鋼鐵行業(yè)使用《工業(yè)爐窯大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》應(yīng)注意的幾個問題
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境保護(hù)法規(guī)的有機(jī)組成部分、是數(shù)字化的環(huán)境法規(guī),是環(huán)保部門行使管理職能的依據(jù),是環(huán)境評價(jià)的準(zhǔn)繩。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系的主體,都是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),而且又是使用最多的兩類標(biāo)準(zhǔn),其在使用過程中遇到的問題也最多。該文主要對GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》使用過程中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行探討。
1概述
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),是環(huán)境科學(xué)中的一個重要分支,是我國環(huán)境保護(hù)法規(guī)的重要組成部分、是數(shù)字化的環(huán)境法規(guī),是我國環(huán)境政策的綜合體現(xiàn)和執(zhí)行環(huán)境法規(guī)政策的重要依據(jù)。
正確理解、熟練掌握并有效使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),是對環(huán)保工作者的一項(xiàng)基本技能要求,環(huán)保工作者有責(zé)任和義務(wù)正確貫徹執(zhí)行環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。但事實(shí)并不如人意,對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)理解錯誤、用錯的現(xiàn)象仍比較普遍,本文擬對GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》使用過程中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行探討。
2使用GB9078應(yīng)注意的一些問題
2.1 GB9078的適用范圍
該標(biāo)準(zhǔn)適用于除煉焦?fàn)t、焚燒爐、水泥(窯爐)廠以外使用固體、液體、氣體燃料和電加熱的工業(yè)爐窯的環(huán)境管理,以及工業(yè)爐窯建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)、設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收及建成以后的排放管理。
適用的工業(yè)爐窯主要包括:冶煉爐窯、焙燒爐窯、燒結(jié)(機(jī))爐窯、熔化爐窯、加熱爐窯等生產(chǎn)工序的熱工設(shè)備。
此外,該標(biāo)準(zhǔn)屬通用性的排放標(biāo)準(zhǔn),適用于鋼鐵、有色、鑄造、石灰、陶瓷、耐材等許多行業(yè);如果這些行業(yè)出臺了新的行業(yè)型排放標(biāo)準(zhǔn),GB9078自然就會被該行業(yè)的新排放標(biāo)準(zhǔn)所替代,該行業(yè)將不再執(zhí)行GB9078。例如新的鋼鐵行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)不久將會出臺,新標(biāo)準(zhǔn)施行以后,鋼鐵行業(yè)就不再執(zhí)行GB9078。
2.2 GB9078中的標(biāo)準(zhǔn)級別
該標(biāo)準(zhǔn)對“分級”有比較明確的說明,“對號入座”就可以了。但需要說明的是:即便是GB3095中的三類功能區(qū),其環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)仍然是“二級”,如果執(zhí)行“三級”,則不利于“三類功能區(qū)”環(huán)境質(zhì)量的改善,在某種程度上反而會進(jìn)一步加劇這類地區(qū)的環(huán)境污染。再者,“三類功能區(qū)”的總體趨勢應(yīng)是逐步減少的(如上海地區(qū)早已將“三類功能區(qū)”全部取消),這也要求不宜執(zhí)行“三級”。還有,該標(biāo)準(zhǔn)是十多年前制定的,已遠(yuǎn)落后于目前的污染防治水平,已經(jīng)阻礙了環(huán)保設(shè)施水平的發(fā)揮和污染防治技術(shù)水平的發(fā)展。
近幾年來,國家制(修)定污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的思路已經(jīng)轉(zhuǎn)變,新出臺的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不再“分級”、不再“對號入座”,但仍分“新源”和“現(xiàn)源”;對于新排放標(biāo)準(zhǔn)中的排放限值,一般要求“新源”按國際先進(jìn)水平確定,“現(xiàn)源”按國內(nèi)先進(jìn)水平確定。因此,對于新、改、擴(kuò)建工業(yè)爐窯項(xiàng)目,一定要按國際先進(jìn)水平和國內(nèi)最先進(jìn)水平進(jìn)行設(shè)計(jì),如新、改、擴(kuò)建的電爐項(xiàng)目,顆粒物排放濃度就應(yīng)該按小于20mg/m3設(shè)計(jì)。
因此,該標(biāo)準(zhǔn)中的排放限值只能算是最起碼的“最低”強(qiáng)制性排放要求。按正常情況,達(dá)標(biāo)至多只能算“60分”要求(以滿分100分計(jì));但由于該標(biāo)準(zhǔn)過于落后,可以說達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)只能算是“20~30分”水平。
2.3 熱處理爐窯SO2與NOx問題
SO2:熱處理爐窯排放標(biāo)準(zhǔn)為850mg/m3,是指燃煤和燃油爐窯,對鋼鐵行業(yè)許多燃燒氣體燃料(BFG、LDG、COG、CRG、NG、LPG、LNG)的爐窯是不適用的;許多環(huán)境影響評價(jià)文件或設(shè)計(jì)文件中,對這類爐窯也都使用“850mg/m3”這一排放限值進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放分析,這是一種誤導(dǎo)。
NOx:該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定NOx排放濃度限值(如燒結(jié)機(jī)、熱處理爐窯等),但并不能就此認(rèn)為應(yīng)當(dāng)執(zhí)行GB16297中的240mg/m3(新源)排放限值,同時也不能認(rèn)為對NOx就不要求采取任何控制措施。此時,應(yīng)根據(jù)爐窯的具體情況,采取經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上均可行的減排技術(shù)、盡最大可能減少NOx的排放濃度和排放量,如一般的燃?xì)鉄崽幚頎t窯可采取蓄熱燃燒節(jié)能技術(shù)、低NOx燃燒技術(shù),燒結(jié)機(jī)可采用廢氣循環(huán)技術(shù)(NOx可減少40%左右)等。
2.4 氟化物問題
長期以來,業(yè)內(nèi)對此似乎有一種誤解,冶煉系統(tǒng)似乎只有電爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐。因?yàn)榧尤胛炇排欧欧,在許多環(huán)境影響評價(jià)文件及設(shè)計(jì)文件中只寫電爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐排放氟化物,而對燒結(jié)機(jī)氟化物大多只字不提。其實(shí),理論上電爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐并不排放氣態(tài)氟化物,而燒結(jié)機(jī)才是全廠最大的氟化物(而且是氣態(tài)氟化物)排放源。
大量實(shí)驗(yàn)研究證明,CaF2的高溫分解并不是由于CaF2的揮發(fā),而是發(fā)生了水解反應(yīng)。絕對干燥的空氣和氧氣中,CaF2在高溫條件下并不分解;飽和空氣中,CaF2的水解起始溫度大致為820~840℃。低溫階段(850~1200℃),CaF2水解率隨反應(yīng)時間的延長而緩慢增加;高溫階段(1200℃以上),其水解率隨反應(yīng)時間的延長顯著增加。
煉鋼生產(chǎn)過程中,鐵水預(yù)處理爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、精煉爐內(nèi)不含水份,理論上CaF2不會發(fā)生水解生成氣態(tài)氟化物(如HF)。在轉(zhuǎn)爐一次煙道和電爐第四孔(或第二孔)內(nèi)排煙煙道內(nèi)溫度在1200℃以上,由于有空氣的進(jìn)入可能會有少量的CaF2發(fā)生水解生成HF類氣態(tài)氟化物。但由于煙氣中含有大量的高堿性煉鋼煙塵,且含有一定數(shù)量的CaO(5%~20%),而CaO又是良好的脫氟劑,很容易與HF類氣態(tài)氟化物反應(yīng)生成CaF2。因此,煉鋼生產(chǎn)煙氣中的氟化物主要以CaF2形式存在而很容易被除塵器去除,可以認(rèn)為排放廢氣中不含HF類氣態(tài)氟化物。
上海地區(qū)曾對多臺電爐、AOD精煉爐等煉鋼設(shè)備多種生產(chǎn)工況條件下排放廢氣中的總氟化物(包括塵氟)進(jìn)行了監(jiān)測,最高濃度均未超過1.0mg/Nm3,如果只監(jiān)測氣態(tài)氟化物濃度將會更低——甚至可以忽略,這也足以說明煉鋼煙氣中基本上不含氣態(tài)氟化物。一些發(fā)達(dá)國家均未將氟化物列入煉鋼廢氣排放標(biāo)準(zhǔn),也可能與此有關(guān)。
但用來冶煉優(yōu)質(zhì)合金鋼、超級合金鋼或碳素鋼等優(yōu)質(zhì)鋼種的電渣爐,國內(nèi)多采用氟系熔渣進(jìn)行重熔冶煉,由于具體工況的關(guān)系生產(chǎn)過程中螢石(CaF2)具有水解的基本條件,因而比較容易產(chǎn)生氣態(tài)氟化物,其產(chǎn)生濃度每立方米可達(dá)數(shù)十甚至上百毫克,是必須嚴(yán)加控制的。我國鋼鐵行業(yè)目前雖有電渣爐300多座,但總生產(chǎn)能力僅100萬t左右,故氣態(tài)氟化物的排放總量并不大。
燒結(jié)過程也具備氣態(tài)氟化物的產(chǎn)生條件,氟主要來自礦石和煤燃料。歐盟資料報(bào)導(dǎo)其產(chǎn)生量為1.4~3.5g/t-LS,上海地區(qū)實(shí)測數(shù)據(jù)為1~2mg/Nm3,與歐盟數(shù)據(jù)相近;但也有地區(qū)采用高氟礦(氟含量高達(dá)0.1%~0.2%)燒結(jié),煙氣中的氟化物原始濃度每標(biāo)準(zhǔn)立方米可達(dá)上百乃至數(shù)百毫克。由于燒結(jié)機(jī)單位產(chǎn)品煙氣量比較大(2000Nm3/t-LS左右),故氣態(tài)氟化物的總排放量也比較大,是鋼鐵企業(yè)最主要的氟化物排放源。
正是基于以上原因,新的國家鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(報(bào)批稿)已不再將氟化物作為煉鋼排放指標(biāo)而只作為燒結(jié)、電渣冶金和不銹鋼酸洗排放指標(biāo)。
2.5 鋼鐵行業(yè)的三苯廢氣
三苯廢氣主要來自彩色鋼板生產(chǎn),根據(jù)工藝需要一般采用焚燒爐處理同時向烘干段提供熱風(fēng)。有時會誤認(rèn)為焚燒爐也屬GB9078中的“工業(yè)爐窯”,應(yīng)該執(zhí)行GB9078,既然GB9078中無“三苯”,就不執(zhí)行濃度排放標(biāo)準(zhǔn)。
我們應(yīng)該清楚,三苯有機(jī)廢氣是在彩板生產(chǎn)線上產(chǎn)生的、并不是工業(yè)爐窯產(chǎn)生的,此處的“焚燒爐”只相當(dāng)于一套環(huán)保設(shè)施而非生產(chǎn)設(shè)備,從防治污染的角度看,它與一臺除塵器并無本質(zhì)區(qū)別,因此,應(yīng)該執(zhí)行GB16297而不是GB9078。
再者,GB9078中有特別說明:“本標(biāo)準(zhǔn)適用于除煉焦?fàn)t、焚燒爐、水泥廠以外……的工業(yè)爐窯……”
2.6采樣要求
GB9078規(guī)定:監(jiān)測采樣應(yīng)在最大生產(chǎn)能力、最大熱負(fù)荷下進(jìn)行,且采樣時間一般不得少于2個小時。
也就是說,GB9078中的排放濃度限值都是“兩個小時的平均濃度”;而GB16297則是“連續(xù)1小時”、是“1小時平均濃度”,兩個標(biāo)準(zhǔn)在這方面的要求是不一樣的。
2.7空氣過剩系數(shù)問題
實(shí)測污染物濃度在與GB9078中的排放限值進(jìn)行比較時,應(yīng)按規(guī)定的空氣過剩系數(shù)(α)進(jìn)行換算,其換算公式為:C=C實(shí)測×(α實(shí)測 /α標(biāo)準(zhǔn) )。
GB9078規(guī)定:沖天爐冷風(fēng)爐鼓風(fēng)溫度≤400℃、熱風(fēng)爐鼓風(fēng)溫度>400℃的空氣過剩系數(shù)分別為4.0和2.5,其他工業(yè)爐窯為1.7,但熔煉爐(如煉鋼電爐、轉(zhuǎn)爐及精煉爐等)與鐵礦石燒結(jié)則應(yīng)按實(shí)測濃度考核、不需要進(jìn)行換算。
對于GB9078中的“其他工業(yè)爐窯”,環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測報(bào)告中的實(shí)測濃度與換算濃度值的使用是有區(qū)別的,在計(jì)算排放量(或排放速率)時應(yīng)注意兩個排放濃度與煙氣量的對應(yīng)關(guān)系,也就是說:污染物排放量(或排放速率)應(yīng)該用實(shí)測排放濃度與實(shí)測煙氣量計(jì)算,而不是用換算后的排放濃度。
空氣過剩系數(shù)無法直接測試,通常是通過監(jiān)測煙氣中的O2含量再進(jìn)行換算,其換算公式為:α=21/( 21-O2 )
2.8 煙囪(或排氣筒)高度問題
GB9078中規(guī)定:各種工業(yè)爐窯最低允許高度為15m,此外還應(yīng)高出周圍半徑200m范圍內(nèi)建筑物3m以上。
該標(biāo)準(zhǔn)是十多年前制定的,而十多年前的污染防治水平與目前的污染防治水平已不可同日而語;再者,通過增高排放高度來減輕大氣污染本身就是一種十分消極的做法。對于鋼鐵企業(yè),所有煙囪(或排氣筒)的高度都完全滿足GB9078是不大可能的,此時可考慮按排放濃度限值的50%執(zhí)行。
2.9無組織排放問題
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是排放源而不是廠界,而且只規(guī)定了顆粒物,對氣態(tài)污染物未作規(guī)定。
對排放源本身無組織排放進(jìn)行控制要比GB16297控制廠界更顯合理,但其可操作性都不強(qiáng),至今無組織排放的控制仍然是個大難題,還有待進(jìn)一步深入研究。事實(shí)也是如此:GB9078規(guī)定在工業(yè)爐窯所在的門窗排放口處設(shè)監(jiān)測點(diǎn)等,這個位置是很難具體確定的,自從該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施十多年以來很少有這方面的監(jiān)測實(shí)例;GB16297也有此類操作性不強(qiáng)問題,采樣點(diǎn)可以布設(shè),但監(jiān)測結(jié)果常常會出現(xiàn)異常,尤其是顆粒物有時還會得出負(fù)值(扣除對照點(diǎn)監(jiān)測值后)。
2.10應(yīng)多關(guān)注國家環(huán)保部對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的解釋(復(fù)函)
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)正文的最后,一般都有“本標(biāo)準(zhǔn)由國家環(huán)境保護(hù)部負(fù)責(zé)解釋”字句;也就是說,國家環(huán)保部會對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過程中出現(xiàn)的一些這樣那樣的問題等做出權(quán)威性解釋,對這類解釋、復(fù)函等必須倍加關(guān)注。
例如,有些同志可能會認(rèn)為GB9078中沒有NOx就應(yīng)該執(zhí)行GB16297中的240mg/m3;但原國家環(huán)保總局《關(guān)于執(zhí)行國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)問題的復(fù)函》(環(huán)函[2004]145號)是這樣答復(fù)的:“對明確屬于某行業(yè)的企業(yè),其排放的污染物,國家該行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定,亦不應(yīng)執(zhí)行國家綜合性排放標(biāo)準(zhǔn),但可通過制定地方排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制”。
大量的這類“解釋”、“復(fù)函”可登錄相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站讀取。
2.11學(xué)習(xí)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)理論及相關(guān)法規(guī)
在可能的情況下,還應(yīng)當(dāng)對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)理論和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)法規(guī)等進(jìn)行廣泛、系統(tǒng)、深入的學(xué)習(xí),做到“兼收并蓄”,這樣在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域才能更上一層樓。
3結(jié)束語
每個人的精力、時間和能力都是有限的,不大可能對所有環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)都做到“精通”,但對自己專業(yè)范圍涉及到的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)做到“精通”則是完全可能的,而且也是十分必要的。

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