李順心,吳禮云,劉恩輝,趙 磊
(首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司,河北唐山 063200)
1979 年我國確立了排污收費制度,選擇對大氣污染、水污染、固體廢物、噪聲四類污染物開征排污費?!吨腥A人民共和國環(huán)境保護稅法》是我國首部專門體現(xiàn)“綠色稅制”、推進生態(tài)文明建設的單行稅法。利用稅收督促企業(yè)改進工藝減少排放,多排多繳稅,少排少繳稅,治污減排的力度越大,享受的稅收減免就越多,稅收優(yōu)惠門檻降低,減免優(yōu)惠政策分兩檔——納稅人排放應稅大氣污染物或者水污染物的濃度值低于國家和地方規(guī)定的污染物排放標準百分之三十的,減按百分之七十五征收環(huán)境保護稅。納稅人排放應稅大氣污染物或者水污染物的濃度值低于國家和地方規(guī)定的污染物排放標準百分之五十的,減按百分之五十征收環(huán)境保護稅。在有力的稅收杠桿作用下,對采用先進環(huán)保治理技術、先進環(huán)保設備設施以及率先對環(huán)保設備升級改造的企業(yè),這種正向激勵機制極大地調動了高污染、高耗能企業(yè)控制污染物排放的積極性。
在鋼鐵企業(yè)中,燒結煙氣是鋼鐵企業(yè)大氣污染的主要來源,約占鋼鐵大氣污染物的50%以上。據(jù)統(tǒng)計,燒結機排放的二氧化硫、氮氧化物等廢氣污染物分別占其鋼鐵企業(yè)排放總量的85%、40%以上,有研究認為空氣中的二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物也是PM2.5 的重要來源[1],因此,燒結工序是鋼鐵企業(yè)大氣污染防治的一個重點環(huán)節(jié)?!笆濉币詠?,隨著國家將氮氧化物列為污染物總量控制的約束性指標,自2015 年1 月起燒結煙氣氮氧化物的排放限值由500 mg/m3降至300 mg/m3,2020 年10 月1日起燒結煙氣氮氧化物的排放濃度由300 mg/m3降至超低標準50 mg/m3。因此,燒結煙氣中氮氧化物的減排治理迫在眉睫。
本文結合某鋼鐵企業(yè)大型燒結機實踐SCR 煙氣脫硝技術的效果,對氮氧化物治理減排效果和環(huán)境稅之間的影響進行分析。
某鋼鐵企業(yè)共建設2 臺500 m2帶式燒結機,投產之初,環(huán)?!叭瑫r”配套建設了脫硫除塵設施,煙氣凈化處理以脫硫、除塵為主,無脫硝功能。該燒結工序排放煙氣特點為:
(1)煙氣量大。機頭煙氣量150 萬m3/h,廢氣氧含量高,一般在18%左右;
(2)含濕量大。燒結煙氣含水量在10%~15%左右;
(3)煙氣溫度較低且變化大。燒結煙氣溫度為100~150 ℃。
(4)煙氣含有一定量的氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)等腐蝕性氣體,氮氧化物排放濃度隨原燃料的波動較大,排放濃度一般在200~300 mg/m3。
目前,燒結煙氣SCR 脫硝工藝主要分為脫硫前、后脫硝兩種,為了滿足SCR 煙氣脫硝技術的溫度要求,脫硫前后的煙氣均需要先經過GGH 換熱器加熱,再經熱風爐補熱后,才能被送入SCR 脫硝裝置中??紤]燒結煙氣流量大、溫度低的特點,當前燒結煙氣脫硝工藝一般是選用中低溫SCR 脫硝技術[2]-[4]。
隨著環(huán)境保護稅開征和鋼鐵行業(yè)超低排放全面推開,該鋼鐵企業(yè)燒結工序根據(jù)自身脫硫系統(tǒng)及其煙氣排放特點,對現(xiàn)有燒結機頭煙氣凈化系統(tǒng)進行提標改造,采用SCR 煙氣脫硝技術工藝,在原有脫硫系統(tǒng)上新建SCR 脫硝除塵設施系統(tǒng),改造方案按“一機兩塔”進行設計,系統(tǒng)的工藝流程為:燒結機→機電除塵器→主抽風機→脫硫反應塔→布袋除塵器→GGH 換熱器(原煙氣段)→SCR 脫硝→GGH 換熱器(凈煙氣段)→脫硫脫硝引風機→煙囪排放。詳見圖1。
圖1 某鋼鐵企業(yè)燒結工序脫硫脫硝工藝流程
該燒結工序脫硝系統(tǒng)采用SCR 脫硝工藝(反應原理見圖2),系統(tǒng)主要包括GGH 換熱系統(tǒng)、煙氣加熱系統(tǒng)、SCR 反應系統(tǒng)、氨水存儲及供應系統(tǒng)、氨水蒸發(fā)及噴氨系統(tǒng)等。脫硫后煙氣溫度為80~100℃,進入由GGH 換熱器、煙氣加熱爐、SCR 反應器、氨水存儲區(qū)等組成的低溫脫硝系統(tǒng),經過GGH換熱、加熱爐,以高爐煤氣為熱源進行加熱,當煙氣溫度為280~300℃時,熱煙氣進入SCR 反應器,在金屬催化劑的作用下,利用氨(NH3)作為還原劑,與煙氣中的氮氧化物反應,產生無害的氮氣和水,最后潔凈煙氣由脫硫脫硝引風機返回經煙囪排入大氣。
圖2 SCR反應原理示意圖
該鋼鐵企業(yè)2 臺燒結機均采用SCR 煙氣脫硝技術完成燒結煙氣脫硫脫硝提標改造項目,2018 年底投入調試運行,圓滿通過168 h 滿負荷運行性能考核。經過對穩(wěn)定運行及168 h滿負荷運行狀況的分析,該項目工藝具有凈化效率高、流程簡單、運行可靠、節(jié)能降耗、無廢水產生、不形成二次污染等顯著優(yōu)點,其脫硝效率可達到90%以上,在滿足當前燒結煙氣氮氧化物排放限值≤300 mg/m3的同時,也可滿足氮氧化物排放濃度≤50 mg/m3的超低排放標準。
該燒結工序采用SCR 煙氣脫硝技術,自環(huán)境稅開征,統(tǒng)計2018 年1 月至2019 年12 月燒結煙氣氮氧化物排放濃度數(shù)據(jù),經調試運行后,氮氧化物排放濃度由210 mg/m3左右降至40 mg/m3(圖3),在現(xiàn)行氮氧化物排放限值≤300 mg/m3的標準下,提標改造項目實施前,根據(jù)環(huán)境稅政策,“排污濃度低于規(guī)定標準30%的,減按75%征稅”,燒結氮氧化物排污繳稅比例為100%和75%兩檔,提標改造項目實施后,根據(jù)“低于標準50%的,減按50%征稅”的減稅條件,燒結氮氧化物排污繳稅比例降為50%。
圖3 燒結排放口氮氧化物排放濃度變化曲線
該燒結工序采用SCR 煙氣脫硝技術,自環(huán)境稅開征,統(tǒng)計2018 年1 月至2019 年12 月燒結煙氣氮氧化物排放量數(shù)據(jù),經調試運行后,氮氧化物排放量由450 t/月左右降至80 t/月左右(圖4),燒結煙氣氮氧化物排放量年減排約4 000 t。
圖4 燒結排放口氮氧化物排放量變化曲線
大氣污染物繳納環(huán)境稅除受生產運行及燒結機停限產影響外,在環(huán)境稅申報過程中,燒結煙氣氮氧化物采用自動監(jiān)測排放濃度數(shù)據(jù)計算排放量、污染當量值(0.95 kg)以及該鋼鐵企業(yè)所在區(qū)域大氣污染物稅額4.8 元核算環(huán)境稅稅額。燒結工序SCR 煙氣脫硝技術實施以來,燒結煙氣氮氧化物排放濃度、排放量大幅降低,SCR 脫硝工藝運行穩(wěn)定,氮氧化物穩(wěn)定達標排放,年降低環(huán)境稅約2 000 萬元(圖5)。
圖5 燒結排放口氮氧化物環(huán)境稅變化曲線
從燒結煙氣治理實踐效果可以看出,該鋼鐵企業(yè)結合燒結工序大氣污染物治理情況,采用SCR 煙氣脫硝技術實施高水平的環(huán)保改造,降低污染物排放量,這種一次性加大環(huán)保投資,同時結合《環(huán)境保護稅法》享受稅收減免的做法顯然更具經濟性,體現(xiàn)出了國家實施環(huán)境保護稅雙檔減稅政策對于企業(yè)環(huán)保設備設施提標改造的有力支持。
值得注意的一點,隨著鋼鐵行業(yè)超低排放標準的實施,由于排放限值不斷收緊,符合超低排放條件的鋼鐵企業(yè)享受環(huán)境稅收減免優(yōu)惠的力度越來越小,這也是鋼鐵企業(yè)在環(huán)境稅費引導下,尋求環(huán)保技術創(chuàng)新的新機遇。同時,隨著國家推進購置環(huán)境保護專用設備企業(yè)所得稅抵免優(yōu)惠政策的落實,一系列環(huán)境保護有關法律法規(guī)的實施,將大大提升鋼鐵企業(yè)加大環(huán)保治理投入的積極性。