□ 郝毅仁 孟 超 劉坤坤

鋼鐵行業(yè)通過(guò)深度治理、提標(biāo)改造等一系列優(yōu)化措施，使污染物排放總量在大幅消減的同時(shí)，各排污節(jié)點(diǎn)污染物排放量占比發(fā)生翻天覆地的改變，鐵前工序排污量大的特點(diǎn)已成為過(guò)去時(shí)。因此，本文將現(xiàn)今鋼鐵企業(yè)污染物排放量變化和各工序污染物排放占比情況作為重點(diǎn)研究方向。

一、鋼鐵行業(yè)大氣污染物排污節(jié)點(diǎn)

鋼鐵行業(yè)屬于資源密集型工業(yè)，其主要是對(duì)各種塊狀金屬物、非金屬物及粉狀金屬物進(jìn)行大規(guī)模加工生產(chǎn)。鋼鐵行業(yè)排放的工業(yè)廢氣主要來(lái)源于以下方面：

一是生產(chǎn)所需原燃料的運(yùn)輸、裝卸及加工等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含塵煙氣，如原料系統(tǒng)鐵精粉的原料、石灰等熔劑料和煤等燃料，在裝卸料倒運(yùn)、皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)跌落料及破碎篩分時(shí)外溢的粉塵，燒結(jié)系統(tǒng)精礦粉、白灰、煤等原燃料在混配料及轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)外溢的粉塵，球團(tuán)系統(tǒng)配料、圓盤(pán)混料及球團(tuán)礦成品倒運(yùn)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的含粉塵煙氣，等等。

二是原燃料在各類(lèi)爐窯燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的含塵、二氧化硫、氮氧化合物的煙氣，如熱軋系統(tǒng)加熱爐、熱處理爐在燃用天然氣、焦?fàn)t煤氣等燃?xì)鈺r(shí)產(chǎn)生的含二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物的煙氣，冷軋系統(tǒng)罩式退火爐、熱帶退火酸洗機(jī)組、冷帶退火酸洗機(jī)組、光亮退回機(jī)組等各式退火機(jī)組的退火段在燃用天然氣、焦?fàn)t煤氣等燃?xì)鈺r(shí)產(chǎn)生的含二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物的煙氣，等等。

三是燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、煉焦等生產(chǎn)工藝在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣排放，如高爐系統(tǒng)出鐵場(chǎng)出鐵時(shí)產(chǎn)生的含塵煙氣，煉鋼系統(tǒng)混鐵爐等鐵水預(yù)處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的煙塵，轉(zhuǎn)爐吹氧、兌鐵、冶煉時(shí)產(chǎn)生的含煙塵、一氧化碳等污染物的煙氣，LF、VOD等精煉爐冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含有煙塵的氣體，等等。

二、鋼鐵行業(yè)污染物排放核算體系

1.核算方法選取

為了準(zhǔn)確核算污染物排放量，核算方法優(yōu)先選取原則為：在參數(shù)可獲取的前提下，主要采取物料衡算法，其次為績(jī)效法，最后考慮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)核算法。

根據(jù)選取原則，對(duì)二氧化硫排放量的核算采用物料衡算法，其中少數(shù)源，包括煉焦行業(yè)裝煤、推焦、熄焦，由于焦化工序不同企業(yè)在原料、化產(chǎn)產(chǎn)品等方面差別較大，采用物料衡算法涉及的因子較多，因此采用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)核算法。顆粒物、氮氧化物的核算采用績(jī)效法。

2.篩選重點(diǎn)核算源

由于鋼鐵產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)非常多，且各工序污染排放特征不同，產(chǎn)生濃度不盡相同，而排放濃度亦與采取的污染控制措施息息相關(guān)，同時(shí)，各污染源點(diǎn)PM10、PM2.5占比也有所不同。

因此，為合理計(jì)算，同時(shí)又避免繁瑣冗余的工作量，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注鋼鐵行業(yè)主要排放源。

3.主要排放口核算

對(duì)于主要排放口的污染物排放核算，應(yīng)對(duì)其產(chǎn)生量和排放量分別核算，以區(qū)分不同污染控制措施下污染物的削減情況。具體可參考《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范鋼鐵工業(yè)》（HJ846-2017）、《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范煉焦化學(xué)工業(yè)》（HJ854-2017）。

4.一般排放口及無(wú)組織排放核算

（1）對(duì)于鋼鐵工業(yè)一般排放口及無(wú)組織排放，排放量進(jìn)行核算參考《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范鋼鐵工業(yè)》（HJ846-2017）。

（2）對(duì)于煉焦工業(yè)一般排放口，排放量核算參考《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范煉焦化學(xué)工業(yè)》（HJ854-2017）。

按照不同工序、不同設(shè)施核算各類(lèi)污染物的排放量，再進(jìn)行求和，計(jì)算出整個(gè)企業(yè)的排污總量。

三、鋼鐵行業(yè)各工序污染物排放占比情況

本文以煉鐵100萬(wàn)噸規(guī)模計(jì)量，對(duì)應(yīng)其他工序按原料系統(tǒng)240萬(wàn)噸、燒結(jié)礦150萬(wàn)噸、球團(tuán)礦24萬(wàn)噸、焦化45萬(wàn)噸、煉鋼106萬(wàn)噸、軋鋼100萬(wàn)噸計(jì)算，比較按現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)、特別排放限制標(biāo)準(zhǔn)、超低排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后的各工序、每個(gè)污染物及總量的變化趨勢(shì)。

1.鋼鐵行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)各工序污染物排放量及占比

按照《鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012）等標(biāo)準(zhǔn)中新建企業(yè)大氣污染物排放濃度限值統(tǒng)計(jì)，各工序污染物排放量和占比見(jiàn)表1。

表1 鋼鐵行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)各工序污染物排放量和占比

2.鋼鐵行業(yè)特排標(biāo)準(zhǔn)各工序污染物排放量及占比

按照《鋼鐵燒結(jié)球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012）等標(biāo)準(zhǔn)中污染物特別排放限值統(tǒng)計(jì)，各工序污染物排放量和占比見(jiàn)表2。

表2 鋼鐵行業(yè)特排標(biāo)準(zhǔn)各工序污染物排放量和占比

3.鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序污染物排放量及占比

參照《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》統(tǒng)計(jì)，意見(jiàn)中未作規(guī)定的生產(chǎn)設(shè)施污染物排放限值，按國(guó)家、地方排放標(biāo)準(zhǔn)或其他相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，各工序污染物排放量和占比見(jiàn)表3。

表3 鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序污染物排放量和占比

四、鋼鐵企業(yè)各項(xiàng)污染物排放量分析

1.顆粒物排放量分析

鋼鐵企業(yè)顆粒物排放總量從現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)到特別排放標(biāo)準(zhǔn)再到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，跨度不可謂不大，從每年2 470.26t到813.66t再到441.22t，幾何指數(shù)型削減，減排明顯。每個(gè)工序都有減排，削減最為明顯的工序?yàn)樵瞎ば颉Y(jié)工序和煉鐵工序。鋼鐵企業(yè)顆粒物排放量分析見(jiàn)圖1。

圖1 鋼鐵企業(yè)顆粒物排放量分析

原料工序、燒結(jié)工序、球團(tuán)工序的顆粒物占全廠顆粒物總排放量的比例有所降低。實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序排放量排名依次為燒結(jié)＞煉鐵＞煉鋼＞原料＞焦化＞球團(tuán)＞軋鋼，燒結(jié)工序作為排放龍頭仍獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷未被撼動(dòng)，煉鐵工序和煉鋼工序分列第二、第三名，原料系統(tǒng)由榜眼位置跌出三甲行列。

2.二氧化硫排放量分析

鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放總量從現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)到特別排放標(biāo)準(zhǔn)再到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，從每年1 322.99t到1 196.49t再到339.53t，幾何指數(shù)型削減。每個(gè)工序都有減排，以燒結(jié)工序削減量最為突出，燒結(jié)二氧化硫年排放量從849.00t降至148.58t，減排比例達(dá)82.50%。鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量分析見(jiàn)圖2。

圖2 鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放量分析

燒結(jié)工序的二氧化硫占全廠二氧化硫總排放量的比例從64.1%降至43.76%。實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序排放量排名為燒結(jié)＞煉鐵＞焦化＞軋鋼＞球團(tuán)＞煉鋼＞原料，燒結(jié)工序因排放基數(shù)大，雖然減排量幅度大，但仍是二氧化硫排放的主要環(huán)節(jié)，煉鐵、焦化、軋鋼工序?qū)儆诘诙蓐?duì)，分別占全廠二氧化硫排放量的19.14%、16.24%、8.84%。

3.氮氧化物排放量分析

鋼鐵企業(yè)氮氧化物排放總量從現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)到特別排放標(biāo)準(zhǔn)再到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，從每年2 519.06t到2 315.21t再到790.16t，幾何指數(shù)型削減。每個(gè)工序都有減排，以燒結(jié)工序削減量最為突出，燒結(jié)氮氧化物年排放量從1 273.5t降至212.25t，減排比例達(dá)83.33%。鋼鐵企業(yè)氮氧化物排放量分析見(jiàn)圖3。

圖3 鋼鐵企業(yè)氮氧化物排放量分析

燒結(jié)工序的氮氧化物占全廠氮氧化物總排放量的比例從50.55%降至26.86%，煉鐵工序的氮氧化物占全廠氮氧化物總排放量的比重從15.48%升至32.90%。實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序排放量排名依次為煉鐵＞燒結(jié)＞軋鋼＞焦化＞煉鋼＞球團(tuán)＞原料，煉鐵工序氮氧化物排放量終于超過(guò)燒結(jié)工序，成為最大排放單元。

4.污染物排放總量分析

鋼鐵企業(yè)污染物排放總量從現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)到特別排放標(biāo)準(zhǔn)再到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，從每年6 312.31t到4 325.35t再到1 570.91t，幾何指數(shù)型削減。每個(gè)工序都有減排，以燒結(jié)工序消減量最為突出，每年可削減污染物2 472.23t，球團(tuán)、原料、燒結(jié)工序的削減比例最大，分別為86.64%、86.54%和83.22%。鋼鐵企業(yè)污染物排放量總量分析見(jiàn)圖4。

圖4 鋼鐵企業(yè)污染物排放量總量分析

燒結(jié)工序污染物排放量占比從47.06%降至31.73%，煉鐵工序污染物排放量占比從16.00%升至26.70%，煉鋼工序污染物排放量占比從8.14%升至10.31%，焦化工序污染物排放量占比從7.27%升至10.52%，軋鋼工序污染物排放量占比從4.67%升至10.31%，球團(tuán)工序污染物排放量占比從7.73%降至4.15%，原料工序污染物排放量占比從9.13%降至4.93%。實(shí)現(xiàn)超低排放后各工序排放量排名依次為燒結(jié)＞煉鐵＞煉鋼＞焦化＞軋鋼＞球團(tuán)＞原料，燒結(jié)工序排放量仍為主要排放源，是從唯一主要排放源到主要排放源之一的轉(zhuǎn)變。

5.有組織和無(wú)組織污染物排放量分析

鋼鐵行業(yè)有組織排放量從每年1 020.5t到676.2t再到303.7t階梯型穩(wěn)步降低，無(wú)組織排放量從每年1 449.8t到137.5t斷崖式降低。有組織和無(wú)組排放量占比分別由59%、41%到69%、31%（見(jiàn)圖5），與廠房、通廊封閉政策發(fā)布和執(zhí)行密切相關(guān)。雖然鋼鐵行業(yè)的深度治理成效顯著，污染物排放水平大幅降低，但仍改變不了其重點(diǎn)排放行業(yè)的地位。同時(shí)，由于燒結(jié)工序不再是唯一主要排放單元，故燒結(jié)機(jī)頭的超低排放不能標(biāo)志著企業(yè)實(shí)現(xiàn)全面超低排放，全廠在有組織、無(wú)組織、運(yùn)輸方式等全方位實(shí)現(xiàn)超低排放才是真正意義的超低排放企業(yè)。

圖5 鋼鐵企業(yè)有組織、無(wú)組織排放量對(duì)比

五、鋼鐵行業(yè)下一步治理管控啟示

一是鋼鐵企業(yè)各工序污染物排放量趨于均衡化，單設(shè)備、單工序的治理不再明顯降低行業(yè)、企業(yè)污染物的排放總量，故在有組織、無(wú)組織、運(yùn)輸方式等全方位實(shí)現(xiàn)超低排放的企業(yè)才是真正意義的超低排放企業(yè)，也是未來(lái)一段時(shí)間的治理方向。

二是加快研發(fā)源頭治理技術(shù)，如高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣實(shí)施精脫硫改造，加熱爐、熱風(fēng)爐低氮燃燒改造，降低燃用煤含硫量等措施，進(jìn)一步減少煉鐵、軋鋼、燒結(jié)等主要工序的二氧化硫、氮氧化物排放量。

三是由于燒結(jié)工序的污染物排放比例逐步降低，區(qū)域性生產(chǎn)調(diào)控政策和應(yīng)急管控措施，應(yīng)從燒結(jié)/球團(tuán)、煉鐵單一工序的管控向全流程、全工序管控轉(zhuǎn)變。

四是進(jìn)一步加快鐵路、水運(yùn)運(yùn)輸建設(shè)，改變現(xiàn)有運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)與生活分流，改善社會(huì)環(huán)境?！?/p>