冶金行业大气污染防治现状分析

1 冶金行业大气污染物构成和危害

1.1 冶金行业主要大气污染物

由第一次全国污染源普查数据可得，冶金行业中的主要大气污染为废气、粉尘、氮氧化物以及二氧化硫等。在这些污染物当中，二氧化硫的含量较大且对大气的危害也是最大的，所以需要制定切实有效的方案进行二氧化硫的防治。

在整个炼钢生产过程中，焦炉、焦炭在几乎所有工艺环节都有使用，在使用焦炉、焦炭的这些工序中也就不可避免的会产生硫化物废气和废水，导致含硫污染物存在于整个钢铁生产环节。炼钢生产中，原料引入的硫约有六成最后成为固体废物，硫元素在这些固体中主要以化合物的形式存在，相对来说处理起来较为容易，对环境的负面影响较小；还有约三成的硫元素以气体化合物SO2、H2S等成为废气，这些含硫废气是导致大气污染的主要原因，在所有的硫当中，融合在钢材等产品中的硫不到10%，进入水体中的硫也较少。通过硫平衡图可知，炼钢废气中SO2的排放量是.2t/a，仅次于氮氧化物成为排名第二的污染物；在所有废气中，烧结过程排放的废气占全厂SO2排放总量的57%，轧钢废气占15%，炼钢废气占8%，其余的5%则分布在焦化和热力锅炉废气中。

1.2 硫化物、硫氧化物对环境的危害

二氧化硫对大气造成的影响主要体现在它可以附着在空气中的浮尘上，从而可以长时间的留在空气中，可以随着空气进入人或者动物的肺部中；二氧化硫如果随着空气升高至高空，则可以和水汽结合在一起造成酸雨，造成动植物的全面伤害。炼钢业排放的废气中SO2、H2S对动植物乃至人的危害都是极大的，生活在被硫化物污染的大气中，植物会枯萎、死亡，酸雨会导致金属的快速腐蚀从而造成一系列的不安全，人生活在被硫化物污染的大气中会生病，严重的甚至会导致各种并发症。

2 控制二氧化硫污染的主要方法

前文简要的介绍了SO2对大气造成的危害，针对SO2的防治手段有很多，一般分为前端预防型和后期净化治理型。前端污染控制的主要手段是使用无污染的原料，采用先进的生产工艺，后端的净化治理型主要是通过高烟囱排放、废气净化、脱硫等。

目前，钢铁行业中对于废气的排放使用较多的是高烟囱排放（烟囱高度在60-120m之间，已知最高排烟烟囱高度为200m），提高排烟口处废气排放速率，利用大自然的稀释扩散能力完成对废气的自然化处理，从而达到降低局域SO2浓度的效果，减少含硫污染物对地面上动植物和人的影响。但是高烟囱法会造成含硫污染物的大面积扩散，酸雨的形成也与其有关，并不是控制住了污染物的排放量；此外，建造高烟囱的成本较高、危险性也随着高度增大，并不能作为防治炼钢业大气污染的根本措施。

近来年我国环保相关法律法规正逐步完善，对冶金行业的污染物排放进行了严格的限定和监管，钢铁生产企业纷纷开始通过各种手段降低含硫污染物进入大气的量，摒弃以往的高烟囱排放方案，转向对原料脱硫、废气净化脱硫的生产过程控制。

冶金行业防治SO2污染的主要措施如下：

（1）原煤脱硫。炼钢工序中使用的煤中通常会含有硫化物，其中的无机硫化物一般是通过粉碎、磁分离、化学分离以及重力分离等方式去除，过程相对较为简单；但是煤中的有机物通过将煤液化或者气化，然后再添加氢元素进行分解从而达到净化效果，目前应用较少[1]。

（2）气体脱硫。在炼钢、炼铁、轧钢工序中，焦炉煤气应用较广，上述工序中废气中的硫主要来自焦炉煤气，所以，对焦炉煤气脱硫可大大降低废气中的含硫污染物。目前对焦炉煤气的脱硫有吸附剂吸收法、氧化锌法、干式氧化法以及氧化铁法等，通过将煤气中的H2S氧化，然后再将氧化形成的硫化物转化成硫酸、硫化铵等非气体含硫物质，以便于回收；针对产生大量含硫污染物的烧结工序的烟气脱硫，可以通过这两种方式综合实现：（a）在烧结配料中添加石灰石或白云石粉，在烧结过程中起到固化SO2的作用，（b）使用烟气循环流化床法、FGD烟气脱硫技术对落后的烧结除尘系统进行升级，提高烟气中二氧化硫的净化率[2]。

（3）烟道气脱硫。炼钢企业的废气排放总量较大，导致废气中的含硫污染物浓度相对较低，给废气中的脱硫工作造成极大困难，目前低浓度的SO2废气一般采用湿法脱硫和干法脱硫两种方式。湿法脱硫的效率较高，成本低、设备体积小，但是这种方法使得废气中的水含量增大，废气温度降低，容易导致排烟口处出现雾气，不利于扩散，通常在烧结工序中使用该方法，达到最大化脱硫的目的；干法脱硫不会引起废气温度的降低，废气中水含量也没有影响，便于废气的流动和排放，但是脱硫效率不高，脱硫成本高[3]。

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