云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)核算研究

譚 娟，楊永宏，錢文敏，易玉敏，丁祖高（.云南省環(huán)境工程評(píng)估中心，云南 昆明 65003；.云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南 昆明 650034）

云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)核算研究

譚 娟1，楊永宏1，錢文敏1，易玉敏1，丁祖高2
（1.云南省環(huán)境工程評(píng)估中心，云南 昆明 650032；2.云南省環(huán)境科學(xué)研究院，云南 昆明 650034）

根據(jù)云南省銅冶煉行業(yè)特點(diǎn)及SO2產(chǎn)生、排放情況，采用實(shí)測(cè)法與物料衡算法對(duì)該行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)進(jìn)行核算，計(jì)算得到云南省銅冶煉行業(yè)SO2綜合產(chǎn)污系數(shù)為1672kg-SO2／t-粗銅，綜合排污系數(shù)為23.16～39.99kg-SO2／t-粗銅。該產(chǎn)排污系數(shù)稍低于《手冊(cè)》中推薦的銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)；與總量核算系數(shù)比較，低于“十一五”期間總量核算中所給的45kg-SO2／t-粗銅的排污系數(shù)，與“十二五”期間總量核算中所給的18.3kg-SO2／t-粗銅的排污系數(shù)相當(dāng)。

銅冶煉；SO2；產(chǎn)排污系數(shù)；核算；研究；云南

大氣中SO2主要來源于含硫燃料燃燒或生產(chǎn)工藝過程中含硫原料的使用，云南省作為有色金屬冶煉大省，含硫礦石原料的大量使用勢(shì)必增加全省SO2排放總量。目前我國(guó)對(duì)SO2排放總量核算主要有《第一次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》［1］（以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》）、《主要污染物總量減排核算細(xì)則（試行）》［2］、《“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則》［3］以及《工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊(cè)》［4］等，主要耗能產(chǎn)品的排放量按排污系數(shù)法進(jìn)行核算。目前產(chǎn)排污系數(shù)主要運(yùn)用于環(huán)境統(tǒng)計(jì)、工業(yè)企業(yè)污染物排放總量申報(bào)及工業(yè)企業(yè)污染物排放總量控制等多個(gè)方面，是環(huán)境保護(hù)行政主管部門開展環(huán)境管理工作的重要技術(shù)支撐，因此工業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性在很大程度上決定了工業(yè)源污染物產(chǎn)生及排放量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

云南省作為中國(guó)銅生產(chǎn)基地之一，同時(shí)也是西南地區(qū)的銅生產(chǎn)中心，近年來雖不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)改造，但污染防治技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距。銅行業(yè)產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)勢(shì)必帶來該行業(yè)污染物排放總量的增加，給企業(yè)、區(qū)域甚至全省總量減排工作帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前國(guó)家對(duì)產(chǎn)排污系數(shù)核算方法雖然統(tǒng)一了全國(guó)范圍內(nèi)的計(jì)算尺度，但未充分考慮各地區(qū)原料成分、工藝水平、污染控制手段的差異等，因此在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行相同的SO2產(chǎn)排污系數(shù)進(jìn)行SO2排放總量的計(jì)算將無法客觀反映具體地區(qū)的實(shí)際排放水平，會(huì)對(duì)國(guó)家核定各省“十二五”SO2總量控制指標(biāo)及研究主要企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)生重大影響。因此，在上述產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排情況開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，進(jìn)一步系統(tǒng)分析云南省銅冶煉行業(yè)SO2排放現(xiàn)狀和污染治理水平，提出符合全省實(shí)際的銅冶煉行業(yè)SO2排污系數(shù)，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 云南省銅冶煉行業(yè)生產(chǎn)概述

1.1 銅冶煉行業(yè)特點(diǎn)

目前云南省銅冶煉已形成加工集中型布局，生產(chǎn)中心主要位于昆明市，其余產(chǎn)量散見于其余各州市，全省最大的銅冶煉加工生產(chǎn)基地為云南銅業(yè)有限公司。云南省銅冶煉生產(chǎn)引進(jìn)的先進(jìn)生產(chǎn)工藝主要采用“艾薩爐熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉-陽(yáng)極爐精煉-電解精煉（陰極銅）-連鑄連扎（銅盤條等深加工產(chǎn)品）”的技術(shù)路線，省內(nèi)小冶煉企業(yè)多數(shù)采用“鼓風(fēng)爐熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉”工藝生產(chǎn)冰銅或粗銅，部分小礦山針對(duì)礦石性質(zhì)采用濕法工藝直接“浸出-萃取-電解”生產(chǎn)電積銅。

在有色金屬冶煉行業(yè)中，粗銅冶煉的SO2排放總量相比其他冶煉行業(yè)來說普遍偏高。對(duì)云南省環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析顯示，云南省2009年銅冶煉行業(yè)SO2排放總量占到全省有色金屬冶煉及壓延行業(yè)SO2排放總量的19.33％，僅次于鉛鋅冶煉行業(yè)的SO2排放量，因此全省銅冶煉行業(yè)的SO2減排形勢(shì)相對(duì)嚴(yán)峻。

1.2SO2產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)及污染治理措施分析

銅冶煉企業(yè)主要的生產(chǎn)原料一般采用硫化精礦，礦石中硫的含量一般在30％左右，因此每年進(jìn)入到銅冶煉系統(tǒng)的硫含量估計(jì)在300萬(wàn)t左右，而主要產(chǎn)生SO2的環(huán)節(jié)一般是礦石焙燒、燒結(jié)和熔煉階段。目前，銅冶煉行業(yè)SO2排放情況主要由冶煉工藝水平和末端回收利用手段決定。云南省大部分銅冶煉企業(yè)的技術(shù)裝備水平比較落后，目前僅大型冶煉企業(yè)硫的利用率達(dá)到90％以上，多數(shù)小型銅冶煉企業(yè)只有40％～60％。提高硫的利用率、降低SO2排放量的根本途徑是改進(jìn)生產(chǎn)工藝、淘汰落后產(chǎn)能，對(duì)不能達(dá)標(biāo)排放的生產(chǎn)設(shè)備安裝污染治理設(shè)施［5］。

火法銅冶煉的主要環(huán)境問題是SO2和重金屬污染。冶煉過程中熔煉煙氣主要含有的污染物為煙塵和SO2，一般該段煙氣的出口溫度較高，約在1230℃左右。后續(xù)吹煉環(huán)節(jié)煙氣主要含有的污染物也同樣為煙塵和SO2，但此環(huán)節(jié)煙氣出口溫度相對(duì)降低，約在800℃左右，且此工段的煙氣中SO2含量已有所降低。隨后冶煉煙氣經(jīng)過重力沉降、電收塵器收塵后進(jìn)入后續(xù)回收利用工段。制酸系統(tǒng)主要是回收利用冶煉煙氣中的硫，其工藝一般采用兩轉(zhuǎn)兩吸，冶煉煙氣進(jìn)入回收利用系統(tǒng)后，先經(jīng)高效洗滌器洗去雜質(zhì)，再由氣體冷卻塔降低煙氣溫度，然后由兩級(jí)電除霧器進(jìn)一步減少雜質(zhì)含量，煙氣接著進(jìn)入干燥環(huán)節(jié)，歷經(jīng)兩級(jí)換熱、轉(zhuǎn)化和吸收工序后，得到回收利用的最終產(chǎn)品—硫酸。

2 SO2產(chǎn)排污系數(shù)核算

2.1 核算方法

產(chǎn)排污系數(shù)的核算方法有很多種，選用相對(duì)合適的方法進(jìn)行核算可以很大程度上簡(jiǎn)化整個(gè)計(jì)算過程，尤其是針對(duì)一些工藝復(fù)雜的行業(yè)或者特征污染物的產(chǎn)生機(jī)理較為復(fù)雜的情況，采用多種核算方法進(jìn)行計(jì)算一定程度上可以對(duì)核算的結(jié)果進(jìn)行校核和驗(yàn)證。本研究主要采用物料衡算法進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合實(shí)測(cè)法進(jìn)行補(bǔ)充完善，最終得到云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究通過收集云南省銅冶煉行業(yè)大中型企業(yè)的原料、排污基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)局、相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)、能源協(xié)會(huì)等部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，省級(jí)和各州市級(jí)環(huán)保系統(tǒng)完成的竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)、監(jiān)督性監(jiān)測(cè)、排污許可證申報(bào)表、排污許可證年檢報(bào)告等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)三方面的資料進(jìn)行核算基礎(chǔ)的準(zhǔn)備。

2.3 核算對(duì)象

本研究在選取收資和實(shí)測(cè)對(duì)象時(shí)，充分考慮了其代表性和有效性等特征。要求被調(diào)查對(duì)象所排放的SO2總量能夠占到整個(gè)銅冶煉行業(yè)SO2排放總量的75％以上，同時(shí)被調(diào)查對(duì)象的粗銅產(chǎn)量之和能夠占到整個(gè)銅冶煉行業(yè)粗銅產(chǎn)量的75％以上，且被調(diào)查對(duì)象的主要原材料消耗總量能夠占到整個(gè)銅冶煉行業(yè)原材料消耗量的75％以上。除此之外，調(diào)查對(duì)象還需兼顧能夠覆蓋全省主要銅冶煉生產(chǎn)工藝，能夠覆蓋不同生產(chǎn)規(guī)模的銅冶煉企業(yè)，力求做到調(diào)查樣本的最高包含度，客觀、真實(shí)地反應(yīng)云南省銅冶煉行業(yè)的基本情況。

2.4 核算步驟

本研究所用綜合產(chǎn)排污系數(shù)是按規(guī)定的計(jì)算方法對(duì)個(gè)體產(chǎn)排污系數(shù)進(jìn)行匯總得到的產(chǎn)排污系數(shù)平均值，主要考慮了不同生產(chǎn)工藝在該產(chǎn)品生產(chǎn)中所占的比例、工藝的主導(dǎo)性和代表性等因素。本研究在2010年云南省銅冶煉行業(yè)現(xiàn)狀收資及實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同生產(chǎn)工藝所占的比例確定了權(quán)重。

此產(chǎn)排污系數(shù)綜合考慮了不同生產(chǎn)規(guī)模、不同生產(chǎn)工藝、不同工藝技術(shù)水平、不同數(shù)據(jù)來源等因素，是產(chǎn)品產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的最高綜合。因此綜合產(chǎn)排污系數(shù)可以作為本研究核算獲得的最終行業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)。

2.5 核算結(jié)果

本次銅冶煉行業(yè)綜合產(chǎn)排污系數(shù)核算中，根據(jù)云南省實(shí)際生產(chǎn)情況，將銅冶煉生產(chǎn)工藝劃分為4類，各類工藝下對(duì)應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模不再進(jìn)行劃分。采用實(shí)測(cè)法與物料衡算法計(jì)算得出云南省銅冶煉行業(yè)SO2綜合產(chǎn)排污系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表1。

3 數(shù)據(jù)分析與比較

3.1 與第一次全國(guó)污染源普查系數(shù)的比較

我國(guó)早在2007年就在全國(guó)范圍內(nèi)開展了第一次污染源普查工作，并發(fā)布了《手冊(cè)》供查詢使用。該《手冊(cè)》是在全國(guó)范圍內(nèi)調(diào)研得到的反映全國(guó)平均水平的一套排放量核算手冊(cè)，現(xiàn)將本研究所得系數(shù)與《手冊(cè)》系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，詳見表2。

從表2所列的排污系數(shù)看，本研究中相應(yīng)工藝條件下的SO2排污系數(shù)總體稍低于《手冊(cè)》中所推薦的SO2排污系數(shù)。主要原因是工藝存在一定差異。本研究中冶煉煙氣采用的是兩轉(zhuǎn)兩吸制酸處理系統(tǒng)，同時(shí)還配備氨酸法尾氣吸收裝置，SO2去除效率相對(duì)較高。

表1 云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)（kg-SO2／t-粗銅）

表2 《手冊(cè)》系數(shù)與本研究銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)對(duì)比（kg-SO2／t-粗銅）

3.2 與總量減排核算系數(shù)的比較

在《主要污染物總量減排核算細(xì)則（試行）》中，銅冶煉行業(yè)SO2排污系數(shù)為45kg-SO2／t-粗銅，《“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則》中銅冶煉行業(yè)SO2排污系數(shù)調(diào)整為18.3kg-SO2／t-粗銅，而本研究計(jì)算出的云南省實(shí)際的綜合排污系數(shù)為23.16～39.99kg-SO2／t-粗銅，兩次總量減排核算給出的參考系數(shù)均與實(shí)際情況存在差異，主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）總量核算系數(shù)基于全國(guó)平均生產(chǎn)水平制定，而云南省銅冶煉生產(chǎn)水平、污染物產(chǎn)生量、治理效果均與全國(guó)平均水平存在較大差異。

（2）原料及自給率方面，云南省均高于全國(guó)平均水平，進(jìn)口礦石來源復(fù)雜，礦石品位不一，礦石硫含量也存在一定差異。

（3）煙氣治理措施方面，云南省銅冶煉煙氣四個(gè)生產(chǎn)工藝中均配備了尾氣制酸，艾薩爐熔煉-電爐貧化-轉(zhuǎn)爐吹煉工藝采用兩轉(zhuǎn)兩吸制酸處理后還配備了氨酸法尾氣吸收系統(tǒng)，整個(gè)銅冶煉行業(yè)冶煉煙氣治理措施配備率較高。

更新后的銅冶煉行業(yè)SO2排污系數(shù)更接近云南省實(shí)際情況，對(duì)于污染物減排核算有一定指導(dǎo)意義。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）在各工藝產(chǎn)排污系數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算得到云南省銅冶煉行業(yè)SO2綜合產(chǎn)污系數(shù)為1672kg-SO2／t-粗銅，綜合排污系數(shù)為23.16～39.99kg-SO2／t-粗銅。

（2）本研究所得到的產(chǎn)排污系數(shù)稍低于《手冊(cè)》中推薦的銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)。

（3）與總量核算系數(shù)比較，本研究所得產(chǎn)排污系數(shù)低于“十一五”期間總量核算中所給的45kg-SO2／t-粗銅的排污系數(shù)，與“十二五”期間總量核算中所給的18.3kg-SO2／t-粗銅的排污系數(shù)相當(dāng)。

4.2 建議

（1）加緊制定銅冶煉行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，要求企業(yè)不斷提高清潔生產(chǎn)水平，進(jìn)一步優(yōu)化先進(jìn)生產(chǎn)工藝，降低主要污染物的排放總量；減少部分國(guó)內(nèi)低品位銅礦的使用，進(jìn)一步加強(qiáng)銅金屬?gòu)U渣的綜合利用；結(jié)合我國(guó)及云南省銅礦資源現(xiàn)狀及特點(diǎn)，鼓勵(lì)積極開發(fā)濕法銅冶煉生產(chǎn)工藝，減少銅冶煉行業(yè)中的SO2排放。

（2）結(jié)合本研究核算得到的云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)，建立產(chǎn)排污系數(shù)開發(fā)和管理的官方常設(shè)機(jī)構(gòu)，定期發(fā)布最新數(shù)據(jù)。合理運(yùn)用本研究成果，積極與污染物總量減排掛鉤，科學(xué)合理計(jì)算云南省SO2排放總量，為云南省“十二五”總量減排提供依據(jù)。

［1］國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)污染源普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.第一次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)［S］.2008.

［2］國(guó)家環(huán)保總局.主要污染物總量減排核算細(xì)則（試行）［S］.2008.

［3］國(guó)家環(huán)保部.“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則［S］.2011.

［4］國(guó)家環(huán)保局科技標(biāo)準(zhǔn)司.工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊(cè)［S］.

［5］國(guó)家環(huán)保部.“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南［EB／OL］.http：／／www.hshb.gov.cn／html／2011-07／4220.html，2011.

GenerationandDischargeCoefficientsofSulfurDioxideinCopper SmeltingIndustryofYunnanProvince

TANJuan1，YANGYong-hong1，QIANWen-min1，YIYu-min1，DINGZu-gao2
（1.YunnanProvincialAppraisalCenterforEnvironmentalEngineering，KunmingYunnan650032，China）

OnthebasisofthecharacteristicsofsulfurdioxideemissionofcoppersmeltingindustryinYunnanprovince，thegenerationanddischargecoefficientsofsulfurdioxidewerecalculatedusingmeasurementandmaterial balancemethod.Thegeneratingcoefficientofsulfurdioxidewas1，672kgpertonofcopper.Thedischargecoefficientwas23.16to39.99kgpertonofcopper.Thesecoefficientswerelowerthantherecommendednumberinthe nationalhandbook.Inthemeantime，thecoefficientswerelessthanthenumberof45kgpertonofcopperrecommendedintheeleventh-fiveyearplan.However，thecoefficientsweresimilartothetotalamountcontrolofthe twelfth-fiveyearplan.

coppersmeltingindustry；sulfurdioxide；generationanddischargecoefficients；calculation；study；Yunnan

X75

A

1673-9655（2015）03-0060-04

2014-10-20