SCR脱硝技术应用于烧结烟气对环境保护税影响分析

李顺心，吴礼云，刘恩辉，赵 磊

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

引言

1979 年我国确立了排污收费制度，选择对大气污染、水污染、固体废物、噪声四类污染物开征排污费。《中华人民共和国环境保护税法》是我国首部专门体现“绿色税制”、推进生态文明建设的单行税法。利用税收督促企业改进工艺减少排放，多排多缴税，少排少缴税，治污减排的力度越大，享受的税收减免就越多，税收优惠门槛降低，减免优惠政策分两档——纳税人排放应税大气污染物或者水污染物的浓度值低于国家和地方规定的污染物排放标准百分之三十的，减按百分之七十五征收环境保护税。纳税人排放应税大气污染物或者水污染物的浓度值低于国家和地方规定的污染物排放标准百分之五十的，减按百分之五十征收环境保护税。在有力的税收杠杆作用下，对采用先进环保治理技术、先进环保设备设施以及率先对环保设备升级改造的企业，这种正向激励机制极大地调动了高污染、高耗能企业控制污染物排放的积极性。

在钢铁企业中，烧结烟气是钢铁企业大气污染的主要来源，约占钢铁大气污染物的50%以上。据统计，烧结机排放的二氧化硫、氮氧化物等废气污染物分别占其钢铁企业排放总量的85%、40%以上，有研究认为空气中的二氧化硫、氮氧化物等气态污染物也是PM2.5 的重要来源[1]，因此，烧结工序是钢铁企业大气污染防治的一个重点环节。“十二五”以来，随着国家将氮氧化物列为污染物总量控制的约束性指标，自2015 年1 月起烧结烟气氮氧化物的排放限值由500 mg/m3降至300 mg/m3，2020 年10 月1日起烧结烟气氮氧化物的排放浓度由300 mg/m3降至超低标准50 mg/m3。因此，烧结烟气中氮氧化物的减排治理迫在眉睫。

本文结合某钢铁企业大型烧结机实践SCR 烟气脱硝技术的效果，对氮氧化物治理减排效果和环境税之间的影响进行分析。

1 SCR烟气脱硝技术实践

某钢铁企业共建设2 台500 m2带式烧结机，投产之初，环保“三同时”配套建设了脱硫除尘设施，烟气净化处理以脱硫、除尘为主，无脱硝功能。该烧结工序排放烟气特点为：

（1）烟气量大。机头烟气量150 万m³/h，废气氧含量高，一般在18%左右；

（2）含湿量大。烧结烟气含水量在10%～15%左右；

（3）烟气温度较低且变化大。烧结烟气温度为100～150 ℃。

（4）烟气含有一定量的氯化氢（HCl）、氟化氢（HF）、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）等腐蚀性气体，氮氧化物排放浓度随原燃料的波动较大，排放浓度一般在200～300 mg/m³。

目前，烧结烟气SCR 脱硝工艺主要分为脱硫前、后脱硝两种，为了满足SCR 烟气脱硝技术的温度要求，脱硫前后的烟气均需要先经过GGH 换热器加热，再经热风炉补热后，才能被送入SCR 脱硝装置中。考虑烧结烟气流量大、温度低的特点，当前烧结烟气脱硝工艺一般是选用中低温SCR 脱硝技术[2]-[4]。

随着环境保护税开征和钢铁行业超低排放全面推开，该钢铁企业烧结工序根据自身脱硫系统及其烟气排放特点，对现有烧结机头烟气净化系统进行提标改造，采用SCR 烟气脱硝技术工艺，在原有脱硫系统上新建SCR 脱硝除尘设施系统，改造方案按“一机两塔”进行设计，系统的工艺流程为：烧结机→机电除尘器→主抽风机→脱硫反应塔→布袋除尘器→GGH 换热器（原烟气段）→SCR 脱硝→GGH 换热器（净烟气段）→脱硫脱硝引风机→烟囱排放。详见图1。

图1 某钢铁企业烧结工序脱硫脱硝工艺流程

该烧结工序脱硝系统采用SCR 脱硝工艺（反应原理见图2），系统主要包括GGH 换热系统、烟气加热系统、SCR 反应系统、氨水存储及供应系统、氨水蒸发及喷氨系统等。脱硫后烟气温度为80～100℃，进入由GGH 换热器、烟气加热炉、SCR 反应器、氨水存储区等组成的低温脱硝系统，经过GGH换热、加热炉，以高炉煤气为热源进行加热，当烟气温度为280～300℃时，热烟气进入SCR 反应器，在金属催化剂的作用下，利用氨（NH3）作为还原剂，与烟气中的氮氧化物反应，产生无害的氮气和水，最后洁净烟气由脱硫脱硝引风机返回经烟囱排入大气。

图2 SCR反应原理示意图

2 实施效果

该钢铁企业2 台烧结机均采用SCR 烟气脱硝技术完成烧结烟气脱硫脱硝提标改造项目，2018 年底投入调试运行，圆满通过168 h 满负荷运行性能考核。经过对稳定运行及168 h满负荷运行状况的分析，该项目工艺具有净化效率高、流程简单、运行可靠、节能降耗、无废水产生、不形成二次污染等显著优点，其脱硝效率可达到90%以上，在满足当前烧结烟气氮氧化物排放限值≤300 mg/m³的同时，也可满足氮氧化物排放浓度≤50 mg/m³的超低排放标准。

2.1 烧结烟气氮氧化物排放浓度变化

该烧结工序采用SCR 烟气脱硝技术，自环境税开征，统计2018 年1 月至2019 年12 月烧结烟气氮氧化物排放浓度数据，经调试运行后，氮氧化物排放浓度由210 mg/m³左右降至40 mg/m³（图3），在现行氮氧化物排放限值≤300 mg/m³的标准下，提标改造项目实施前，根据环境税政策，“排污浓度低于规定标准30%的，减按75%征税”，烧结氮氧化物排污缴税比例为100%和75%两档，提标改造项目实施后，根据“低于标准50%的，减按50%征税”的减税条件，烧结氮氧化物排污缴税比例降为50%。

图3 烧结排放口氮氧化物排放浓度变化曲线

2.2 烧结烟气氮氧化物排放量变化

该烧结工序采用SCR 烟气脱硝技术，自环境税开征，统计2018 年1 月至2019 年12 月烧结烟气氮氧化物排放量数据，经调试运行后，氮氧化物排放量由450 t/月左右降至80 t/月左右（图4），烧结烟气氮氧化物排放量年减排约4 000 t。

图4 烧结排放口氮氧化物排放量变化曲线

2.3 烧结烟气氮氧化物环境税变化

大气污染物缴纳环境税除受生产运行及烧结机停限产影响外，在环境税申报过程中，烧结烟气氮氧化物采用自动监测排放浓度数据计算排放量、污染当量值（0.95 kg）以及该钢铁企业所在区域大气污染物税额4.8 元核算环境税税额。烧结工序SCR 烟气脱硝技术实施以来，烧结烟气氮氧化物排放浓度、排放量大幅降低，SCR 脱硝工艺运行稳定，氮氧化物稳定达标排放，年降低环境税约2 000 万元（图5）。

图5 烧结排放口氮氧化物环境税变化曲线

3 结语

从烧结烟气治理实践效果可以看出，该钢铁企业结合烧结工序大气污染物治理情况，采用SCR 烟气脱硝技术实施高水平的环保改造，降低污染物排放量，这种一次性加大环保投资，同时结合《环境保护税法》享受税收减免的做法显然更具经济性，体现出了国家实施环境保护税双档减税政策对于企业环保设备设施提标改造的有力支持。

值得注意的一点，随着钢铁行业超低排放标准的实施，由于排放限值不断收紧，符合超低排放条件的钢铁企业享受环境税收减免优惠的力度越来越小，这也是钢铁企业在环境税费引导下，寻求环保技术创新的新机遇。同时，随着国家推进购置环境保护专用设备企业所得税抵免优惠政策的落实，一系列环境保护有关法律法规的实施，将大大提升钢铁企业加大环保治理投入的积极性。