属等。
针对烧结机排放的特点，中国在2012年重新修订了《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662—2012)，此标准中的特别排放限值均高于发达国家相关的排放标准，在这一标准的执行过程中，大部分企业对烧结烟气都进行了烟气除尘和脱硫的改造，而烟气中NOx基本都能达到标准要求，因此，2014年前99%以上的烧结机都没有单独的脱硝设施 ，个别脱硫设施在脱硫过程中有少量的NOx脱除的效果。
随着环保政策日趋严格，NOx逐渐引起了重视，同时对粉尘、SO2的排放要求也越来越严，从国家到地方已经提出了相应的新标准征求意见，这就促使企业不得不在烧结机的环保改造、增加脱硝设施等方面加大投入，以满足环保的新要求。
由于烧结机最新的排放标准还没有正式出台，仅有一些征求意见提出了更加严格的标准，本文将在分析现有标准、标准发展趋势及现有检测中的注意事项和问题的基础上，提
出两种合理计算烧结烟气污染物排放的计算方法，并应用计算方法提出了指导相关地区采暖季对钢铁企业进行限产的方案计算方法，量化上帮助政府指导限产。
1烧结烟气的排放标准及检测
1.1排放标准及趋势
现行的烧结烟气的排放标准是《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662—2012)，这一标准尽管刚发布了6年，即使是其中最严的特别排放限值也已经无法满足区域空气环境质量的要求，特别是环境问题突出的地区，出现了政府要求排放达标(满足现有标准)的钢铁企业限产、停产的现象，严重影响企业正常的生产秩序。
因此，环保部在2017年发布了“关于征求《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿)意见的函”，提出了对现有标准的修改意见。
2018年5月7日，生态环境部发布“关于征求《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》意见的函”，其中提出了烧结烟气超低排放的限值以及钢铁企业实施超低排放的步骤。
而拥有全国最大钢铁产能的河北省在2018年也发布了“关于征求《钢铁工业大气污染物
超低排放标准》等5项地方环保标准意见的函”，其中对河北省的烧结烟气限值也提出了具体的要求。
各个标准及征求意见的相关排放限值见表1。
表1烧结污染物排放的相关标准及征求意见
从表1的数据可以看出，烧结烟气污染物的排放标准有越来越严格的趋势，重点体现在颗粒物、SO2和NOx三个项目上，但是现有标准和各个征求意见还存在一些不足，主要体HDPE多孔加筋缠绕波纹管
现在：
(1)基准氧的问题。
现有标准(GB28662—2012)最大的问题是没有规定基准氧，没有基准氧的污染物浓度是没有可比较性的，也不能反映烧结机实际的排放情况，尤其是烧结机漏风会造成污染物浓度稀释，这一点在国家两个征求意见中都有体现，这也预示着下一个烧结烟气污染物排放的正式标准将会考虑烟气中基准氧的限定。所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 (2)部分限定的污染物无检测或检测很少。
其中规定的氟化物、二噁英等基本没有检测，尤其是99%以上烧结机 从来没有检测过二噁英，主要是因为检测成本太高、周期太长、影响因素较多，因此，在这些实际条件下，现有的这两个标准限值基本被忽略，对企业没有约束。
(3)部分污染物没有排放规定。
比如：烧结烟气 中含有大量的CO，烟气中CO质量浓度平均在5000mg/m3以上，排放量远大于其他气体污染物的总和，而现有标准及征求意见都没有提到这一检测项;烧结烟气中含有一定的挥发性有机物(VOCs)、汞等污染物，但标准中也没有涉及;标准及征求意见中都提到了颗粒物的排放限值，但对颗粒物中危害最大的细颗粒物(PM2.5)没有规定。
(4)没有排放强度和排放总量的标准。
现有标准和征求意见仅限制了排放浓度，但是对烧结机的排放总量、吨产品排放强度没有规定，而这方面的规定和标准对管理部门应对区域污染物排放总量的控制具有很大的指导作用。由于烧结烟气的成分组成与烧结生产过程，特别是原料、设备、操作等都密切相关，标准的制定需要考虑实际技术水平、污染物检测可行性和全面性等问题。
1.2污染物检测 婴儿电动摇篮床
根据环保的要求，国内烧结机的烟气排放口基本都安装了在线的烟气检测装置，并且实时检测数据可以联网查询，这也极大地约束了企业的生产行为。在污染物检测过程中还需要明确以下两个方面的内容。
(1)污染物的检测条件。
在检测、使用数据的过程中，首先需要明确烟气检测的条件，根据现有的烟气污染物排放标准中提到的污染物检测标准，仪器检测得到的污染物浓度都是基于标准状态下干烟气(指温度为273.15K、压力为101325Pa条件下不含水的烟气)中的污染物浓度，而不是工况下的污染物浓度，即烟气在检测前首先要进行预处理(包括除尘、除湿、冷却等)，再经过传感器测定污染物浓度。
因此，在计算某一企业或者某一工序过程污染物排放总量时，一定要选择标准状态下干烟气流量计算，而不是企业通常用到的工况流量。
(2)现有在线检测存在的问题。
1)检测存在空白区。一般企业都具有SO2、NOx及颗粒物的在线检测，个别企业安装了CO浓度的检测设备，其他污染物在线(或离线)检测几乎没有，即使标准中有限制，但没有检测也没有约束力，所以没有检测的污染物成为检测空白区。
2)仪器校准不规范。无论使用哪种检测方法，国家标准中对仪器的校准频率都有相应的规定，如采用非分散红外吸收法检测烟气中SO2的仪器，要求至少3个月进行一次校准。但在实际使用过程中，仪器管理方很少有能按照规范校准的，这就造成了仪器检测值的偏差存在，不利于环保部门的监管。
3)仪器使用不规范。检测仪器的使用过程中都存在相应的检测范围、适应气体环境，比如SO2的检测过程中，一般常用的定电位电解法的便携式仪器进行污染源的定期(随机)抽检，在烧结烟气检测中，由于烟气中CO含量高，其含量对SO2检测具有一定的干扰性，使用前必须对仪器进行相关CO的干扰试验，只有在检测浓度范围内的合格仪器才能使用，而现用的大部分定电位电解法的便携式仪器都没有这方面的干扰试验，检测结果可能出现偏
差，因此，国家也出台了相应的标准来规范定电位电解法仪器进行CO干扰试验的要求。
2计算方法
2.1折氧浓度计算法
烧结、球团烟气排放的正式标准(GB28662—2012)没有提到关于检测过程中基准含氧量的问题，所以在两个征求意见中提到以后对污染物浓度进行16%的折氧计算。
根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)中对污染物排放标准，不仅看其烟气的检测浓度，而且需要对浓度进行折氧计算，这样更有利于对排放污染物的检测、比较。如果烧结烟气中的污染物排放标准能够采用这一标准，则是对现有标准的巨大改进，具体折氧浓度计算法表达式见式(1)。
2.2吨矿计算法
烟气中污染物浓度的检测只能说明其烟气的排放浓度是否超标，但对于总的污染物的排放如何控制将是每个企业、每个地区甚至整个国家需要考虑的问题，就如同降低吨钢二氧化碳排放，降低单位产品的污染物排放量将是整个行业发展的根本方向。
目前，在吨产品污染物计算方面，主要关于污染物的排放系数或因子的计算，中国也已经编制了相关产业污染物排放系数，欧美等发达国家也有相关污染物因子的提法，这些方
法都是将污染物排放归一到吨产品的排放量上，但以上系数或因子的计算方法更复杂，实施性不强。所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 对于烧结工序，吨矿(指成品矿，以下相同)的污染物排放降低，体现了吨矿污染物排放强度降低，绿化程度更高，生产水平更高，企业竞争力更强。对于一个企业，评价其烧结过程清洁生产水平可用吨矿污染物排放量计算，见式(2)。
从E值中可以看到每台烧结不同污染物的吨矿排放量，直接可以看出不同烧结机 、不同污染物的吨矿排放量，不同烧结机针对同一污染物的排放对比，也可以看出不同烧结机各个污染物的排放水平，对于进行烧结机污染物排放的对比及烧结机清洁生产水平的评价很有意义。所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 如果要用一个数据来评价一台烧结机 污染物的排放强度，则需要对每个污染物的吨矿排放量乘以一个排放强度系数，具体表达式见式(7)。
烧结机吨矿排放强度的提出，对于监管部门来评价一个企业的环保水平至关重要，监管部门不仅通过排放的检测数据来规范企业的排放，即通过式(1)在线监控企业的污染物排放浓度;同时也能通过式(2)和式(7)从吨矿排放量、排放强度上监测企业的排放水平和排放量。
针对不同的时间段对不同企业实施限产政策，可以使用以上计算方法帮助政府制定“一企一策”可量化的政策，政府和环保部门也可以在企业污染物排放浓度达标的基础上，给企业
年度排放额度，利用以上计算方法从污染物排放总量限制企业的排放。
3计算方法应用分析
3.1折氧浓度计算法应用
本示例按照2018年河北省《钢铁工业大气污染物超低排放标准》(征求意见稿)中排放浓度标准，以A、B、C三台烧结机为例，其各自的烟气排放数据及折氧后数据分别见表2和表3。
表2烧结机排放烟气的检测数据
表3烧结机排放烟气折氧计算后数据
路轨两用消防车
从表2的数据看，如果检测数据没有折氧计算，按照标准A、B两台烧结机的排放浓度均达到排放标准，而C烧结机SO2和NOx都超出了标准，属于不达标;但是，如果考虑16%折氧条件，则根据式(1)计算后的排放浓度见表3，可以看出，折氧后A烧结机的SO2、NOx和颗粒物3个浓度均超标，属于完全不达标排放的烧结机，B烧结机NOx未达标，而C烧结机污染物排放浓度则是全达标。
如此看来，烟气排放污染物浓度的折氧与不折氧可能会出现不同的结论。
以上案例说明，单独从直接排放的污染物浓度进行比较，各个烧结机没有比较的基准，且可以通过人为手段达到要求的排放标准;但是，如果有折氧标准，则每个烧结机的污染物排放就有可比较性，这一比较有利于促进企业提高技术和管理水平，包括降低烧结机漏风率、降低燃料消耗、提高污染物减排效率等。
因此，烧结烟气 污染物排放浓度采用折氧计算的方法更科学、更具有对比性。所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 3.2吨矿计算法应用
3.2.1限产方案计算方法
吨矿计算法可以最直接地看清楚每一台烧结机 的排放强度，同时，利用吨矿计算法也可以指导政府部门制定合理的减排生产方案。假设在采暖季，要求本区域的钢铁企业烧结机污染物减排达到C%，最简单的一刀切做法是让每个企业的每台烧结机产量都降低C%，但是这种方法既不科学也会扼杀企业实施超低排放的动力。
合理的做法应该是让F值低的企业少减产或不减产，而让F值高的企业多减产或停产。以下给出了一种基于吨矿计算法的企业限产方案计算方法。
所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 3.2.2举例应用
选择两个企业的6台烧结机 为对象，选取烧结机排放的污染物为SO2、NOx和颗粒物。前提是所有烧结机的污染物排放浓度都达到标准要求，按照征求意见中排放标准，烧结机的生产及排放基础数据见表4。
表4烧结机生产及排放基础数据
从表4中的数据可以得出以下数据
所属行业: 大气治理 关键词：烧结烟气 脱硝设施 烧结机 假设在采暖季要求本区域的钢铁企业烧结机 污染物减排达到50%，最简单的做法是让每个企业的每台烧结机产量都降低50%，如果采用限产方案计算方法，则结果如下。将以上数据分别代入式(12)和式(13)，可以求得k=3;然后再将k值代入式(14)中，可以求得x=91.97%。
最后得到的减产方案为
结机D、B正常生产，烧结机A按照91.97%的负荷生产。再将所得数据代入式(16)得到减产方案实施后烧结机的实际减产比例η=45.27%。如果从两个企业的角度来看，企业1减产比例为30.49%，而企业2减产比例为59.02%，比起每家企业减产50%看，企业1比企业2在清洁生产水平方面整体更有优势。
4结论
(1)烧结烟气 污染物排放标准越来越严格，按照基准氧计算污染物浓度将会是标准修订
的趋势，但排放标准应该考虑CO、VOCs等污染物的排放，同时兼顾相关污染物检测的可操作性;污染物检测中需要明确检测的方法、条件，避免检测仪器管理和使用中的问题而造成检测数据的偏差。
风速辅助 (2)对烧结烟气污染物排放有两种计算方法，一种是折氧浓度计算法，主要对污染物浓度有一个可比较、可评判的标准;另一种是吨矿计算法，则是从污染物的排放强度计算，从吨矿污染物排放量可以看出烧结机整个的清洁生产水平。
(3)首次提出了基于吨矿计算法的烧结机限产方案计算方法，运用该方法可以精确计算出每个企业每台烧结机的限产量。在方法应用的案例中，实际烧结机减产比例45.5%就可以实现烧结机污染物减排50%的需求，其中清洁生产水平高的企业1减产比例远小于水平低的企业2。
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