鋼鐵行業PM2.5的污染防治對策初探

尹鳴

（中冶南方工程技術有限公司能源環境工程評估中心湖北武漢430223）

1 PM 2.5特性、來源及危害

1.1 PM2.5的特性

PM2.5指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物。PM2.5粒徑小，富含大量的有毒有害物質且在大氣中停留時間長、輸送距離遠；近年來我國以PM2.5為主導因素的區域灰霾現象日趨嚴重，對公眾健康和城市景觀構成巨大威脅[1]。

1.2 PM2.5的來源

PM2.5的形式有三種：直接以固態形式排出的一次粒子；高溫狀態下以氣態形式排出、在煙雨的稀釋和冷卻過程中凝結成固態的一次可凝結粒子；由氣態前體污染物（SO2、NOX、揮發性有機物和氨等）通過大氣化學反應而生成的二次粒子。空氣中PM2.5的來源除自然源外，還包括燃煤、冶煉、石化工業、交通運輸、基礎建設、餐飲等活動。控制PM2.5的排放除主要控制一次粒子的排放外，還應控制其前體物的排放。

1.3 PM 2.5的危害

1）造成灰霾天氣

霾是一種視程障礙現象，一般定義為“大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10km的空氣普遍混濁現象[2]”。研究表明顆粒物和氣態污染物以及不利的氣象條件是灰霾發生的主要因素。PM2.5與大氣能見度相關系數可高達0.96[3]，其中顆粒物的散射造成60%~95%的能見度降低[4]。

2）危害人體健康

PM2.5的直徑約為人類頭發的1/10，人體吸入后可進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，可引發哮喘、支氣管炎和心血管等方面的疾病。PM2.5亦可通過支氣管和肺泡進入血液，顆粒物中攜帶的有害氣體、重金屬等會溶解于血液中，帶來更大的危害。

2 鋼鐵行業PM2.5排放特性

2.1 鋼鐵行業的廢氣污染物排放特性

以我國某長流程的大型鋼鐵企業（970萬t規模）的廢氣污染物排放為例，分析鋼鐵行業的廢氣污染物排放特性，見表1。

表1 某鋼鐵企業廢氣污染物排放一覽表

由上表可知，該鋼鐵企業排放的煙/粉塵主要來自原料系統（占19.5%）、煉鐵系統（焦化+燒結+球團+煉鐵，占62.3%）和煉鋼（占13.5%），約占總排放總量的95.3%；SO2主要來自球團（占34.1%）、燒結（占25.1%）和自備電站（占27.5%），約占總排放量的86.7%；NOX主要來自燒結（占30.9%）、自備電站（占23%）、球團（占15.1%）和焦化（占9.9），約占總排放量的78.9%。

2.2 鋼鐵行業產生PM2.5的形式和工序

根據鋼鐵行業的大氣污染物排放特性可知，鋼鐵行業PM2.5的排放主要為直接排放的煙/粉塵（一次污染物）和排放的PM2.5的前體污染物SO2、NOX。鋼鐵行業排放PM2.5的最主要的工序為原料場、燒結、球團、煉鐵和自備電廠。

3 鋼鐵行業PM 2.5污染防治對策

國家環保部發布了《環境空氣質量標準》（GB3095-2012），增設了PM2.5的濃度限值。鋼鐵行業作為國家的支柱產業和重點排污行業，應探求PM2.5減排防治對策。針對PM2.5的來源、特性及鋼鐵行業污染排放特性，我國鋼鐵行業可從以下方面開展PM2.5的污染防治工作：

1）加大落后產能淘汰力度，大力推廣清潔生產工藝的實施，優先選擇清潔的原燃料從源頭減少污染物的產生；

2）深化煙粉塵治理，加大除塵設施配備力度，積極推行干法除塵技術（布袋除塵、電除塵等），嚴格環境管理，盡量減少無組織粉塵排放。

3）加快燒結煙氣、球團煙氣、焦爐煤氣脫硫設施配套。目前應用較多的脫硫工藝有石灰石-石膏法、氨-硫胺法、活性炭吸附法等，其脫硫效率均大于90%。但石灰石-石膏法減少SO2排放的同時增加了CO2的排放，應開展碳捕集、碳固定的技術研發；氨-硫胺法存在氨逃逸、設備腐蝕嚴重等缺點；活性炭吸附法設備大，吸附劑消耗高等，各鋼廠應根據自身特性選擇合適的脫硫工藝。

4）積極推行低氮燃燒技術，加大煙氣脫硝技術的應用力度。目前日本、歐美應用較多的脫硝工藝有選擇性催化還原技術（SCR）和選擇性非催化還原技術（SNCR）。

4 結論

鋼鐵行業PM2.5主要為直接排放的煙/粉塵和PM2.5的前體污染物SO2、NOX排放，為應對日趨嚴重的PM2.5的污染問題，鋼鐵行業應加強環境管理，優先選用清潔的原燃料，實施清潔的生產工藝，深化煙粉塵治理，加快煙氣脫硫脫硝技術的開發應用。