一 前 言
自2019年《關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》發(fā)布以來，中國鋼鐵行業(yè)掀起了一場綠色革命，據不完全統(tǒng)計，全國鋼鐵企業(yè)累計投資超過1500億元實施超低排放改造，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等主要大氣污染物排放量大幅下降，促進了京津冀等重點區(qū)域空氣質量改善，有力的支撐了打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，特別是順利完成了2022年冬奧會期間空氣質量保障任務。但是京津冀地區(qū)產業(yè)門類復雜、排放源數量多，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)靠的是多措施的組合拳，到底鋼鐵行業(yè)超低排放對空氣質量改善有多大作用，很難進行精準分析，也導致出現了一些“莫須有”的觀點，有意淡化鋼鐵超低排放的貢獻。
江蘇沙鋼集團是國內最大的民營鋼鐵企業(yè)，本部粗鋼產能2500萬噸。張家港市冶金園（錦豐鎮(zhèn)）是沙鋼集團本部所在地，占地面積約114平方千米，是全國單位面積鋼鐵產能最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，沙鋼的大氣污染物排放量直接決定了錦豐鎮(zhèn)的環(huán)境空氣質量。筆者對比了錦豐鎮(zhèn)在沙鋼實施超低排放改造前后環(huán)境空氣質量的變化情況，以及與張家港市其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行橫向對比，可以看出鋼鐵企業(yè)實施超低排放改造對周邊環(huán)境空氣質量的貢獻巨大。
二 “十四五”以來張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境空氣質量變化
根據張家港市生態(tài)環(huán)境局2021年-2022年環(huán)境空氣質量數據統(tǒng)計數據，張家港市總體空氣質量較好，2021年全市下轄10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)PM2.5年均濃度在28-31微克/立方米，2022年空氣質量進一步改善，全市下轄10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)PM2.5年均濃度降至26-29微克/立方米，所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)PM2.5平均濃度均同比下降，降幅在3.3%-16.1%，見圖1。在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，以沙鋼集團所在的冶金園（錦豐鎮(zhèn)）PM2.5平均濃度降幅最為顯著，達到最高的16.1%。而且，2022年錦豐鎮(zhèn)PM2.5平均濃度不但降幅最大，其絕對數值在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中也是最低的，達到了26mg/m3。
圖1 張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2022與2021年度PM2.5平均濃度變化情況
2023年1-3月張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)PM2.5月均濃度較2022年同期繼續(xù)顯著向好，下降范圍在17.9%至36.2%，見圖2。其中，沙鋼集團所在的冶金園（錦豐鎮(zhèn)）繼續(xù)保持36.2%的最大降幅。
圖2 張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2023年1-3月與2022年1-3月PM2.5平均濃度變化情況
從上面兩圖可以看出，從2021年至今，張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在PM2.5年均濃度達標的情況下，均實現了空氣質量持續(xù)改善，特別是沙鋼集團所在的冶金園（錦豐鎮(zhèn)），PM2.5濃度降幅遙遙領先。作為張家港市產業(yè)結構最重的錦豐鎮(zhèn)，環(huán)境空氣質量為什么能在兩年間發(fā)生如此顯著的改善。對比一下沙鋼集團開展超低排放改造的進程就不難發(fā)現，錦豐鎮(zhèn)環(huán)境空氣質量的變化與沙鋼完成超低排放改造的時間節(jié)點高度吻合。
三 沙鋼集團超低排放改造推進歷程
3.1 沙鋼超低排放改造總體進程
沙鋼集團自2018年下半年啟動超低排放改造以來，總投資81.6億元，全面實施料場全封閉棚化改造、焦化燒結脫硫脫硝與干熄焦脫硫提標、無組織管控治一體化平臺建設及治理設施配套、恒樂建材鋼渣場搬遷、除塵系統(tǒng)優(yōu)化與提標升級改造等171個重大項目，其中無組織治理投資占總投資金額的50%，高達40余億元。
2020年7月，沙鋼集團超低排放評估監(jiān)測工作正式啟動，由生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院、中國環(huán)境監(jiān)測總站組成的超低評估團隊對沙鋼超低排放工作進行現場指導幫扶。2021年1月，完成清潔運輸環(huán)節(jié)超低排放改造，2022年7月完成有組織環(huán)節(jié)超低排放改造，2022年12月完成無組織環(huán)節(jié)超低排放改造，2023年5月沙鋼完成全流程超低排放評估監(jiān)測并在中國鋼鐵協(xié)會網站進行公示，標志著全世界最大的單體鋼鐵生產基地超低排放改造工作取得階段性成果。
3.2 主要超低排放改造項目成果
?。?）清潔運輸體系高標準構建
沙鋼集團投資3.2億元實現了碼頭前沿運輸車輛及港作工程機械的更新?lián)Q代，滿足車輛排放階段要求。同時，投資更新鏈斗式、螺旋式環(huán)保卸船機，實現了散貨碼頭密閉無揚塵卸貨，積極打造碼頭區(qū)域“見縫插綠”工程，及時補種2.5億元綠色植物，恢復長江沿線自然生態(tài)景觀，實現長江沿線的綠化亮化，見圖3和圖4。此外，還投資近3億元建成燒結、鋼渣處理等總長度約20公里的管帶機項目，涉及成品燒結礦、焦炭、石灰石、白云石、熔劑、礦粉、高爐返礦返焦、鋼渣等原燃料、中間產品的密閉輸送，徹底取消廠內汽運車輛短倒。
圖3 沙鋼水運碼頭與船舶接卸實景
圖4 沙鋼原料輸送管帶機應用實景
?。?）有組織排放精益化提標改造
沙鋼集團總投資3億余元，建立全廠5套焦爐煙氣活性焦脫硫脫硝一體化項目，同時耗資約18億元對全廠8臺燒結機與2條鏈篦機-回轉窯球團生產線進行焙燒煙氣脫硫脫硝提標改造，見圖5和圖6，全部采用活性焦脫硫脫硝一體化或半干法脫硫配套SCR脫硝等超低排放可行技術，全面達到超低排放限值要求。此外，公司各生產線配備較為齊全的除塵系統(tǒng)管網，通過超低排放改造期間的新建除塵與現有除塵系統(tǒng)優(yōu)化，目前沙鋼集團共建成588臺/套除塵裝置，除塵總風量高達1.12億立方米/小時，除塵電機裝機總容量達33萬千瓦，較好地滿足冶煉生產過程中顆粒物達標排放需求。
圖5 焦爐煙道氣活性焦脫硫脫硝一體化應用實景
圖6 燒結機頭煙氣脫硫脫硝裝置應用實景
（3）建立智能管控治一體化系統(tǒng)
沙鋼集團建設智能管控中心，集安全環(huán)保監(jiān)控、生產能源調度、生產工藝操控三位一體的管理模式，項目總投資21.5億元，其中焦化管控中心，于2019年建成，總建筑面積2644平方米，鐵前管控中心于2021年建成投運，見圖7，打破各車間之間數據和應用隔閡，進一步提升數據集中度，實現資源共享，滿足超低排放DCS分布式控制與視頻監(jiān)控等要求。
圖7 鐵前智能管控中心
無組織排放治理方面，沙鋼集團投資近30億元，建設了85個萬噸級煤、焦筒倉，實現了煤、焦的全封閉貯存，同時建設了先進的C型機械化全封閉料場與廢鋼庫，有效解決了原料露天堆放及裝卸過程中的揚塵污染，見圖8。同時，為了源頭解決鋼渣處理環(huán)節(jié)的無組織排放與固廢資源化利用問題，沙鋼對原工藝進行優(yōu)化改造升級，建成國內產能最大、工藝先進的鋼渣處理線，見圖9，年處理鋼渣330萬噸，實現沙鋼鋼渣100%綜合利用的同時，滿足此節(jié)點的無組織排放控制要求。截至目前，全廠近13000個無組織污染源點位均已實現逐一整改，從物料封閉儲存、物料轉運輸送、生產工藝防治和除塵灰接卸等環(huán)節(jié)全面達到超低排放無組織控制要求。
圖8 煤、焦筒倉與全封閉原料場應用實景
圖9 鋼渣處理車間內外部實景
?。?）減排效果
通過實施全流程超低排放改造，沙鋼的綠色低碳環(huán)保水平得到有效提升，噸鋼環(huán)保運行成本接近300元，污染物排放績效指標持續(xù)改善。初步測算，超低排放改造完成后沙鋼噸鋼顆粒物排放量0.23千克、噸鋼二氧化硫排放量0.068千克、噸鋼氮氧化物排放量0.23千克，較“十三五”末分別下降7.3%、13.7%和15.2%，為區(qū)域環(huán)境空氣質量改善做出了重要貢獻。
四 結 語
鋼鐵行業(yè)超低排放作為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要抓手，其對環(huán)境空氣質量改善起到了重要作用，相關研究機構根據空氣質量模型測算，京津冀鋼鐵企業(yè)超低排放改造對北京市PM2.5濃度下降的貢獻約15%-20%，但是由于京津冀區(qū)域氣象條件復雜、行業(yè)和企業(yè)數量多，也有一些聲音對鋼鐵行業(yè)超低排放的成效提出質疑。通過張家港市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)空氣質量的變化和沙鋼開展超低排放的進展分析可以看出，隨著沙鋼全流程超低排放改造的完成，張家港全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境空氣質量達標率與PM2.5平均濃度變化均達到近五年來的最佳水平，沙鋼所在地冶金園（錦豐鎮(zhèn)）更是以36.2%的PM2.5平均濃度改善率位列全市首位，可以很直觀的看出鋼鐵企業(yè)通過實施超低排放改造，對改善區(qū)域空氣質量作出的巨大貢獻。
