李莎

(中鋼武漢安環(huán)院綠世紀安全管理顧問有限公司 武漢 430081)

0 引言

鋼鐵工業(yè)在經(jīng)濟建設、社會發(fā)展、國防建設等方面發(fā)揮著重要作用，是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著經(jīng)濟的增長和工業(yè)的發(fā)展， 鋼鐵工業(yè)也保持著穩(wěn)健和高速的發(fā)展勢頭，2018年全國粗鋼產(chǎn)量達9.28億t，占全球51.3%，位居世界第一。作為耗能大戶，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展增加環(huán)境負荷是必然的，尤以大氣污染最為突出。2017年鋼鐵行業(yè)顆粒物、SO2、氮氧化物排放量在全部工業(yè)行業(yè)中分別排名第一、第三、第三，要想打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，還得重視鋼鐵工業(yè)的大氣污染源。

1 武漢市鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放現(xiàn)狀

武漢市鋼鐵產(chǎn)業(yè)基礎雄厚。近十年來，在國家宏觀經(jīng)濟政策的引導和市場需求的推動下，鋼鐵企業(yè)得到了高速發(fā)展。2000年，武漢市鋼材產(chǎn)量僅為671.65萬t，2016年已達到1 385.50萬t。2016年寶武鋼鐵集團粗鋼年產(chǎn)量達到6 380萬t，居國內首位。同時作為典型的高耗能、高污染的資源性行業(yè)，2016年寶武鋼鐵集團(武漢生產(chǎn)基地)僅消費煤炭便達到1 174萬t，約占武漢市工業(yè)企業(yè)煤炭消費總量的56.4%，其SO2、NOx、顆粒物、化學需氧量、氨氮排放量和工業(yè)廢棄物產(chǎn)生量占全市工業(yè)源污染物排放總量的39.3%，55.8%，85.0%，15.5%，13.6%和60.2%。

盡管武漢鋼鐵企業(yè)不斷改進生產(chǎn)工藝、推進污染減排、加強環(huán)保管理，在環(huán)境治理方面取得了一定成效，但由于建成時間相對較早、生產(chǎn)工藝十分繁雜、部分生產(chǎn)設施老化、排污環(huán)節(jié)眾多等因素，武漢鋼鐵企業(yè)仍存在脫硫脫硝除塵效率低下、無組織排放超標等諸多亟待解決的突出環(huán)境污染問題。

2 污染物排放量核算方法

2.1 有組織排放

目前，生態(tài)環(huán)保部已正式發(fā)布相關標準文件明確鋼鐵行業(yè)有組織排放核算方法，煉焦化學工業(yè)、鋼鐵工業(yè)有組織廢氣污染物排放總量為主要排放口污染物排放總量與一般排放口污染物排放總量的加和，具體見表1。

表1 有組織廢氣污染物排放總量核算方法

2.2 無組織排放

無組織排放計算方法主要有“排污系數(shù)法”和“揚塵源顆粒物排放清單法”兩種。

《規(guī)范 鋼鐵工業(yè)》中明確的“排污系數(shù)法”以鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)單元為單位計算排污量，表2 鋼鐵工業(yè)不同污染控制措施下的顆粒物排污系數(shù)中對原料系統(tǒng)、燒結、球團、煉鐵、煉鋼(包含渣處理系統(tǒng)和石灰煅燒)各工序設定了不同的無組織排污系數(shù)，根據(jù)相關公式計算得出的顆粒物總量加和等于長流程過程無組織排放產(chǎn)生的顆粒物總量。但該計算方法未包含焦化工序，同時由于《排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范 煉焦化學工業(yè)》在廢氣的無組織排放部分未給出排放績效參數(shù)，因此排污系數(shù)法不能完全涵蓋鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的所有生產(chǎn)工序。

表2 各工序主要排放口顆粒物有組織排放總量

《揚塵源顆粒物排放清單編制技術指南(試行)》中明確的“揚塵源顆粒物排放清單法”則主要是針對堆場，根據(jù)每個堆場的參數(shù)計算其裝卸、運輸引起的揚塵和堆積存放期間風蝕揚塵的加和，可完整計算出堆場無組織排放的顆粒物總量。

3 武漢某鋼鐵廠污染物排放總量計算

3.1 有組織排放

3.1.1顆粒物

焦化工序有組織廢氣用在線監(jiān)測+手工監(jiān)測結合法計算2017年主要排放口顆粒物排放量，除焦化工序外各生產(chǎn)單元根據(jù)2017年主要排放口在線監(jiān)測結果計算2017年主要排放口顆粒物排放量。將各工序主要排放口顆粒物排放量加和，得出各工序主要排放口顆粒物排放總量(表3)。

根據(jù)各生產(chǎn)單元2017年度使用原料量和產(chǎn)品產(chǎn)量，同時根據(jù)污染控制措施選擇對應一般排放口排污系數(shù)，計算一般排放口顆粒物排放量結果見表3。

表3 各工序一般排放口顆粒物有組織排放總量

圖1 主要排放口顆粒物排放量占比

圖2 一般排放口顆粒物排放量占比

由圖1和圖2可知，該鋼廠主要排放口顆粒物有組織排放量最大的是燒結工序，一般排放口顆粒物有組織排放量最大的是煉鋼工序，其次是燒結工序和原料系統(tǒng)。

3.1.2 SO2

焦化工序有組織廢氣用在線監(jiān)測+手工監(jiān)測結合法計算主要排放口SO2排放量，除焦化工序外各生產(chǎn)單元根據(jù)2017年主要排放口在線監(jiān)測結果計算2017年主要排放口SO2排放總量。將各工序主要排放口SO2排放量加和，得出各工序主要排放口SO2排放總量(表4)。

表4 各工序主要排放口SO2有組織排放總量

由表4可知，該鋼廠主要排放口SO2有組織排放量最大的是燒結工序，其次是焦化工序。

3.1.3 氮氧化物

焦化工序有組織廢氣用在線監(jiān)測+手工監(jiān)測結合法計算主要排放口氮氧化物排放量，除焦化工序外各生產(chǎn)單元根據(jù)2017年主要排放口在線監(jiān)測結果計算2017年主要排放口氮氧化物排放總量。將各工序主要排放口氮氧化物排放量加和，得出各工序主要排放口氮氧化物排放總量(表5)。

表5 各工序主要排放口氮氧化物有組織排放總量

由表5可知，該鋼廠主要排放口氮氧化物有組織排放量最大的是燒結工序，其次是焦化工序。

3.2 無組織排放

由于目前國家出臺的顆粒物的無組織排放核算規(guī)范中僅有原料、燒結、煉鐵、煉鋼等四大工序的排污系數(shù)，焦化工序的無組織排放量不能采用排污系數(shù)計算。因此，將焦化工序采用“揚塵源顆粒物排放清單法”計算的無組織排放量加入，計算結果匯總見表6

表6 寶武鋼鐵集團無組織排放計算結果匯總

圖3 無組織排放顆粒物排放量占比

綜上，該鋼廠2017年主體工序無組織排放顆粒物18 982.264 7 t。其中，原料系統(tǒng)產(chǎn)生的無組織排放量占比最大，約為39.09%；其次為燒結工序和煉鐵工序(圖3)。

4 大氣污染物減排措施及建議

綜合以上武漢某鋼鐵廠大氣污染物排放情況，可知鋼鐵行業(yè)大氣污染物有組織排放主要排放口顆粒物、SO2和氮氧化物排放量最大的均是燒結工序，其次是焦化工序；一般排放口顆粒物排放量最大的是煉鋼工序，其次是燒結工序和原料系統(tǒng)；無組織排放量占比最大的是原料工序，其次為燒結工序和煉鐵工序。可見，鋼鐵行業(yè)應將有組織排放污染物的控制重點放在燒結工序，其次是焦化工序、煉鋼工序、原料系統(tǒng)；無組織排放污染物的控制重點放在原料工序，其次是燒結工序和煉鐵工序。

因此，建議鋼鐵企業(yè)采取以下措施降低大氣污染物排放量：

(1)針對原料工序，建議實施原料場的優(yōu)化布置和封閉改造，實現(xiàn)“料進棚、煤進倉”；建設封閉式原料系統(tǒng)膠帶機通廊；對料場進出口地面進行硬化，煤場出口增設洗車臺。

(2)針對焦化工序，建議針對各焦爐分別建設相應的焦爐煙囪煙道氣增設脫硫脫硝裝置項目；建設焦爐干熄焦除塵煙氣SO2治理設施；積極探索焦爐無組織排放控制新技術的開發(fā)應用，焦爐爐頂增設封閉大棚；推進化產(chǎn)回收工序逸散氣體的整治工作，增設VOCs集中處理裝置；提升焦爐煤氣質量，考慮建設煤氣精脫硫改造項目；對篩焦樓等布袋除塵器等進行局部改造提高除塵效率；建設備用干熄焦裝置代替現(xiàn)有濕息焦系統(tǒng)；建設密封式臨時焦炭庫，用于存放落地焦炭；建設煤筒倉及供料系統(tǒng)。

(3)針對燒結工序，建議增設脫硝系統(tǒng)，建成具備脫硫脫硝及脫二噁英一體化功能的燒結煙氣凈化系統(tǒng)；對生產(chǎn)區(qū)域皮帶通廊進行封閉改造；對燒結礦成品料場進行大棚封閉改造；在燒結混合室出、入口設置排煙除塵系統(tǒng)；對燒結機臺車進行封閉改造；對燒結環(huán)冷機進行圍擋封閉改造。

(4)針對煉鐵工序，建議實施高爐原料皮帶通廊、礦槽、轉運站等環(huán)保封閉改造項目，煤粉皮帶通廊及轉運點增加抑塵配套設施；將高爐的煤氣重力除塵放灰落料點及其他各除塵器放灰點改造為吸排罐車密封放灰；在高爐出鐵場區(qū)域新建大型布袋除塵器；高爐煤氣凈化系統(tǒng)采用干法布袋除塵。

(5)針對煉鋼工序，建議對一次煙氣除塵系統(tǒng)進行擴容改造，增加除塵能力；將轉爐一次煙氣濕法除塵工藝改造為干法除塵工藝；建設煉鋼主廠房三次煙氣處理系統(tǒng)；將各除塵器放灰點放灰方式改造為吸排罐車密封放灰。