電爐煉鋼中二噁英的排放現狀及減排措施

費彥銘

（本鋼集團北營煉鋼廠，遼寧 本溪 117017）

現如今，隨著我國經濟發展速度防不斷加快，工業生產以及人們日常生活中所產生的二噁英量也在逐漸增加，特別是煉鋼工業中，所產生的二噁英污染物更是非常之多，給環境造成了極其嚴重的影響。煉鋼工業生產中所產生的二噁英污染物，通常都是產生于鋼產品預熱時或者煙氣冷卻時。當前，隨著我國廢鋼量的逐漸增多以及環境污染問題的不斷嚴重，國家也加強了對電爐煉鋼產業發展的重視，社會各界對電爐煉鋼等行業的二噁英排放量也提出了更高的要求，二噁英減排勢在必行[1-3]。

1 國內電爐煉鋼中二噁英排放狀況

當前，隨著我我國環境污染問題的日益嚴重，國家也逐漸加強了對環境保護工作的重視，二噁英作為一種重要的環境污染物，也被列為了一個重點檢測項目。2012年，我國環保部與國家發改委聯合頒布了《全國主要行業持久性有機污染物防治“十二五”規劃》，在該規劃中要求，2016年1月1日之后，生活垃圾焚燒所產生的二噁英排放量必須要低于以下標準：0.1ng-TEQ/m3(TEQ指的就是國際毒性當量），而隨著標準排放量要求的提高，相關企業中所具有的二噁英排放控制技術也必須要進行不斷的改進。相較于傳統的煉鋼工藝，短流程電爐煉鋼本身具有著環境污染性低、能源消耗量以及占地面積少等一系列優勢，所以，短流程電爐煉鋼受到了非常廣泛的應用。同時，該煉鋼方法在實際使用過程中所產生的二噁英排放問題也受到了越來越廣泛的關注。電爐煉鋼過程中，需要煉制的廢鋼中通常都含有大量的有機化合物以及氯化物，在煉制過程中所排放出的煙氣中，會含有大量的二噁英成分，如果沒有采取有效的減排措施，那么將會給環境帶來非常嚴重的污染。目前，雖然我國已經將二噁英排放標準提高到了0.5ng-TEQ/m3，但是與國外一些發達國家的標準0.1ng-TEQ/m3仍然有著不小的差距。隨著二噁英污染問題的愈發嚴重，國家對二噁英排放量的監測也加強了重視，陜西省、甘肅省以及青海省都對本省范圍內的二噁英排放量展開了調查，通過調查發現，當地很多鋼鐵企業的二噁英排放量都遠高于標準要求的0.5ng-TEQ/m3，二噁英污染問題非常嚴重。

2 電爐煉鋼中二噁英生成機理

（1）經由前驅體化合反應生成。廢鋼中含有大量的含氯前驅體，在對廢鋼進行預熱的時候，會產生一定量的二噁英。此外，廢鋼中所含有的Cu、Fe以及Ni等成分，對二噁英排放也有一定的催化作用。

（2）“從頭合成”。在電爐煉鋼過程中，電爐煙氣從第四孔排出后，一般采用二次燃燒使廢鋼預熱過程中產生的二噁英熱分解，而在煙氣水冷過程中(250℃～500℃)碳、氫、氧、氯等元素會發生“從頭合成”反應，主要步驟如下：①Deacon金屬催化反應產生氯氣；Deacon反應：2HCl+1/2O2→H2O+Cl2；②氯氣與芳香環發生取代反應；③單環結構經催化反應生成雙環結構。

（3）廢鋼在預熱過程中，往往會出現苯環結構高分子化合物分解，據相關研究表明，在氯含量相同的情況下，廢鋼預熱過程中所產生的廢氣中，有等量的氯化有機物以及二噁英；如果廢鋼中沒有氯成分，那么所排放出的廢氣中，二噁英含量將會大幅下降。不管廢鋼中有沒有氯成分，其在預熱過程中，都會出現一定量的二噁英排放。據相關試驗表明，在對廢鋼進行預熱的時候，因為預熱溫度符合二噁英的產生溫度，給二噁英的產生提供了支持，所以，在廢鋼預熱過程中，二噁英排放量是最大的。

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（1）進行二次燃燒處理，據相關資料表明，在廢鋼預熱處理過程中，如果煙氣的溫度大于800℃且氧氣濃度大于6%的話，那么所排放出的二噁英將會被氧化分解。所以，當煙氣從第四個排煙孔排出之后，可以對其進行二次燃燒處理，從而實現對二噁英的分解，減少二噁英排放量。

3 電爐煉鋼中二噁英減排措施

3.1 入爐前處理

（1）高效過濾技術。低溫條件下，在開展電爐煉鋼作業的時候，所產生的二噁英一般都是以固態形式吸附在灰塵上，只要清除掉這些灰塵，就能夠實現對二噁英排放量的控制。在廢鋼處理過程中，可以采用布袋除塵器來對灰塵進行清除凈化，但是，單一的布袋除塵器除塵方式，很難起到特別好的二噁英排除效果，只能排除50%左右的二噁英。

（2）在對有機物含量較高的廢鋼進行處理的時候，應緩慢加入廢鋼材料，這樣的緩慢入料方式，可以使廢氣的溫度以及苯產生量得到有效提高，從而減少二噁英排放量。特諾恩公司所研發的Consteel電爐就是因為下料緩慢，才比其他類型的電爐二噁英排放量低，所以，在對廢鋼進行預熱的時候，必須要緩慢加入廢鋼材料，盡可能的降低二噁英排放量。

（2）煙氣急冷。為了避免二次燃燒分解完成后的二噁英在250℃到500℃之間區域出現重新組合，需要將處理完成后的煙氣快速降低到250℃以下，冷卻速度必須要超過300℃每秒，從而保證二噁英減排處理效果，防止二噁英再次出現。為了保證煙氣的冷卻速度，在焚燒爐出口部位應設置兩個煙氣冷卻旁路，從而實現煙氣的快速冷卻，使二噁英排放量得到有效控制。

3.2 煙氣處理

和上文(1)(2)例不同，例(4)是話劇《北京人》前面的布景交代(話劇每幕前的場景交代，屬于典型的描寫語體)，其交際意圖是描寫場景，話題(出發點)都是處所詞，如“屋內”、“屋外”、“這間小花廳”、“門前”等，和敘事語體不同之處是，由于沒有時間連續性的制約，描寫語體中的前后語序可以調換，如可以將例(4)轉換為：

（3）在廢鋼入爐處理過程中，加入適量的堿性吸附劑，可以有效實現二噁英排放量的減少。比如，在廢鋼處理過程中，往預熱爐中加入適量的石灰石以及生石灰等，這些具有吸附能力的堿性物體，可以吸收掉廢鋼中所含有的氯成分，而氯成分含量一旦降低，那么排放出的二噁英也會大幅減少。萬旦對高溫下氧化鈣對氯化氫脫除現象進行了深入研究，通過研究發現，在高溫情況下，氧化鈣與氯化氫之間會產生相互作用，從而生成Ca2SiO3Cl2，可以有效抑制二噁英的排放。

采用SPSS 21.0統計學軟件對數據進行處理，計數資料以百分數（%）表示，采用x2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

3.3 末端處理

（1）需要對電爐煉鋼排放源預處理進行強化。首先，需要對廢鋼進行種類劃分，不同種類的廢鋼不能同時入爐處理，并盡可能的避免含有大量氯成分的廢鋼入爐。其次，需要對氯含量較高的廢鋼進行加工，在氯含量未降至入爐標準之前，堅決不準入爐處理。德國巴登鋼廠在對廢鋼進行處理處理的時候，雖然采用了電爐煉鋼方式，但是其二噁英排放量卻遠遠低于國外排放標準0.1ng-TEQ/m3。這主要是因為該鋼廠對廢鋼進行了合理的分類與堆放，制定了完善的廢鋼日常檢驗制度，而我國很多鋼廠都沒有做到這一點，所以在對廢鋼進行處理的時候，會產生大量的二噁英排放。因此，在廢鋼處理中，必須要對廢鋼進行合理的分類，從而減少污染形廢鋼進入到處理系統中。

（2）物理吸附技術。由于活性炭本身具有著非常大的比表面積，因此，其吸附能力也是非常強的，不僅能夠有效吸附NOx、SO2以及各種重金屬化合物，還可以實現對二噁英的有效吸附，二噁英吸附量能夠達到60%。現如今，布袋除塵器與物理吸附技術相結合的二噁英處理技術已經得到了廣泛的應用，且應用效果非常好，通過兩者的結合，可以使二噁英清除率達到90%以上，能夠有效實現二噁英排放量的減少。通過相關研究表明，應與物理吸附技術，能夠使二噁英濃度從0.1ng-TEQ/m3～0.7ng-TEQ/m3降低到0.04ng-TEQ/m3～0.06ng-TEQ/m3。

（3）催化分解技術。催化分解技術是美國的一家公司研發出來的，該技術的主要特點就是將表面過濾技術、催化過濾技術結合到一起，并集中到一個濾袋中，這樣可以使二噁英成分在低溫條件下，分解為二氧化碳、水以及氯化氫，可以實現二噁英排放量的有效減少。同時，通過對該技術的應用，可以更加徹底的清除掉二噁英，不會出現二噁英重組現象，從而有效避免二次污染問題，使二噁英排放量能夠與相關標準符合。

2.4 兩組咳嗽緩解及消失時間比較 治療后，B組的咳嗽緩解時間與咳嗽消失時間均短于A組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

4 結語和展望

目前，隨著我國環境污染問題的日益嚴重，二噁英減排問題也變得愈發重要，電爐煉鋼企業在開展二噁英減排工作的時候，必須根據自身原料以及工藝特點，來對廢鋼材料進行合理的分類處理，并積極開發先進的煙氣急冷以及二噁英催化分解技術，從而實現對二噁英的控制，盡可能的減少二噁英排放量，為我國環境的改善提供有力支持，進一步促進我國電爐煉鋼行業的穩定發展。