冶金行業大氣污染防治現狀分析

賈一波 唐宇

1.鞍鋼金屬結構有限公司 遼寧鞍山 114000

2.鞍鋼集團眾元產業發展有限公司 遼寧鞍山 114000

1 冶金行業大氣污染物構成和危害

1.1 冶金行業主要大氣污染物

由第一次全國污染源普查數據可得，冶金行業中的主要大氣污染為廢氣、粉塵、氮氧化物以及二氧化硫等。在這些污染物當中，二氧化硫的含量較大且對大氣的危害也是最大的，所以需要制定切實有效的方案進行二氧化硫的防治。

在整個煉鋼生產過程中，焦爐、焦炭在幾乎所有工藝環節都有使用，在使用焦爐、焦炭的這些工序中也就不可避免的會產生硫化物廢氣和廢水，導致含硫污染物存在于整個鋼鐵生產環節。煉鋼生產中，原料引入的硫約有六成最后成為固體廢物，硫元素在這些固體中主要以化合物的形式存在，相對來說處理起來較為容易，對環境的負面影響較小；還有約三成的硫元素以氣體化合物SO2、H2S等成為廢氣，這些含硫廢氣是導致大氣污染的主要原因，在所有的硫當中，融合在鋼材等產品中的硫不到10%，進入水體中的硫也較少。通過硫平衡圖可知，煉鋼廢氣中SO2的排放量是29301.2t/a，僅次于氮氧化物成為排名第二的污染物；在所有廢氣中，燒結過程排放的廢氣占全廠SO2排放總量的57%，軋鋼廢氣占15%，煉鋼廢氣占8%，其余的5%則分布在焦化和熱力鍋爐廢氣中。

1.2 硫化物、硫氧化物對環境的危害

二氧化硫對大氣造成的影響主要體現在它可以附著在空氣中的浮塵上，從而可以長時間的留在空氣中，可以隨著空氣進入人或者動物的肺部中；二氧化硫如果隨著空氣升高至高空，則可以和水汽結合在一起造成酸雨，造成動植物的全面傷害。煉鋼業排放的廢氣中SO2、H2S對動植物乃至人的危害都是極大的，生活在被硫化物污染的大氣中，植物會枯萎、死亡，酸雨會導致金屬的快速腐蝕從而造成一系列的不安全，人生活在被硫化物污染的大氣中會生病，嚴重的甚至會導致各種并發癥。

2 控制二氧化硫污染的主要方法

前文簡要的介紹了SO2對大氣造成的危害，針對SO2的防治手段有很多，一般分為前端預防型和后期凈化治理型。前端污染控制的主要手段是使用無污染的原料，采用先進的生產工藝，后端的凈化治理型主要是通過高煙囪排放、廢氣凈化、脫硫等。

目前，鋼鐵行業中對于廢氣的排放使用較多的是高煙囪排放（煙囪高度在60-120m之間，已知最高排煙煙囪高度為200m），提高排煙口處廢氣排放速率，利用大自然的稀釋擴散能力完成對廢氣的自然化處理，從而達到降低局域SO2濃度的效果，減少含硫污染物對地面上動植物和人的影響。但是高煙囪法會造成含硫污染物的大面積擴散，酸雨的形成也與其有關，并不是控制住了污染物的排放量；此外，建造高煙囪的成本較高、危險性也隨著高度增大，并不能作為防治煉鋼業大氣污染的根本措施。

近來年我國環保相關法律法規正逐步完善，對冶金行業的污染物排放進行了嚴格的限定和監管，鋼鐵生產企業紛紛開始通過各種手段降低含硫污染物進入大氣的量，摒棄以往的高煙囪排放方案，轉向對原料脫硫、廢氣凈化脫硫的生產過程控制。

冶金行業防治SO2污染的主要措施如下：

（1）原煤脫硫。煉鋼工序中使用的煤中通常會含有硫化物，其中的無機硫化物一般是通過粉碎、磁分離、化學分離以及重力分離等方式去除，過程相對較為簡單；但是煤中的有機物通過將煤液化或者氣化，然后再添加氫元素進行分解從而達到凈化效果，目前應用較少[1]。

（2）氣體脫硫。在煉鋼、煉鐵、軋鋼工序中，焦爐煤氣應用較廣，上述工序中廢氣中的硫主要來自焦爐煤氣，所以，對焦爐煤氣脫硫可大大降低廢氣中的含硫污染物。目前對焦爐煤氣的脫硫有吸附劑吸收法、氧化鋅法、干式氧化法以及氧化鐵法等，通過將煤氣中的H2S氧化，然后再將氧化形成的硫化物轉化成硫酸、硫化銨等非氣體含硫物質，以便于回收；針對產生大量含硫污染物的燒結工序的煙氣脫硫，可以通過這兩種方式綜合實現：（a）在燒結配料中添加石灰石或白云石粉，在燒結過程中起到固化SO2的作用，（b）使用煙氣循環流化床法、FGD煙氣脫硫技術對落后的燒結除塵系統進行升級，提高煙氣中二氧化硫的凈化率[2]。

（3）煙道氣脫硫。煉鋼企業的廢氣排放總量較大，導致廢氣中的含硫污染物濃度相對較低，給廢氣中的脫硫工作造成極大困難，目前低濃度的SO2廢氣一般采用濕法脫硫和干法脫硫兩種方式。濕法脫硫的效率較高，成本低、設備體積小，但是這種方法使得廢氣中的水含量增大，廢氣溫度降低，容易導致排煙口處出現霧氣，不利于擴散，通常在燒結工序中使用該方法，達到最大化脫硫的目的；干法脫硫不會引起廢氣溫度的降低，廢氣中水含量也沒有影響，便于廢氣的流動和排放，但是脫硫效率不高，脫硫成本高[3]。

3 結語

冶金行業的大氣污染源排放是多方面的，污染的造成與原料的成分、加工工藝和生產技術水平息息相關，煉鋼工業中控制SO2的排放具有極大的現實意義，目前最有效的減排SO2措施是選用被清潔的原料，減少硫元素的引入；其次，需要加強技術革新，探索新技術、新工藝，加強過程控制，盡可能的在生產過程中消除污染物；再者是在終端排放環節，提高廢氣的凈化水平，嚴格執行大氣污染物排放標準，禁止超標排放，全方位減少SO2、氮氧化物以及其他大氣污染物。