冶金行業(yè)大氣污染防治現(xiàn)狀分析

賈一波 唐宇

1.鞍鋼金屬結(jié)構(gòu)有限公司 遼寧鞍山 114000

2.鞍鋼集團(tuán)眾元產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司 遼寧鞍山 114000

1 冶金行業(yè)大氣污染物構(gòu)成和危害

1.1 冶金行業(yè)主要大氣污染物

由第一次全國(guó)污染源普查數(shù)據(jù)可得，冶金行業(yè)中的主要大氣污染為廢氣、粉塵、氮氧化物以及二氧化硫等。在這些污染物當(dāng)中，二氧化硫的含量較大且對(duì)大氣的危害也是最大的，所以需要制定切實(shí)有效的方案進(jìn)行二氧化硫的防治。

在整個(gè)煉鋼生產(chǎn)過程中，焦?fàn)t、焦炭在幾乎所有工藝環(huán)節(jié)都有使用，在使用焦?fàn)t、焦炭的這些工序中也就不可避免的會(huì)產(chǎn)生硫化物廢氣和廢水，導(dǎo)致含硫污染物存在于整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。煉鋼生產(chǎn)中，原料引入的硫約有六成最后成為固體廢物，硫元素在這些固體中主要以化合物的形式存在，相對(duì)來說處理起來較為容易，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響較??；還有約三成的硫元素以氣體化合物SO2、H2S等成為廢氣，這些含硫廢氣是導(dǎo)致大氣污染的主要原因，在所有的硫當(dāng)中，融合在鋼材等產(chǎn)品中的硫不到10%，進(jìn)入水體中的硫也較少。通過硫平衡圖可知，煉鋼廢氣中SO2的排放量是29301.2t/a，僅次于氮氧化物成為排名第二的污染物；在所有廢氣中，燒結(jié)過程排放的廢氣占全廠SO2排放總量的57%，軋鋼廢氣占15%，煉鋼廢氣占8%，其余的5%則分布在焦化和熱力鍋爐廢氣中。

1.2 硫化物、硫氧化物對(duì)環(huán)境的危害

二氧化硫?qū)Υ髿庠斐傻挠绊懼饕w現(xiàn)在它可以附著在空氣中的浮塵上，從而可以長(zhǎng)時(shí)間的留在空氣中，可以隨著空氣進(jìn)入人或者動(dòng)物的肺部中；二氧化硫如果隨著空氣升高至高空，則可以和水汽結(jié)合在一起造成酸雨，造成動(dòng)植物的全面?zhèn)?。煉鋼業(yè)排放的廢氣中SO2、H2S對(duì)動(dòng)植物乃至人的危害都是極大的，生活在被硫化物污染的大氣中，植物會(huì)枯萎、死亡，酸雨會(huì)導(dǎo)致金屬的快速腐蝕從而造成一系列的不安全，人生活在被硫化物污染的大氣中會(huì)生病，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致各種并發(fā)癥。

2 控制二氧化硫污染的主要方法

前文簡(jiǎn)要的介紹了SO2對(duì)大氣造成的危害，針對(duì)SO2的防治手段有很多，一般分為前端預(yù)防型和后期凈化治理型。前端污染控制的主要手段是使用無(wú)污染的原料，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，后端的凈化治理型主要是通過高煙囪排放、廢氣凈化、脫硫等。

目前，鋼鐵行業(yè)中對(duì)于廢氣的排放使用較多的是高煙囪排放（煙囪高度在60-120m之間，已知最高排煙煙囪高度為200m），提高排煙口處廢氣排放速率，利用大自然的稀釋擴(kuò)散能力完成對(duì)廢氣的自然化處理，從而達(dá)到降低局域SO2濃度的效果，減少含硫污染物對(duì)地面上動(dòng)植物和人的影響。但是高煙囪法會(huì)造成含硫污染物的大面積擴(kuò)散，酸雨的形成也與其有關(guān)，并不是控制住了污染物的排放量；此外，建造高煙囪的成本較高、危險(xiǎn)性也隨著高度增大，并不能作為防治煉鋼業(yè)大氣污染的根本措施。

近來年我國(guó)環(huán)保相關(guān)法律法規(guī)正逐步完善，對(duì)冶金行業(yè)的污染物排放進(jìn)行了嚴(yán)格的限定和監(jiān)管，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)紛紛開始通過各種手段降低含硫污染物進(jìn)入大氣的量，摒棄以往的高煙囪排放方案，轉(zhuǎn)向?qū)υ厦摿颉U氣凈化脫硫的生產(chǎn)過程控制。

冶金行業(yè)防治SO2污染的主要措施如下：

（1）原煤脫硫。煉鋼工序中使用的煤中通常會(huì)含有硫化物，其中的無(wú)機(jī)硫化物一般是通過粉碎、磁分離、化學(xué)分離以及重力分離等方式去除，過程相對(duì)較為簡(jiǎn)單；但是煤中的有機(jī)物通過將煤液化或者氣化，然后再添加氫元素進(jìn)行分解從而達(dá)到凈化效果，目前應(yīng)用較少[1]。

（2）氣體脫硫。在煉鋼、煉鐵、軋鋼工序中，焦?fàn)t煤氣應(yīng)用較廣，上述工序中廢氣中的硫主要來自焦?fàn)t煤氣，所以，對(duì)焦?fàn)t煤氣脫硫可大大降低廢氣中的含硫污染物。目前對(duì)焦?fàn)t煤氣的脫硫有吸附劑吸收法、氧化鋅法、干式氧化法以及氧化鐵法等，通過將煤氣中的H2S氧化，然后再將氧化形成的硫化物轉(zhuǎn)化成硫酸、硫化銨等非氣體含硫物質(zhì)，以便于回收；針對(duì)產(chǎn)生大量含硫污染物的燒結(jié)工序的煙氣脫硫，可以通過這兩種方式綜合實(shí)現(xiàn)：（a）在燒結(jié)配料中添加石灰石或白云石粉，在燒結(jié)過程中起到固化SO2的作用，（b）使用煙氣循環(huán)流化床法、FGD煙氣脫硫技術(shù)對(duì)落后的燒結(jié)除塵系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，提高煙氣中二氧化硫的凈化率[2]。

（3）煙道氣脫硫。煉鋼企業(yè)的廢氣排放總量較大，導(dǎo)致廢氣中的含硫污染物濃度相對(duì)較低，給廢氣中的脫硫工作造成極大困難，目前低濃度的SO2廢氣一般采用濕法脫硫和干法脫硫兩種方式。濕法脫硫的效率較高，成本低、設(shè)備體積小，但是這種方法使得廢氣中的水含量增大，廢氣溫度降低，容易導(dǎo)致排煙口處出現(xiàn)霧氣，不利于擴(kuò)散，通常在燒結(jié)工序中使用該方法，達(dá)到最大化脫硫的目的；干法脫硫不會(huì)引起廢氣溫度的降低，廢氣中水含量也沒有影響，便于廢氣的流動(dòng)和排放，但是脫硫效率不高，脫硫成本高[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

冶金行業(yè)的大氣污染源排放是多方面的，污染的造成與原料的成分、加工工藝和生產(chǎn)技術(shù)水平息息相關(guān)，煉鋼工業(yè)中控制SO2的排放具有極大的現(xiàn)實(shí)意義，目前最有效的減排SO2措施是選用被清潔的原料，減少硫元素的引入；其次，需要加強(qiáng)技術(shù)革新，探索新技術(shù)、新工藝，加強(qiáng)過程控制，盡可能的在生產(chǎn)過程中消除污染物；再者是在終端排放環(huán)節(jié)，提高廢氣的凈化水平，嚴(yán)格執(zhí)行大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，禁止超標(biāo)排放，全方位減少SO2、氮氧化物以及其他大氣污染物。