鋼鐵行業(yè)無組織超低排放綜述

郭延仿，程黃根，王 強(qiáng)，吳 剛

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽馬鞍山 243000）

引言

無組織排放廣泛存在于鋼鐵等行業(yè)中，而我國(guó)作為世界上鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，無組織排放總量也相當(dāng)巨大。無組織排放對(duì)動(dòng)植物、環(huán)境都有著嚴(yán)重的影響和危害，無組織排放的粉塵會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生威脅，導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生；無組織排放若得不到及時(shí)治理，會(huì)對(duì)周邊大氣環(huán)境造成污染，產(chǎn)生酸雨等現(xiàn)象。因此加大對(duì)無組織排放的治理力度對(duì)改善環(huán)境有著重大意義。

2018年2月，在全國(guó)環(huán)境保護(hù)工作會(huì)議上，生態(tài)環(huán)境部提出鋼鐵等行業(yè)應(yīng)積極推動(dòng)超低排放改造，從此鋼鐵行業(yè)的超低排放改造工作拉開了序幕。

2019 年4 月，生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣［2019］35 號(hào)），對(duì)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放改造工作的總體思路、基本原則、主要目標(biāo)等進(jìn)行了明確，從有組織排放、無組織排放、清潔運(yùn)輸?shù)确矫嫣岢鼍唧w改造要求。

全國(guó)鋼鐵行業(yè)隨后陸續(xù)開展超低排放改造工作，其中因無組織排放具有放散源分散、產(chǎn)污環(huán)節(jié)多、涉及范圍廣等特點(diǎn)，治理上存在較大的困難，為推動(dòng)其治理力度，國(guó)家和地方不斷出臺(tái)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)及優(yōu)惠政策，幫助鋼鐵行業(yè)實(shí)施改造，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展［1］。

1 無組織排放管控政策

2019 年，生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣［2019］35 號(hào)）中，對(duì)超低排放要求做了進(jìn)一步深化，將無組織排放和清潔運(yùn)輸納入到超低排放標(biāo)準(zhǔn)中。對(duì)于生產(chǎn)過程的產(chǎn)塵點(diǎn)，應(yīng)全面提高無組織治理能力，做到應(yīng)收盡收，確保產(chǎn)塵點(diǎn)和車間不得有可見煙粉塵外逸［2］。

2019 年12 月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《關(guān)于做好鋼鐵企業(yè)超低排放評(píng)估監(jiān)測(cè)工作的通知》（環(huán)辦大氣函［2019］922 號(hào)），進(jìn)一步規(guī)范了對(duì)于無組織治理評(píng)估的檢測(cè)程序和方法，其中要求建立全廠無組織排放治理設(shè)施集中控制系統(tǒng)，記錄生產(chǎn)、治理及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。

2020 年生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《重污染天氣重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南（2020 年修訂版）》（環(huán)辦大氣函［2020］340 號(hào)），提出差異化減排措施，繼續(xù)執(zhí)行企業(yè)績(jī)效分級(jí)“短板原則”，嚴(yán)格運(yùn)輸環(huán)節(jié)源頭管控要求，規(guī)范應(yīng)急減排清單上報(bào)機(jī)制等。

無組織治理不僅在我國(guó)得到政府的高度關(guān)注，在國(guó)外也同樣備受重視。早在1993年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局就建立排放清單改進(jìn)計(jì)劃，明確了排放估算的方法、數(shù)據(jù)收集及系統(tǒng)改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)等。2006 年，歐洲國(guó)家制定了較為先進(jìn)的清單排放指導(dǎo)手冊(cè)，對(duì)點(diǎn)源、線源、面源這些污染源制定了相應(yīng)的清單編制規(guī)范。

針對(duì)無組織排放，美國(guó)出臺(tái)了《清潔空氣法》，規(guī)定了關(guān)于工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備以及運(yùn)行操作的要求；在《國(guó)家大氣有害污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了有害空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；《新源性能標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)范了常規(guī)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。

在德國(guó)，《聯(lián)邦空氣污染控制法》是防治空氣污染最重要的法律；《空氣質(zhì)量控制技術(shù)指南》規(guī)定了包括物料裝卸、運(yùn)輸、加工處理、儲(chǔ)存過程的顆粒物無組織排放操作標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)雖然沒有規(guī)定限值，但從管理措施和操作上對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行要求，針對(duì)性較強(qiáng)，具有可操作性。

2 鋼鐵企業(yè)無組織粉塵治理現(xiàn)狀

鋼鐵企業(yè)無組織排放具有陣發(fā)性強(qiáng)、分布廣、排放源數(shù)量多、對(duì)環(huán)境影響大等特點(diǎn)，治理較為困難。目前一些大型企業(yè)因具有較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)、雄厚的資金支撐，已建立了較為完善的治理體系，但大多數(shù)的小型企業(yè)由于資金不足、環(huán)保意識(shí)缺失，導(dǎo)致不進(jìn)行或者無法有效進(jìn)行無組織排放治理。

截至2023年8月，全國(guó)已有66家鋼鐵企業(yè)進(jìn)行超低排放公示，70 家企業(yè)完成無組織排放超低改造，具體數(shù)據(jù)見圖1、圖2。

圖1 66家超低排放公示企業(yè)

3 無組織治理技術(shù)與方法

3.1 濕式霧化抑制粉塵

濕式霧化抑塵技術(shù)可以通過粉塵抑制系統(tǒng)產(chǎn)生的霧化液體來抑制煙塵爆發(fā)。粉塵抑制裝置是一種將水和抑塵劑按比例混合，通過壓縮空氣以泡沫或水霧的形式噴出抑塵的設(shè)備。在高效抑塵劑的作用下，霧化液體能夠與粉塵產(chǎn)生較好的親和力，從而大大提升了除塵效率，一般除塵效率可達(dá)80%左右。

3.2 干霧抑塵

水與其他親水性物質(zhì)接觸時(shí)，表面張力會(huì)影響物質(zhì)間的吸附能力。當(dāng)水霧顆粒不斷變小，其直徑逐漸接近粉塵顆粒大小時(shí)，水的表面張力會(huì)降低，從而增加粉塵顆粒與水霧顆粒結(jié)合的可能性［3］。隨著聚結(jié)的粉塵團(tuán)越來越大，重量也會(huì)增加，最終實(shí)現(xiàn)沉降。通過使用霧化抑塵，可以使粉塵除塵效率提高至90%～95%［4］。

3.3 超重力霧化

超重力霧化是一種利用高速離心力將液體轉(zhuǎn)化為微小粒子的技術(shù)。與傳統(tǒng)的噴霧技術(shù)相比，超重力霧化可以產(chǎn)生更小、更均勻的顆粒。這些微小顆粒具有更好的溶解性能，將液體霧化成細(xì)小的液滴分散到氣相中。這種方法可以增強(qiáng)氣體和液體之間的接觸，從而強(qiáng)化氣、液之間的傳質(zhì)、傳熱，促進(jìn)粉塵顆粒的脫除［5］，除塵效率可達(dá)90%以上。

3.4 超聲波霧化

超聲波霧化是利用超聲波振動(dòng)產(chǎn)生1～10 μm的微小液滴的過程。在這個(gè)過程中，液體通過超聲波振動(dòng)器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，使得液體表面產(chǎn)生剪切力，從而將液體分散成微小液滴。這些水顆粒能夠增加水的表面積和懸浮時(shí)間，提高水滴與顆粒物接觸的可能性，從而提高粉塵的去除率［6］，除塵效率超過90%。

3.5 擋風(fēng)抑塵墻

擋風(fēng)抑塵墻是依照空氣動(dòng)力學(xué)，將抑風(fēng)板（網(wǎng)）與金屬支架連接形成的抑塵設(shè)施。擋風(fēng)抑塵墻的工作原理為在抑塵墻內(nèi)側(cè)形成不同尺度的分離旋渦和強(qiáng)烈的湍流干擾氣流，衰減來流的平均風(fēng)速，從而減少起塵率，阻擋粉塵遷移，達(dá)到抑塵目的。

擋風(fēng)抑塵墻已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工序，通過數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)效果測(cè)試，抑塵效率可達(dá)70%以上。

3.6 封閉料場(chǎng)

封閉料場(chǎng)是對(duì)鋼鐵企業(yè)內(nèi)使用的原料及廢渣在運(yùn)輸、裝卸等過程進(jìn)行規(guī)范化管理的一種方式，也是目前對(duì)無組織粉塵進(jìn)行治理的有效措施之一。這種方式可以從根本上減少粉塵的外溢，達(dá)到無組織治理的目的，抑塵效率可達(dá)99.9%。企業(yè)可根據(jù)自身?xiàng)l件選擇不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)、防火防爆措施等。封閉料場(chǎng)是鋼鐵企業(yè)進(jìn)行粉塵治理的重要手段，能夠有效地降低粉塵的產(chǎn)生和擴(kuò)散［7］。

3.7 無組織治理技術(shù)與方法分析

綜上，常見的無組織治理技術(shù)及方法主要分為兩大類，一類是通過霧化液體與顆粒物接觸除塵，使已漂浮在環(huán)境中的顆粒物減少，達(dá)到抑塵的目的，適合非固定式的無組織排放源。另一類是通過封閉、密閉的形式從源頭抑制顆粒物的逸散，減少粉塵外逸，適用于位置固定的無組織排放源，如料場(chǎng)。

企業(yè)可結(jié)合自身情況及需求，選擇適合企業(yè)的除塵措施。除了技術(shù)手段，無組織治理也體現(xiàn)在企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，通過加強(qiáng)管理和監(jiān)管，確保環(huán)境保護(hù)工作的順利實(shí)施。企業(yè)需要強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)，將環(huán)境保護(hù)工作貫穿到企業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高員工的環(huán)保意識(shí)和環(huán)保素養(yǎng)。同時(shí)，企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的學(xué)習(xí)，確保企業(yè)的環(huán)保工作符合國(guó)家要求。加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境問題。加強(qiáng)與社會(huì)的溝通和合作，主動(dòng)向社會(huì)公開環(huán)境信息，接受社會(huì)監(jiān)督和評(píng)價(jià)。

總之，企業(yè)需要認(rèn)真履行環(huán)保責(zé)任，為社會(huì)和諧發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4 展望

鋼鐵企業(yè)超低排放改造是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，需要社會(huì)各方的共同努力，但更多需要的是企業(yè)的主觀能動(dòng)性，鋼鐵企業(yè)可以通過以下幾個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)無組織部分的超低排放改造。

（1）建立無組織管控治平臺(tái)

鋼鐵企業(yè)無組織排放源數(shù)量多、分布散，大多數(shù)排放源單體排放量不大，且為陣發(fā)性排放，企業(yè)通過建立無組織管控治平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從污染監(jiān)控監(jiān)測(cè)、到治理反饋全過程數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，可實(shí)現(xiàn)無組織排放管控的常態(tài)化，確保治理過程可追溯、可核查［8］。實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)無組織排放源所有治理設(shè)備、監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)施的集中管理，記錄并保存相關(guān)設(shè)施運(yùn)行情況及歷史數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)自證清白［9］。

（2）因地制宜選擇無組織治理技術(shù)及方法

鋼鐵企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況和揚(yáng)塵污染的特點(diǎn)，因地制宜選擇相應(yīng)的治理方法，避免一種技術(shù)用全廠。如對(duì)于位置固定的無組織排放源，可采用封閉收塵的方式防止粉塵逸散；對(duì)于非固定式排放源可以采用霧炮機(jī)器人通過霧化液體來達(dá)到抑塵的目的。

（3）運(yùn)維保障

目前鋼鐵企業(yè)在超低排放改造上存在專業(yè)能力不夠、人員安排不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)無組織治理設(shè)施的故障或事故無法及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，造成許多治理設(shè)施長(zhǎng)期帶病運(yùn)行。因此企業(yè)要投入更多的人力、物力實(shí)現(xiàn)全周期運(yùn)維保障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，以保障企業(yè)的無組織管控治系統(tǒng)平穩(wěn)、有效運(yùn)作。

5 結(jié)論

隨著我國(guó)進(jìn)入“后超低-碳減排”時(shí)代，鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展也將面臨新的挑戰(zhàn)，未來鋼鐵行業(yè)將向短流程煉鋼轉(zhuǎn)型，推動(dòng)全過程減污降碳［10］。鋼鐵行業(yè)的廢氣排放是大氣污染的重要來源之一，實(shí)現(xiàn)無組織治理是鋼鐵企業(yè)應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任，加強(qiáng)環(huán)保投入和技術(shù)改進(jìn)，建立健全環(huán)保管理制度和獎(jiǎng)懲機(jī)制，才能不斷推動(dòng)企業(yè)環(huán)保管理水平的提升。