鋼鐵行業大氣污染防治現狀簡析與若干建議

耿立志

（同濟大學環境科學與工程學院 上海 200092）

鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業。面對鋼鐵行業的布局現狀和產能過剩的局面，我國政府出臺了一系列政策指導和促進鋼鐵工業轉型發展。在嚴峻的大氣污染防治形勢下，政府進一步深化環境管理，出臺了一批更加嚴格和細化的環境保護法律法規和污染物排放標準。城市的資源、能源及生態環境承載能力等外部環境也對鋼鐵行業提出了更高的環境保護要求。鋼鐵行業大氣污染物對外界環境影響直接、且影響面較廣，是鋼鐵行業污染防治工作的重點，同時，也存在著一些難點。

1 鋼鐵行業大氣污染物排放特點

鋼鐵行業的廢氣具有排放量大、污染因子多、污染面廣、煙氣陣發性強、無組織排放多等特點。鋼鐵行業生產流程較長，使用的原燃料及各工序產生的副產品均較多，鋼鐵生產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。鋼鐵企業產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。據統計，2009年中國鋼鐵行業（按黑色金屬冶煉及壓延行業統計）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 鋼鐵行業大氣污染防治工作十分緊迫

當前，面對嚴峻的大氣污染防治形勢，為進一步深化環境管理，我國政府出臺了一批更加嚴格和細化的環境保護法律法規和污染物排放標準。例如：《中華人民共和國環境保護法》的修訂、《大氣污染防治行動計劃》及八項鋼鐵工業污染物排放系列標準的發布等。其中八項鋼鐵工業污染物排放系列標準具有標準趨嚴、分時段執行、污染因子增多、污染物排放要求按工序細化、涉及到幾乎鋼鐵聯合企業所有工序等特點。并針對環境敏感地區規定了更嚴格的大氣污染物特別排放限值。其中大氣污染物排放標準領域增加了二惡英等14項大氣污染物指標，總體上大幅收緊了顆粒物和SO2排放限值，全行業顆粒物排放的濃度限值從目前的100mg/m3～150mg/m3調整為20mg/m3～50mg/m3，新建鋼鐵燒結機SO2排放的濃度從目前的2000mg/m3降低為200mg/m3，增設的NOx、二惡英等污染物的排放限值分別為 300mg/m3和0.5ng-TEQ/m3。

從近幾年新發布的鋼鐵行業相關的環境保護法律法規和污染物排放標準來看，鋼鐵行業環境保護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域發展。

3 鋼鐵行業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境影響直接、且影響面較廣，大氣污染防治是鋼鐵行業污染防治工作的重點；同時，也存在著一些難點。

3.1 防塵除塵

鋼鐵行業無組織排放的揚塵主要在原料堆存和運輸環節產生。其主要治理措施包括：在料堆表面灑水、噴灑覆蓋劑；設置密閉皮帶通廊；建設防塵網；采用全封閉料場（倉）等。隨著揚塵控制的深入，建設全封閉料場（倉）和密閉皮帶通廊是無組織排放控制的主要方向。

鋼鐵行業有組織粉塵產生點多，產生的含塵廢氣也具有各自特點。鋼鐵行業的除塵措施較多，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應用十分廣泛，如應用于原料裝卸、高爐出鐵場、轉爐二次煙氣等各個環節；電除塵多用于燒結機頭煙氣的除塵；高爐煤氣和轉爐煤氣除塵有濕式除塵和干法除塵兩種方式，各有利弊；濕法除塵的優勢為主要體現在運行穩定、除塵效果較好；干法除塵技術的優勢主要體現為節能、節水效果好。

3.2 SO2治理

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

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，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進行脫硝的應用較為廣泛。而鋼鐵行業產生NOx的煙氣工況條件不同于燃煤電廠鍋爐，如燒結機煙氣量波動大、濕度大、NOx濃度波動也大，煙氣成份復雜、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技術應用前景廣闊，是當前的研究熱點；而目前，還未開發出能較好的適用于低溫SCR技術的催化劑，受其限制，低溫SCR技術還未能較好的使用。如鋼鐵行業使用SCR工藝進行燒結機煙氣脫硝，需要對煙氣進行加熱，其投資、運行成本均會較燃煤電廠高。

3.4 污染物協同控制

隨著鋼鐵行業二惡英等特征污染物逐漸引起關注，污染物協同控制越來越受到行業內的關注和重視。污染物協同控制是指采用兩種或兩種以上協調一致的技術方法、技術措施或系統以達到兩種或兩種以上污染物最大限度綜合減排目的的過程、系統或方法。目前，針對鋼鐵行業對大氣污染物協同控制的研究和使用已經起步。例如：采用活性炭加氨吸附工藝進行燒結煙氣凈化。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內的廣泛關注，其優點是脫硫效率高、可同時脫除NOX、二惡英等污染物；副產物可制硫酸綜合利用；其不足之處是建設投資費用相對較高[2]。

此外，燒結煙氣循環利用技術憑借可減少排放的煙氣量、減小煙氣治理設施處理負荷，同時可回收燒結煙氣的余熱、降低燒結工藝的能耗等優勢也受到鋼鐵行業的廣泛關注。

總之，鋼鐵行業大氣污染防治適用的技術和措施較多，結合污染物產生水平、特點和污染防治需求盡量選擇技術成熟、運行穩定、污染物去除效果好的防治技術。例如燒結煙氣脫硫方面：需綜合考慮投資和運行費用、技術成熟度、設備壽命、脫硫效率、脫硫裝置布置、脫硫劑的來源、副產品的處置等因素,進行脫硫工藝技術經濟綜合對比，慎重選取。

4 鋼鐵行業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實現可持續發展的重要組成部分。鋼鐵行業的大氣污染防治需加快速度并提高防治效果。

4.1 污染物達標排放和滿足總量控制要求是基本要求。根據八項鋼鐵工業污染物排放系列標準，對于部分污染物排放暫無法滿足排放標準要求的情況，要及時采取必要的防治措施；對于新增的污染因子，及時做好監測，摸清情況，如達不到排放標準要求，同樣需要采取必要的防治措施。

4.2 做好生產穩定運行和現有污染防治設施的維護管理。生產的穩定運行可減少污染源產生的波動，有利于污染防治；做好污染防治設施的維護管理，使其功能充分發揮。

4.3 進一步提升清潔生產水平。源頭控制是最好的“污染物協同控制”。根據企業自身情況編制并實施清潔生產發展規劃，從生產過程前（原燃料使用）、中（生產工藝裝備）、后（污染物治理措施）等環節進一步做好清潔生產工作。

4.4 鋼鐵行業大氣污染物防治技術方法多樣，每一種污染物防治技術均有其優點和缺點，要結合企業自身生產特點、污染防治需求及經濟承受能力等因素綜合比較，選取適用于本企業的污染防治措施。

4.5 隨著鋼鐵行業大氣污染防治提速、提效工作的深入，先進、適用的大氣污染防治技術仍顯得缺乏。例如燒結煙氣、焦爐煙氣脫硝技術。無論是單污染物防治技術，還是多污染物協同控制技術，鋼鐵行業大氣污染防治技術仍需要進一步進行研究。

參考資料

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

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