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摘要：钢铁冶炼企业生产过程中会产生大量的废气，给环境带来污染。如何进行废气治理，减少生产过程中的污染物排放，减少环境污染，创造良好的生态环境，实现企业可持续发展，已经成为钢铁冶炼企业面临的重要课题。
关键词：废气污染；环境；钢铁
2019年钢铁企业污染物排放执行《钢铁工业大气污染物排放标准》的特别排放限值，这对钢铁企业提出了更高的要求。冶炼废气中的污染物主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等对生态环境造成污染，目前国家主要从排放许可量与排放浓度等多个方面进行控制。通过对钢铁冶炼废气特点和污染防治现状进行分析和探讨，并作出相应的控制措施。
一、钢铁冶炼企业废气排放现状
（一）钢铁冶炼废气的来源
钢铁冶炼企业属于资源密集、能耗高的行业，它主要针对金属、非金属和粉状的金属进行加工生产，工序多、流程长，生产过程产生大量废气，根据生产环节产生的废气可分为三种：一是原材料在车辆装卸和运输过程产生道路扬尘污染；二是钢铁厂内物料堆放、筛分、混合、研磨、皮带输送等产生的粉尘污染；三是铁矿石、焦炭、煤等物料进入烧结、高炉、转炉冶炼，高炉煤气、焦炉煤气等高温燃烧产生的烟尘烟气污染。
（二）钢铁冶炼废气排放的特点
钢铁冶炼企业与电力、化工企业相对比，钢铁企业生产工艺复杂、污染大、治理难度大，具有以下特点：一是钢铁冶炼企业生产过程中产生的废气量大，吨钢废气排放量可达15000-20000m³；二是废气中含有含有害气体SOx、NOx、HCl和HF等，它们遇水后将形成酸雨，还含有对人体健康危害极大的二噁英和呋喃等；三是废气中粉尘浓度高，粉尘主要以铁及其化合物为主，使用不同的原料还可能含有微量重金属元素；四是废气排放不稳定，波动大、污染物排放浓度等经常发生变化、阵发性强，给治理工作带来一定的难度。
二、钢铁冶炼企业废气的污染和防治现状
（一）原料运输道路扬尘与生产过程无组织粉尘污染
钢铁厂原料运输有多种方法，例如水路、公路、铁路等方法，大部分原料采用水路、铁路运输，由于公路的运输方法比较灵活，也是某些原辅料运输的重要途径，但在运输过程中产生大量的粉尘污染未得到有效管理和控制。原料场、固体废弃物露天堆放、输送带等未实现封闭、生产过程烟粉尘收集不完全造成外溢等。
（二）厂内有组织粉尘、烟尘污染
钢铁厂烟粉尘的处理主要采用静电和布袋等除尘方法，这样的除尘方法技术稳定比较有效，在企业中广泛使用。但存在以下问题：一是大多数除尘设施存在运行时间较长，技术升级改造慢；二是部分环保设施在设计、建设时未超前考虑，导致达不到目前国家排放标准；三是由于管理和维护措施不到位，除尘管道、阀门、人孔、输灰管、本体等腐蚀、穿孔、漏风漏雨及极板极线结垢等隐患较多，部分布袋除尘设施过滤面积较低，布袋为普通材质布袋，且受限于成本更换频次低，导致除尘效率不高；四是还有一些小型、技术落后的钢厂采用旋风除尘的方法，除尘效率较低，不能满足目前排放标准。
（三）二氧化硫、氮氧化物污染
钢铁企业生产过程中产生的二氧化硫来源主要是铁矿石、煤、焦粉等原燃料中的硫元素燃烧反应后生成，而二氧化硫、硫化氢所存在的主体主要有3个：一是烧结工序产生的烧结烟气，二是焦化工序产生的焦炉煤气，三是高炉喷煤过程产生的高炉煤气。废气中产生的氮氧化物主要为燃料型，且90%以上是由烧结燃料（煤粉、焦粉）燃烧产生，煤粉、焦粉中的氮含量一般在0.5%～2.5%，它们以氮原子的状态与各种碳氢化合物结合成氮的环状化合物或链状化合物；此外还有助燃空气中的N2在高温下被氧化而产生的热力型氮氧化物。各钢铁企业废气脱硫、脱硝工艺技术不一，脱硫、脱硝效率低，废气中二氧化硫、氮氧化物排放浓度不稳定。
三、钢铁冶炼企业废气防治措施
（一）加强道路扬尘治理，提高铁路和水路货运能力
针对厂内道路扬尘，要提高厂内道路清扫、洒水频次，使用吸尘车等有效清除道路路面泥沙、灰尘、车辆轮胎橡胶粉尘等，原料场出口安装汽车清洗装置，降低和控制路面扬尘。物料外运需发展多式联运，中长距离大宗货物和由公路运输转向铁路、水路运输，提高货物铁路和水路运输比重，推行物料铁路专用线运输。做好公铁联运、铁水联运中转，提升物流集散能力和服力效率。厂内除尘灰、石灰等粉状物料使用全封闭罐装吸排运输车辆，防止扬撒滴漏。
（二）强化厂内无组织排放管控
企业开展无组织排放源排查，建立无组织排放治理管控清单，对物料输运、装卸、转移和工艺过程等无组织排放，实施封闭料场、皮带通廊以及防尘罩等治理。铁精矿、煤、石灰石、钢渣等块状或粘湿物料，采用密闭料仓或封闭料棚等方式储存。易产生粉尘污染的物料实施仓库、储罐、封闭或半封闭堆场分类存放。各扬尘点采用干雾抑尘、喷淋除尘等技术降低粉尘散率。临时性固体废弃物及时清运出厂，长期性废弃物堆场设置高于废弃物堆的围墙或防尘网等措施，降低无组织排放。
（三）提高除尘设备的除尘效率
除尘设施与生产设施同步运行，做到投运率100%，对技术落后的静电、布袋除尘器做好升级改造，淘汰技术落后的旋风除尘设备等，采用钢铁行业排污许可证技术规范可行技术的高效布袋除尘器。针对生产现场情况，进一步优化除尘系统的管网布设，封闭下料口及密封管道，缩小扬尘空间，把尘源控制在尽可能小的密闭空间之内，设置集气罩或密闭罩，各吸尘点安装阀门控制风量，优化除尘器进风的方法，增大面积，降低进风口的流速等措施，提高除尘效率。
（四）二氧化硫、氮氧化物的治理
1、使用低硫、低氮元素的原燃料，从源头控制二氧化硫、氮氧化物的产生。冶炼废气中的氮氧化物主要为燃料型，且90%以上是由烧结燃料（煤粉、焦粉）燃烧产生。因此，控制所用燃料中氮元素含量及其存在形式，可有效控制NOx排放量。在确定原燃料方案时，适当选择、配入低硫、低氮元素的原燃料，有效减少二氧化硫、氮氧化物的排放量。
2、当原燃料含硫、氮量过高未能控制达标时，对废气的末端治理就显得尤为重要，末端治理是确保二氧化硫、氮氧化物所排放达标的最终保障，废气脱硫脱硝成为减少二氧化硫、氮氧化硫排放总量、防止环境污染的最有效直接的方法。
（1）钢铁企业废气脱硫工程使用的主要工艺有循环流化床法、氨－硫铵法、活性炭吸附法、氧化镁法、石灰石－石膏法，其中石灰石-石膏法脱硫是目前应用最为广泛、技术最成熟可靠的湿法烟气脱硫技术，该技术以石灰石浆液作为吸收剂，在吸收塔内将烟气中的二氧化硫吸收脱除，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成硫酸钙（石膏），脱硫效率可达90%以上。
（2）废气脱硝工程使用的主要工艺有选择性催化还原脱硝技术（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）、活性炭全脱技术、在半干法脱硫基础上添加强氧化剂技术。目前比较常用的SCR和活性炭法，SCR其原理是将还原剂氨气喷入280～400℃的烟气内，在催化剂作用下，将烟气中的NOx还原成无害的N2和H2O。随着脱硝催化剂的改进，目前该技术除脱除NOx外，还兼具脱除二噁英等多种污染物的功能，该技术脱硝效率最高可达到90%以上，NOx排放浓度可控制在50mg/Nm3以下，同时能脱除二噁英，其脱除率最高可达85%。活性炭（焦）法其主要原理是在吸收塔中用活性炭（焦）吸附SO2，并用NH3还原Nox，实现同时脱硫脱硝。活性炭吸附法是一种干法脱硫技术，实现了脱硫脱硝协同控制，同时对二噁英、重金属等污染物也具有一定的控制作用。该技术能适应烧结烟气流量、组分和温度的波动，回收SO2制取浓硫酸，不排放废水、废渣和废气，无二次污染，是适应烧结烟气脱硫脱硝协同控制的先进环保技术，但其投资及运行成本较高，脱硝效率仅为40%左右。
四、污染防治的可持续发展思路
（一）制定废气污染防治计划
钢铁行业处在绿色发展的重要阶段，要从生态文明和持续发展的角度出发，根据行业的调整，制定出废气污染的防治计划，并按计划实施，有效控制减少废气污染，帮助企业全面发展。
（二）强化企业意识，加大环保投资力度
环境污染控制、改善不力与企业环保投资密切相关，针对企业环保投资效率低下、环保投资不足的现状，应从企业内部意识和外部激励机制入手，加强企业环境保护主动投资意识。引导企业正确认识环保投资，通过提高企业环保投资经济效益意识，促使企业主动进行环保投资。只有使企业认识到环保投资能带来丰厚的经济效益，使企业产生内在动力，才能真正促使企业持续不断进行环保投资。
（三）创建“资源节约型、环境友好型”企业
钢铁企业要坚持走科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好的新型工业化道。加强污染治理设施的运行管理，主动淘汰落后的生产设备和工艺，积极实施清洁生产，发展循环经济，提高资源的综合利用率，减少污染物的排放，创建“资源节约型、环境友好型”企业。
（四）加强企业自行监测和信息公开
加强企业自行监测、台账记录和信息公开。完善污染源自动监控系统，所有排放口安装在线监测系统，并纳入自动监控系统，实现超标、异常数据实时监控，自主进行规范化标准化管理。实现自动联网监测，做好环境管理信息化工作。
（五）提高工作人员环保意识
加强对大气防治法规、标准和政策宣贯，定期开展环保管理、技术工作人员的业务指导培训。加大环保宣传力度，及时曝光重大违法和损害群众健康、影响高质量发展的突出污染问题，加强生态文明理念的宣传力度，提高员工环保意识。
五、结束语
钢铁行业是废气排放大户，企业想要生存和发展，就必须在满足废气排放标准的前提下，实现最低成本运营，需从技术和管理层面，综合原料、过程优化、设备监测、末端治理等方面综合防治。从优化原燃料结构、努力降低能耗和原燃料消耗、采用先进的工艺及设备入手，以减少生产工艺废气的排放。同时应根据自身实际情况，结合工艺特点和现状，积极采用高效节能的治理方法和设备，最终实现高效、低耗、环保的可持续发展目标。
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