在線監(jiān)測數(shù)據(jù)對焦化行業(yè)減排政策的影響研究

馬婧怡

（長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山西 長治 046000）

焦化行業(yè)在鋼鐵、化工等行業(yè)的發(fā)展推動下實現(xiàn)了迅速發(fā)展。山西省是鋼鐵焦化大省，焦炭產(chǎn)能和產(chǎn)量位居全國前列。焦炭是連接上游煤炭和下游煤化工產(chǎn)品的重要物質，作為還原劑應用于高爐煉鐵、有色金屬冶煉過程中，同時也在合成化學、電石生產(chǎn)等方面得到廣泛應用，焦炭產(chǎn)業(yè)鏈的下游需求中，在鋼鐵行業(yè)應用最多[1]。因此，對焦化行業(yè)廢氣污染源排放總量、排放濃度等進行在線監(jiān)測管控非常有必要。董艷萍等人主要利用南京市廢氣重點污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）在線監(jiān)測數(shù)據(jù)對南京市管控廢氣重點污染源的二氧化硫和氮氧化物排放量進行統(tǒng)計分析，以此實現(xiàn)對2014 年南京青奧會期間臨時管控效果的評估[2]。任培兵等人認為焦化行業(yè)應盡快實現(xiàn)焦爐大型化和焦炭干熄化，通過節(jié)能減排、精細化管理，實現(xiàn)綠色轉型升級[1]。目前，很少有人基于廢氣污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)（CEMS）對焦化行業(yè)排放量進行量化分析，以及研究其對環(huán)境空氣質量的影響。因此，本文旨在基于長治市焦化行業(yè)2021 年和2020 年每月廢氣污染物排放量，研究其顆粒物、二氧化硫及氮氧化物排放量的年度、月度變化規(guī)律，分析其對環(huán)保減排政策的響應情況。

1 數(shù)據(jù)來源與處理

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)是由企業(yè)現(xiàn)場端廢氣監(jiān)測站房的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）和在線監(jiān)測平臺系統(tǒng)兩大部分組成[3]。煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）由污染物監(jiān)測子系統(tǒng)，煙氣參數(shù)子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理子系統(tǒng)等組成，主要測定煙氣中顆粒物濃度、氣態(tài)污染物濃度及煙氣中溫度、壓力、流速、流量、濕度、含氧量等煙氣參數(shù)[4]。在線監(jiān)測平臺是用于環(huán)保部門的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)接收、存儲、統(tǒng)計、分析的軟件平臺系統(tǒng)。山西省長治市煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的配套建設使用和監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸聯(lián)網(wǎng)在2009 年完成。目前，長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心采用西安交大長天軟件股份有限公司開發(fā)的重點污染源自動監(jiān)控與基礎數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3.1，截至目前全市共安裝在線監(jiān)控設施的企業(yè)共計177 家，其中廢氣企業(yè)共計77 家，焦化行業(yè)共計16 家。煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）監(jiān)測數(shù)據(jù)從“十一五”期間作為環(huán)保總量減排核查、核算依據(jù)以來，逐步應用發(fā)展至當前環(huán)保排污收費、環(huán)保監(jiān)測的核定依據(jù)，實現(xiàn)了從定性應用到定量應用的飛躍，數(shù)據(jù)可靠性高[5]。本文研究的數(shù)據(jù)取自山西省長治市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心2020—2021 年焦化行業(yè)重點監(jiān)控企業(yè)煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的小時級歷史數(shù)據(jù)。

2 焦化行業(yè)大氣污染物排放監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析

2.1 焦化行業(yè)排放量數(shù)據(jù)特征分析

長治市焦化行業(yè)廢氣污染物排放量在全市排放總量中所占比重較高，尤其氮氧化物排放量占比最高，顆粒物、二氧化硫次之。如下頁表1 所示，2020 年長治市焦化行業(yè)廢氣污染源在線監(jiān)測因子中，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量分別占全市總量的28.1%、18.9%、36.1%；2021 年焦化行業(yè)監(jiān)測因子中，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量分別占全市總量的26.7%、19.1%、35.1%，2020 年和2021 年焦化行業(yè)所占比重相差不大。由此可見，焦化行業(yè)是全市節(jié)能減排環(huán)保任務的重點行業(yè)，在推動行業(yè)高質量發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

表1 2020—2021 年焦化行業(yè)和長治市在線監(jiān)測數(shù)據(jù)對比

2.2 焦化行業(yè)大氣污染物年度排放變化趨勢分析

從下頁圖1、表2、表3 的2020—2021 年焦化行業(yè)的“獨立樣本檢驗”表格的方差齊性Levene 檢驗和關于均值相等的t 檢驗結果來看，2021 年長治市焦化行業(yè)氮氧化物排放量相比2020 年呈顯著性降低趨勢，顆粒物、二氧化硫排放量有所減少。其中，2021 年顆粒物排放量月均值為19.501 t，2020 年排放量月均值為21.276 t，t 檢驗的雙側Sig 值0.193＞0.05，即在0.05 的顯著性水平上，顆粒物排放量在2021 年和2020 年之間不存在顯著的差異，但有所減少，由21.276 t 減少到19.501 t；2021 年二氧化硫排放量月均值為50.318 t，在2020 年排放量月均值為55.993 t，t 檢驗的雙側Sig 值0.140＞0.05，即在0.05 的顯著性水平上，二氧化硫排放量在2021 年和2020 年之間不存在顯著的差異，但有所減少，由55.993 t 減少到50.318 t；2021 年氮氧化物排放量月均值為295.570 t，2020 年排放量月均值為349.729 t，t 檢驗的雙側Sig值0.021＜0.05，即在0.05 的顯著性水平上，氮氧化物排放量在2021 年和2020 年之間存在顯著性差異，且顯著減少54.159 t。

表2 2020—2021 年長治市焦化行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量組統(tǒng)計

表3 2020—2021 年長治市焦化行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量獨立樣本檢驗

圖1 2020—2021 年長治市焦化行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物月排放量

3 焦化行業(yè)環(huán)保政策對大氣污染物排放量變化趨勢的影響

長治市焦化行業(yè)2021 年氮氧化物排放量與2020 年相比顯著減少，顆粒物、二氧化硫排放量也有所減少，這與環(huán)保減排政策緊密相關。如下頁表4 所示，自2015 年1 月1 日起，長治市焦化行業(yè)現(xiàn)有企業(yè)焦爐煙囪、推焦、裝煤、干熄焦執(zhí)行GB 16171—2012《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》，2019 年10 月1 日至今，執(zhí)行GB 16171—2012《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》中大氣污染物特別排放限值。根據(jù)山西省生態(tài)環(huán)境廳印發(fā)的《山西省焦化行業(yè)超低排放改造實施方案》，要求到2023 年10 月底前，全省焦化企業(yè)全面完成超低排放改造，長治市作為主要產(chǎn)焦市之一，要力爭1～2 家焦化企業(yè)在2021 年10 月底前完成超低排放改造，樹立行業(yè)標桿，從2020 年—2021 年全市焦化企業(yè)已陸續(xù)在完成超低排放改造任務，并且成效顯著。另外，《山西省焦化產(chǎn)業(yè)打好污染防治攻堅戰(zhàn)推動轉型升級實施方案》中提出，未通過國家行業(yè)準入的炭化室高度為4.3 m 的焦爐要全部淘汰，到2021年底，已關停10 家焦化廠。由此可見，省、市級對焦化行業(yè)嚴格管理，努力推進焦化行業(yè)全流程、系統(tǒng)化環(huán)境治理，以此推動企業(yè)完成超低排放改造，促進環(huán)境空氣質量持續(xù)改善。

表4 焦化行業(yè)現(xiàn)有企業(yè)大氣污染物排放質量濃度限值 mg/m3

4 結論和建議

1）通過統(tǒng)計分析，總體來看2020—2021 年焦化行業(yè)各項監(jiān)測因子在全市排放總量中占比較高。2021年長治市焦化行業(yè)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量與2020 年相比呈下降趨勢，其中氮氧化物排放量顯著減少；顆粒物、二氧化硫排放量年度差異不顯著，但總體來看有所降低。

2）建議焦化企業(yè)嚴格執(zhí)行大氣污染物特別排放限值政策[6]，繼續(xù)推進焦化企業(yè)實行超低排放改造[7]，對所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)如備煤、煉焦、熄焦、焦炭處理、煤氣凈化或余熱回收等工段，以及大宗物料產(chǎn)品儲存運輸產(chǎn)生的大氣污染物進行有組織排放、無組織排放、清潔運輸，實施全流程升級改造，同步建設監(jiān)測監(jiān)控設施，系統(tǒng)加強環(huán)境管理[8]。