活性焦的“身份證”

　　日前，由中國環(huán)境科學學會發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)煙氣超低排放用煤質(zhì)顆粒活性炭》面向社會發(fā)布。此項團體標準由中國環(huán)境科學學會、中國科學院山西煤炭化學研究所等單位共同起草，既兼顧了鋼鐵行業(yè)煙氣的污染物排放現(xiàn)狀和政策要求，也考慮了活性炭產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，兼顧標準的先進性和實用性。

　　隨著國家對環(huán)境保護要求越來越高，國家提倡各行業(yè)煙氣尾氣實施超低排放，越來越多的鋼鐵企業(yè)重視環(huán)保設(shè)施的研究與投入。鋼鐵企業(yè)煙氣尾氣主要污染物成分包括煙塵、二氧化硫、氮氧化物、VOCs（可揮發(fā)有機物）、二噁英等污染物，目前國內(nèi)部分廠商采用活性炭干法一體化脫除煙氣中污染物技術(shù)，其中煤質(zhì)顆?；钚蕴浚ㄓ址Q活性焦）作為煙氣處理的優(yōu)質(zhì)材料最具科技含量，它是一種活性吸附劑，與污染物之間的吸附、催化反應(yīng)可以保證煙氣污染物排放達到超低排放要求。嚴格的排放要求注定了活性焦的發(fā)展之路免不了坎坷。

　　活性焦的極簡史

　　活性焦的研發(fā)發(fā)端于上世紀60年代的日歐等國。上世紀80年代開始，我國鋼鐵企業(yè)就利用活性焦處理煙氣尾氣，當時很多企業(yè)都在進口活性焦時吃過“啞巴虧”，供銷糾紛層出不窮，國外企業(yè)“獨家供應(yīng)”，議價困難，成本高企，成為眾多企業(yè)的難言之痛。活性焦成為一個“卡脖子”技術(shù)，但是隨后多年，國內(nèi)活性焦研究逐步發(fā)力，越來越多的國產(chǎn)活性炭可以代替進口產(chǎn)品，脫硫脫硝去除污染物的效能也逐漸超過國外水平。

　　中科院山西煤化所副研究員韓小金談到，“歐美日等發(fā)達國家對氮氧化物排放要求遠低于我國標準，活性炭的脫硝效率不到40%，他們的脫硝設(shè)備甚至可以白天開放，晚上休息。相比之下，我國的環(huán)保政策要求高得多，活性焦技術(shù)研發(fā)大踏步前進，相關(guān)技術(shù)的脫硝效率可以達到90%以上，脫硫硫容提高兩倍以上，國外的活性炭也慢慢失去競爭力，我國一躍變成了活性焦出口大國?！?/p>

　　除了脫硫脫硝的要求，鋼廠燒結(jié)煙氣含有的極強致癌性的污染物——二噁英在全國所有行業(yè)中占比超過40%，比所有垃圾焚燒廠的排放量都高，也是極為棘手的污染物。正因為污染物的復(fù)雜性，科學家們專注于活性炭功能的深度開發(fā)，各類污染物也能得到全方位的處理。

　　目前，包括寶武集團、鞍鋼、首鋼、沙鋼、河鋼等大型企業(yè)普遍采用的活性炭干法一體化脫除煙氣中污染物技術(shù)，可以集中處理二氧化硫、二噁英、氮氧化物等。以山東鋼鐵集團日照分廠為例，這套龐大、昂貴、復(fù)雜的裝置高達65米，僅此一套就可以全部解決消化掉所有污染物。

　　再嚴一點 再進一步

　　煤質(zhì)顆?；钚蕴康男阅苤苯佑绊懼鵁煔馕矚饣厥昭b置的效用，眾多鋼廠企業(yè)極為看中它的性能，但是由于相關(guān)行業(yè)標準缺失，給企業(yè)采購、檢驗帶來了麻煩，一套能夠適應(yīng)環(huán)保要求、適應(yīng)行業(yè)技術(shù)水平的標準亟待補齊。

　　干法一體化脫除煙氣中污染物裝置對它的“耗材”活性焦有著特殊的要求。韓小金介紹道：“雖然它成本高，但整體來說更加先進，不需把零散的脫硫、脫硝裝置拼接串聯(lián)起來，前者是個燴菜鍋，什么料都可以加；后者如同羊肉串一樣，流程長、浪費大。更關(guān)鍵的是當煙氣尾氣經(jīng)過一套設(shè)備后無法達到預(yù)期效果時，就需要增加一個裝置讓煙氣再‘脫’一次，否則將會超標排放，這無疑對活性焦的性能和設(shè)備的穩(wěn)定性提出了更高要求。”

　　早在2013年，國家出臺了第一部關(guān)于煤質(zhì)顆粒活性炭檢測方法的國家標準，隨著黨的十九大精神深入貫徹落實，污染防治攻堅戰(zhàn)的深入開展，相關(guān)行業(yè)的排放標準都在不斷提高，有一份可參照的比較權(quán)威的團體標準，讓鋼廠選購品質(zhì)合格的活性焦，實現(xiàn)煙氣污染物合規(guī)排放也更急迫。

　　負責任的行業(yè)旁觀者

　　中科院山西煤化所早在上世紀90年代開始就在劉振宇教授的帶動下，開始了煙氣尾氣脫硫脫硝的研究，是該方向國內(nèi)最早的科研團隊之一。經(jīng)過數(shù)十年科學理論積累后，黃張根研究員帶領(lǐng)課題組繼續(xù)在這個研究領(lǐng)域深耕，在多項國家級科研任務(wù)的支持下，一直從事煙氣污染物干法一體化處理技術(shù)的研究工作，對炭基材料污染物脫除工藝及傳質(zhì)傳熱等工程基礎(chǔ)問題積累了豐富的經(jīng)驗，開發(fā)的炭基催化劑干法一體化脫除技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。

　　“很多企業(yè)讓我們推薦品牌，詢問買哪個產(chǎn)品好，我們作為國立科研機構(gòu)，不能做一個推銷者，必須保持公正立場，我們接受企業(yè)的委托，做一些活性焦的性能鑒定工作，針對品牌的評價從不公開表態(tài)，始終堅守著旁觀者的身份。與其讓大家來咨詢，不如主動制定一個行業(yè)標準，讓更多企業(yè)少走彎路。”黃張根介紹道。

　　制定標準時，黃張根團隊不僅要考慮國家的政策要求、國內(nèi)活性焦廠商的技術(shù)條件，還要考慮我國煤炭原料的資源稟賦。以活性焦一個重要指標灰分來說，灰分的高低和原材料的品質(zhì)有著直接關(guān)系?！安荒軐⒒曳值臉藴侍嵘?，因為灰分來源于優(yōu)質(zhì)煤，它是不可能再生資源，絕不能鼓勵開采。每一個指標都經(jīng)過了反復(fù)的嚴格測試，各項性能和指標完成了活性焦的身份證的繪制?！?/p>

　　2021年7月15日《鋼鐵行業(yè)煙氣超低排放用煤質(zhì)顆粒活性炭》（T/CSES25-2021）正式發(fā)布實施?！拔覀冋J為標準的最大價值就是有效利用，不能束之高閣，下一步宣傳推廣標準的工作仍然是重中之重?！秉S張根如是說。