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无组织排放管控治一体化监管平台

(一)燃煤电厂的超低排放之路

燃煤电厂二氧化硫和氮氧化物所占比例较高,是造成我国酸雨的重要原因。针对电厂污染,从20世纪90年代开始,我国环境治理力度显著加强。2011年7月环保部制定和发布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),其中重点地区排放标准为烟尘≤20mg/Nm3、SO2≤50mg/Nm3、氮氧化物≤100mg/Nm3。同年,浙能集团首次提出超低排放概念,指火电行业的烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度(基准含氧量6%)分别不超过10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3,比《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%,是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆。

2012年以后,火电行业开始进入超低排放发展时期。2014年9月12日,国家发展改革委、环保部、能源局落实国务院精神,联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(简称《行动计划》),提出比新国标更严的“超低排放改造”:到2020年东部地区现役的机组通过改造基本达到燃气轮机排放限值的要求(在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。环境保护部等3部委2015年12月11日联合下发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》提出,到2020年,全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放。煤电行业走上了超低排放改革之路。

燃煤电厂实施超低排放以来,火电行业污染物排放量大幅度下降。2017年钢铁行业主要污染物排放量已超过电力行业,成为工业部门最大的污染物排放来源。同时,钢铁行业是货物运输量最大的行业之一,我国钢铁行业货运量为40亿吨以上,占全国货运总量1/10左右,且主要依靠公路运输,运输过程中的氮氧化物、颗粒物排放突出,占钢铁企业自身排放的20%以上。

(二)继燃煤电厂之后,钢铁行业超低排放改造拉开序幕

“十一五”以来,全国钢铁企业陆续实施了一系列治污改造工程,通过烧结机(球团)配备脱 硫设施,烧结机机尾、破碎筛分、高炉矿槽和出铁场、转炉一次烟气、转炉二次烟气等工序除 尘设备升级改造等工作,使吨钢二氧化硫和有组织颗粒物排放量分别下降了70%和60%以 上,大气污染治理取得了积极进展,但氮氧化物未采取措施、治理水平低、无组织排放严重、 重点区域排放总量大等问题未得到根本解决。与日本、德国、韩国等发达国家相比,目前我国 钢铁行业污染控制水平和环保管理水平仍有较大差距,尤其是占颗粒物排放50%以上的无组 织排放,吨钢颗粒物无组织排放量我国比发达国家高出一倍以上。作为超过全球产量1/2的国 家,我国亟需对标国际先进水平,实现钢铁行业排放的大幅削减。

2019年4月29日,生态环境部等五部委日前联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》。意见提出,推动现有钢铁企业超低排放改造,到2020年底前,重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展,力争60%左右产能完成改造;到2025年底前,重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成,全国力争80%以上产能完成改造。

2019年12月18日,生态环境部办公厅发布《关于做好钢铁企业超低排放评估监测工作的通知》(环办大气函〔2019〕922号),指出企业应重点加强烟气排放连续监测系统(CEMS)和手工监测采样点布设的规范化,无组织排放控制、大宗物料产品清洁运输等薄弱环节改造,以及建立监测监控和台账体系。

2020年1月9日,中国环境保护产业协会印发《钢铁企业超低排放改造技术指南》(中环协〔2020〕4号),对有组织排放和无组织排放的治理与监控提供了指导,为钢铁企业有效实施超低排放改造提供技术支撑。

2020年6月30日,山东省生态环境厅印发《山东省工业企业无组织排放分行业管控指导意见》(鲁环发〔2020〕30号),旨在加强对工业企业无组织排放的深度治理。文件对钢铁、建材、有色等18个重点行业逐一提出无组织排放管控指导意见,提高企业无组织排放精细化管理水平,助力打赢蓝天保卫战。

除此之外,河南、宁夏、湖北、浙江、上海、四川等地相继发布了钢铁行业超低排放改造实施方案,推进钢铁行业超低排放改造。

(三)无组织排放治理成为钢铁企业超低排放改造的难点

钢铁企业装卸、堆取料、筛分、混匀配料、转运、生产、道路运输等环节均会产生大量无组织排放,通常钢铁企业内部会有数百个无组织尘源点,且无组织排放强度受生产工艺和原料成分影响波动较大,不同的排放源之间还互相影响;治理设施缺乏有效运维,基本处于摆设;再加上管理部门缺乏对无组织排放有效的监管手段,导致无组织排放治理成为钢铁企业超低排放改造的难点。

(四)全流程全方位监管思路

钢铁工业是流程工业,生产工艺环节众多,因此钢铁行业超低排放与燃煤电厂超低排放最本质的区别就是必须钢铁生产全流程所有生产环节全方位满足超低排放的要求。

钢铁行业对环境的影响主要包括三个部分:有组织排放、无组织排放和运输环节排放。受关注度最高的烧结机头排放的污染物仅占到有组织排放的60%,也就是说烧结机头达到了超低排放限值要求,不但不能代表有组织排放实现超低排放,更不能代表全面超低排放。特别是钢铁企业无组织排放的颗粒物占排放总量的50%以上,汽车运输过程的排放也达到钢铁企业自身排放的20%以上。

因此,钢铁企业实施超低排放改造,既要实施有组织排放改造,更要注重无组织排放治理和运输方式的清洁化改造。

钢铁行业超低排放监管在对超低排放监管的基础上,对超低排放改造效果评估,监管整体思路为:源头监管(有组织和无组织排放齐抓),过程控制(治理设施与生产设施工作状态和运行效果实时跟踪)和效果管控(产尘点周边和道路附近空气监控)。

(五)山东达斯特无组织排放管、控、治一体化解决方案

山东达斯特无组织排放管、控、治一体化解决方案是通过对厂区内有组织排放、无组织排放的实时监测,结合厂区主要节点空气质量微站的设置,附以视频监控手段,将各类数据接入管、控、治一体化平台中,有效掌握并科学分析有组织和无组织排放分布、浓度、变化规律等数据,并依据分析结果进行智能化、科学化的治理,实现污染物源头监控、车辆动态管理、效果实时检验的协同管控过程,为提高钢铁企业整体治理效率和降低治理工作管控难度提供有力支撑,实现无组织治理向有组织治理转变。

1、排放监控体系

有组织排放、无组织排放监控及数据上传。有组织监控包括烟气排放监控、废水排放监控、以及站房视频等;无组织排放监控包括排放过程监控、治理设施运行监控、产尘点TSP监控、厂区环境质量监控。

2、数据对接/接收

研发监测数据接收系统,用于实时接收现场端直接上传的监测数据和对接已有的数据。

3、集中监控平台

通过对厂区内有组织排放、无组织排放的实时监测,结合厂区主要节点空气质量微站的设置,附以视频监控手段,将各类数据接入管、控、治一体化平台中,有效掌握并科学分析有组织和无组织排放分布、浓度、变化规律等数据,并依据分析结果进行智能化、科学化的治理,实现污染物源头监控、车辆动态管理、效果实时检验的协同管控过程,为提高钢铁企业整体治理效率和降低治理工作管控难度提供有力支撑。

4、智能管控应用

利用大数据、人工智能、机器学习、虚拟现实等技术,实现对有组织排放、无组织排放的预测预警、趋势分析、溯源分析、污染贡献分析等,实现污染排放的智能化自动管控和治理。