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)特點及SO2產(chǎn)生、排放情況，采用實測法與物料衡算法對該行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)進行核算，計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》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必增加全省SO2排放總量。目前我國對SO2排放總量核算主要有《第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》［1］（以下簡稱《手冊》）、《主要污染物總量減排核算細則（試行）》［2］、《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》［3］以及《工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊》［4］等，主要耗能產(chǎn)品的排放量按排污系數(shù)法進行核算。目前產(chǎn)排污系數(shù)主要運用于環(huán)境統(tǒng)計、工業(yè)企業(yè)污染物排放總量申報及工業(yè)企業(yè)污染物排放總量控制等多個方面，是環(huán)境保護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。

云南省作為中國銅生產(chǎn)基地之一，同時也是西南地區(qū)的銅生產(chǎn)中心，近年來雖不斷總結(jié)經(jīng)驗進行技術(shù)改造，但污染防治技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有差距。銅行業(yè)產(chǎn)量的不斷增長勢必帶來該行業(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。目前國家對產(chǎn)排污系數(shù)核算方法雖然統(tǒng)一了全國范圍內(nèi)的計算尺度，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，因此在全國范圍內(nèi)實行相同的SO2產(chǎn)排污系數(shù)進行SO2排放總量的計算將無法客觀反映具體地區(qū)的實際排放水平，會對國家核定各省“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)手冊的基礎(chǔ)上，對云南省銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排情況開展現(xiàn)場調(diào)查研究，進一步系統(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

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)引進的先進生產(chǎn)工藝主要采用“艾薩爐熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉-陽極爐精煉-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。對云南省環(huán)境統(tǒng)計數(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減排形勢相對嚴(yán)峻。

1.2SO2產(chǎn)排污節(jié)點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，因此每年進入到銅冶煉系統(tǒng)的硫含量估計在300萬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生產(chǎn)工藝、淘汰落后產(chǎn)能，對不能達標(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，然后由兩級電除霧器進一步減少雜質(zhì)含量，煙氣接著進入干燥環(huán)節(jié)，歷經(jīng)兩級換熱、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，選用相對合適的方法進行核算可以很大程度上簡化整個計算過程，尤其是針對一些工藝復(fù)雜的行業(yè)或者特征污染物的產(chǎn)生機理較為復(fù)雜的情況，采用多種核算方法進行計算一定程度上可以對核算的結(jié)果進行校核和驗證。本研究主要采用物料衡算法進行計算，并結(jié)合實測法進行補充完善，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)計局、相關(guān)行業(yè)協(xié)會、能源協(xié)會等部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，省級和各州市級環(huán)保系統(tǒng)完成的竣工驗收監(jiān)測、監(jiān)督性監(jiān)測、排污許可證申報表、排污許可證年檢報告等實測數(shù)據(jù)三方面的資料進行核算基礎(chǔ)的準(zhǔn)備。

2.3 核算對象

本研究在選取收資和實測對象時，充分考慮了其代表性和有效性等特征。要求被調(diào)查對象所排放的SO2總量能夠占到整個銅冶煉行業(yè)SO2排放總量的75％以上，同時被調(diào)查對象的粗銅產(chǎn)量之和能夠占到整個銅冶煉行業(yè)粗銅產(chǎn)量的75％以上，且被調(diào)查對象的主要原材料消耗總量能夠占到整個銅冶煉行業(yè)原材料消耗量的75％以上。除此之外，調(diào)查對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)定的計算方法對個體產(chǎn)排污系數(shù)進行匯總得到的產(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，各類工藝下對應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模不再進行劃分。采用實測法與物料衡算法計算得出云南省銅冶煉行業(yè)SO2綜合產(chǎn)排污系數(shù)，計算結(jié)果見表1。

3 數(shù)據(jù)分析與比較

3.1 與第一次全國污染源普查系數(shù)的比較

我國早在2007年就在全國范圍內(nèi)開展了第一次污染源普查工作，并發(fā)布了《手冊》供查詢使用。該《手冊》是在全國范圍內(nèi)調(diào)研得到的反映全國平均水平的一套排放量核算手冊，現(xiàn)將本研究所得系數(shù)與《手冊》系數(shù)進行對比，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》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)，同時還配備氨酸法尾氣吸收裝置，SO2去除效率相對較高。

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》系數(shù)與本研究銅冶煉行業(yè)SO2產(chǎn)排污系數(shù)對比（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，而本研究計算出的云南省實際的綜合排污系數(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)均與實際情況存在差異，主要原因有以下幾點：

（1）總量核算系數(shù)基于全國平均生產(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，云南省均高于全國平均水平，進口礦石來源復(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)更接近云南省實際情況，對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)計算的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法進行計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》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，進一步優(yōu)化先進生產(chǎn)工藝，降低主要污染物的排放總量；減少部分國內(nèi)低品位銅礦的使用，進一步加強銅金屬廢渣的綜合利用；結(jié)合我國及云南省銅礦資源現(xiàn)狀及特點，鼓勵積極開發(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)機構(gòu)，定期發(fā)布最新數(shù)據(jù)。合理運用本研究成果，積極與污染物總量減排掛鉤，科學(xué)合理計算云南省SO2排放總量，為云南省“十二五”總量減排提供依據(jù)。

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

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

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

［4］國家環(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［S］.

［5］國家環(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