鋼鐵行業(yè)大氣污染防治現(xiàn)狀簡析與若干建議

耿立志

（同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 上海 200092）

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。面對鋼鐵行業(yè)的布局現(xiàn)狀和產(chǎn)能過剩的局面，我國政府出臺了一系列政策指導(dǎo)和促進(jìn)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。在嚴(yán)峻的大氣污染防治形勢下，政府進(jìn)一步深化環(huán)境管理，出臺了一批更加嚴(yán)格和細(xì)化的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。城市的資源、能源及生態(tài)環(huán)境承載能力等外部環(huán)境也對鋼鐵行業(yè)提出了更高的環(huán)境保護(hù)要求。鋼鐵行業(yè)大氣污染物對外界環(huán)境影響直接、且影響面較廣，是鋼鐵行業(yè)污染防治工作的重點(diǎn)，同時，也存在著一些難點(diǎn)。

1 鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放特點(diǎn)

鋼鐵行業(yè)的廢氣具有排放量大、污染因子多、污染面廣、煙氣陣發(fā)性強(qiáng)、無組織排放多等特點(diǎn)。鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)流程較長，使用的原燃料及各工序產(chǎn)生的副產(chǎn)品均較多，鋼鐵生產(chǎn)過程中會排放大量廢氣，其中的污染物包括 TSP、PM10、PM2.5、SO2、NOX、F-、苯、苯并（a）芘、苯系物、二惡英、酸霧、堿霧等十多種。鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的大氣污染物不僅排放種類多，主要污染物排放量也比較大。據(jù)統(tǒng)計，2009年中國鋼鐵行業(yè)（按黑色金屬冶煉及壓延行業(yè)統(tǒng)計）排放SO2170.18×104t，約占全國排放量的9.1%；粉塵排放量為51.84×104t，約占全國排放量的8.6%[1]。

2 鋼鐵行業(yè)大氣污染防治工作十分緊迫

當(dāng)前，面對嚴(yán)峻的大氣污染防治形勢，為進(jìn)一步深化環(huán)境管理，我國政府出臺了一批更加嚴(yán)格和細(xì)化的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。例如：《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》的修訂、《大氣污染防治行動計劃》及八項鋼鐵工業(yè)污染物排放系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布等。其中八項鋼鐵工業(yè)污染物排放系列標(biāo)準(zhǔn)具有標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)、分時段執(zhí)行、污染因子增多、污染物排放要求按工序細(xì)化、涉及到幾乎鋼鐵聯(lián)合企業(yè)所有工序等特點(diǎn)。并針對環(huán)境敏感地區(qū)規(guī)定了更嚴(yán)格的大氣污染物特別排放限值。其中大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域增加了二惡英等14項大氣污染物指標(biāo)，總體上大幅收緊了顆粒物和SO2排放限值，全行業(yè)顆粒物排放的濃度限值從目前的100mg/m3～150mg/m3調(diào)整為20mg/m3～50mg/m3，新建鋼鐵燒結(jié)機(jī)SO2排放的濃度從目前的2000mg/m3降低為200mg/m3，增設(shè)的NOx、二惡英等污染物的排放限值分別為 300mg/m3和0.5ng-TEQ/m3。

從近幾年新發(fā)布的鋼鐵行業(yè)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)來看，鋼鐵行業(yè)環(huán)境保護(hù)工作尤其是大氣污染防治工作提速、提效工作十分緊迫，正向更深的層次和更寬的領(lǐng)域發(fā)展。

3 鋼鐵行業(yè)大氣污染防治若干體會

由于廢氣中的污染物對外界大氣環(huán)境影響直接、且影響面較廣，大氣污染防治是鋼鐵行業(yè)污染防治工作的重點(diǎn)；同時，也存在著一些難點(diǎn)。

3.1 防塵除塵

鋼鐵行業(yè)無組織排放的揚(yáng)塵主要在原料堆存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)產(chǎn)生。其主要治理措施包括：在料堆表面灑水、噴灑覆蓋劑；設(shè)置密閉皮帶通廊；建設(shè)防塵網(wǎng)；采用全封閉料場（倉）等。隨著揚(yáng)塵控制的深入，建設(shè)全封閉料場（倉）和密閉皮帶通廊是無組織排放控制的主要方向。

鋼鐵行業(yè)有組織粉塵產(chǎn)生點(diǎn)多，產(chǎn)生的含塵廢氣也具有各自特點(diǎn)。鋼鐵行業(yè)的除塵措施較多，主要包括布袋除塵、電除塵、煤氣濕法除塵和干法除塵等。作為高效的過濾式除塵措施，布袋除塵在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，如應(yīng)用于原料裝卸、高爐出鐵場、轉(zhuǎn)爐二次煙氣等各個環(huán)節(jié)；電除塵多用于燒結(jié)機(jī)頭煙氣的除塵；高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣除塵有濕式除塵和干法除塵兩種方式，各有利弊；濕法除塵的優(yōu)勢為主要體現(xiàn)在運(yùn)行穩(wěn)定、除塵效果較好；干法除塵技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)為節(jié)能、節(jié)水效果好。

3.2 SO2治理

國內(nèi)鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫方法包括石灰石-石膏法、循環(huán)流化床法、雙堿法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、密相干塔法、氨法以及活性炭吸附法等。應(yīng)用較多的是石灰石-石膏法濕法脫硫，其特點(diǎn)是脫硫效率高、工藝成熟、對煙氣的適應(yīng)性能好、適于大型燒結(jié)機(jī)組的煙氣凈化、脫硫劑價廉易得等。其不足之處是脫硫廢水需進(jìn)行處理、脫硫石膏相對于天然石膏而言不具備競爭的優(yōu)勢。

3.3 NOx防治

目前，廢氣中NOx的治理主要選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，包括高溫SCR和低溫SCR。燃煤電廠鍋爐由于其煙氣溫度較高，采用SCR進(jìn)行脫硝的應(yīng)用較為廣泛。而鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生NOx的煙氣工況條件不同于燃煤電廠鍋爐，如燒結(jié)機(jī)煙氣量波動大、濕度大、NOx濃度波動也大，煙氣成份復(fù)雜、煙氣溫度較低（不超過200℃），不適宜直接采用SCR脫硝工藝。低溫SCR技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)；而目前，還未開發(fā)出能較好的適用于低溫SCR技術(shù)的催化劑，受其限制，低溫SCR技術(shù)還未能較好的使用。如鋼鐵行業(yè)使用SCR工藝進(jìn)行燒結(jié)機(jī)煙氣脫硝，需要對煙氣進(jìn)行加熱，其投資、運(yùn)行成本均會較燃煤電廠高。

3.4 污染物協(xié)同控制

隨著鋼鐵行業(yè)二惡英等特征污染物逐漸引起關(guān)注，污染物協(xié)同控制越來越受到行業(yè)內(nèi)的關(guān)注和重視。污染物協(xié)同控制是指采用兩種或兩種以上協(xié)調(diào)一致的技術(shù)方法、技術(shù)措施或系統(tǒng)以達(dá)到兩種或兩種以上污染物最大限度綜合減排目的的過程、系統(tǒng)或方法。目前，針對鋼鐵行業(yè)對大氣污染物協(xié)同控制的研究和使用已經(jīng)起步。例如：采用活性炭加氨吸附工藝進(jìn)行燒結(jié)煙氣凈化。其在脫硫的同時可脫除NOX、二惡英等污染物，該工藝目前受到行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，其優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高、可同時脫除NOX、二惡英等污染物；副產(chǎn)物可制硫酸綜合利用；其不足之處是建設(shè)投資費(fèi)用相對較高[2]。

此外，燒結(jié)煙氣循環(huán)利用技術(shù)憑借可減少排放的煙氣量、減小煙氣治理設(shè)施處理負(fù)荷，同時可回收燒結(jié)煙氣的余熱、降低燒結(jié)工藝的能耗等優(yōu)勢也受到鋼鐵行業(yè)的廣泛關(guān)注。

總之，鋼鐵行業(yè)大氣污染防治適用的技術(shù)和措施較多，結(jié)合污染物產(chǎn)生水平、特點(diǎn)和污染防治需求盡量選擇技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、污染物去除效果好的防治技術(shù)。例如燒結(jié)煙氣脫硫方面：需綜合考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用、技術(shù)成熟度、設(shè)備壽命、脫硫效率、脫硫裝置布置、脫硫劑的來源、副產(chǎn)品的處置等因素,進(jìn)行脫硫工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合對比，慎重選取。

4 鋼鐵行業(yè)大氣污染防治工作若干建議

做好大氣污染防治工作是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。鋼鐵行業(yè)的大氣污染防治需加快速度并提高防治效果。

4.1 污染物達(dá)標(biāo)排放和滿足總量控制要求是基本要求。根據(jù)八項鋼鐵工業(yè)污染物排放系列標(biāo)準(zhǔn)，對于部分污染物排放暫無法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的情況，要及時采取必要的防治措施；對于新增的污染因子，及時做好監(jiān)測，摸清情況，如達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同樣需要采取必要的防治措施。

4.2 做好生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行和現(xiàn)有污染防治設(shè)施的維護(hù)管理。生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行可減少污染源產(chǎn)生的波動，有利于污染防治；做好污染防治設(shè)施的維護(hù)管理，使其功能充分發(fā)揮。

4.3 進(jìn)一步提升清潔生產(chǎn)水平。源頭控制是最好的“污染物協(xié)同控制”。根據(jù)企業(yè)自身情況編制并實施清潔生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃，從生產(chǎn)過程前（原燃料使用）、中（生產(chǎn)工藝裝備）、后（污染物治理措施）等環(huán)節(jié)進(jìn)一步做好清潔生產(chǎn)工作。

4.4 鋼鐵行業(yè)大氣污染物防治技術(shù)方法多樣，每一種污染物防治技術(shù)均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，要結(jié)合企業(yè)自身生產(chǎn)特點(diǎn)、污染防治需求及經(jīng)濟(jì)承受能力等因素綜合比較，選取適用于本企業(yè)的污染防治措施。

4.5 隨著鋼鐵行業(yè)大氣污染防治提速、提效工作的深入，先進(jìn)、適用的大氣污染防治技術(shù)仍顯得缺乏。例如燒結(jié)煙氣、焦?fàn)t煙氣脫硝技術(shù)。無論是單污染物防治技術(shù)，還是多污染物協(xié)同控制技術(shù)，鋼鐵行業(yè)大氣污染防治技術(shù)仍需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。

參考資料

[1]劉錕,楊曉東,姜琪.城市鋼廠環(huán)境影響分析.環(huán)境工程,2012,(S2）.

[2]周茂軍.大型燒結(jié)機(jī)煙氣凈化工藝方案比較與分析.世界鋼鐵，2014(2）.