北極星大氣網訊:摘要：隨著各鋼鐵項目的建成投運，鋼鐵項目產生的大氣汙染問題隨之顯現。鋼鐵項目的大氣汙染是主要汙染之一，無組織排放的煙塵、氮氧化物、二氧化硫、氨氣等，已經嚴重影響周邊生態環境和民眾的健康生活。
關鍵詞：大氣汙染；治理措施
引言
近幾年，經濟和社會的發展速度不斷提升，隨之而來的問題就是霧霾天氣變得越來越嚴重，與之前相比，不僅持續的時間更長，影響範圍和汙染物濃度都具有明顯的增加。隨著霧霾天氣發生頻率的提高，人們出現呼吸過敏、呼吸道感染等疾病的機率，也呈現出了較為明顯的增加趨勢，可以說，人們的生活和生命安全，均在不同程度上受到了化工汙染所導致的霧霾天氣的影響，因此，控制化工汙染並對大氣霧霾加以防治，成為了研究的重點。
1、鋼鐵項目大氣汙染物來源及特徵
1.1固體顆粒汙染物
固體汙染物主要來自鋼鐵製備、燃燒和煤氣淨化過程。鋼鐵製備過程產生的汙染來自原煤的堆放、破碎和輸送過程產生的粉塵。鋼鐵燃燒過程產生的汙染是煤在燃煤鍋爐、氣化爐、焦爐等設備燃燒過程排出的微小灰粒，粒徑在1μm~100μm。煤氣淨化過程產生的汙染主要來自烘乾物料，如生產硫酸銨過程中，溼硫銨由熱風加熱乾燥，部分硫銨顆粒隨廢氣排出，形成固體顆粒汙染物。
1.2氮氧化物
鋼鐵生產中排放的氮氧化物主要是NO和NO2，主要來自煤的燃燒。煤作為燃料燃燒時，氮氧化物的排放係數均在2.70kg/t以上，而原料煤在利用過程中，最大排放係數是0.17kg/t，說明煤在作為原料時的大氣汙染物排放量要遠小於煤的燃燒過程。煤燃燒過程產生的氮氧化物中，NO佔90%以上，其餘為NO2。鋼鐵項目氮氧化物排放途徑：一是原煤燃燒產生，如氣化爐、燃煤鍋爐等；二是煤氣燃燒產生，如焦爐加熱煤氣燃燒，管式爐煤氣燃燒等。
1.3二氧化硫
鋼鐵項目二氧化硫排放途徑主要來自原煤燃燒和煤氣燃燒，佔二氧化硫排放總量的80%~90%，如燃煤鍋爐、焦爐、加熱爐等。還有一部分來自生產過程和開停車、事故狀態下的排放，如煤制天然氣硫磺回收單元的尾氣排放及非正常情況下的排放；煤制油工藝中硫磺回收裝置的尾氣焚燒排放；煤制甲醇工藝硫磺回收裝置、低溫甲醇洗尾氣洗滌塔尾氣和氣化爐開車升溫廢氣、氣化爐停車排氣等非正常排放。
1.4揮發性有機化合物
揮發性有機化合物主要來源於焦爐、焦油槽、甲醇合成塔、甲醇儲槽、汙水處理池等，多為無組織排放。研究表明，無組織排放佔到化工企業排放的50%以上。其中儲槽排放的包含苯並芘、氰化氫、酚類、非甲烷總烴、氨、硫化氫等。粗苯儲槽排放的包含苯族烴、非甲烷總烴、二硫化碳等。甲醇儲槽排放的為甲醇揮發氣體。汙水處理池產生的包含烷烴、滷代烴、烯烴、芳香烴、含氧有機物和硫醚等化合物。
1.5氨氣
鋼鐵項目氨氣汙染主要來源有：一是煤氣淨化單元的各類含氨物料揮發，如氨水槽、焦油槽、氨法脫硫溶液槽、煤氣冷凝液槽等；二是氨回收過程排放的氨氣，如蒸氨塔蒸氨、無水氨生產過程產生的氨氣等；三是合成氨生產單元產生的弛放氣，據統計，1t液氨釋放的弛放氣中含氨量達19kg，是氨氣汙染的重要來源。
2、鋼鐵項目大氣汙染物處理技術現狀
2.1固體顆粒物處理技術
固體顆粒汙染物的處理技術主要有沉降法、溼法和過濾法。沉降法是利用顆粒自身的重力和離心力，使氣體中的顆粒物沉降收集的方法，廣泛應用於初級除塵。錐頂進氣重力除塵器除塵效率最高可達72.1%。
溼法是利用水和其他液體使顆粒溼潤並加以捕集的方法，常用的設備為水浴除塵器。對硫銨水浴除塵器進行改造，使周圍大氣和操作崗位空氣中的硫銨顆粒質量濃度均小於2mg/m3。過濾法是使含有顆粒汙染物的氣體經過有許多毛細孔的濾料，將顆粒汙染物滯留下來的方法，比如布袋過濾、填充層過濾等，其中布袋過濾除塵廣泛用於焦爐煙氣除塵和電廠飛灰除塵，能夠使排放質量濃度小於10mg/m3。
2.2氮氧化物處理技術
鋼鐵項目產生的氮氧化物主要採用過程控制、尾氣脫硝或二者組合處理的方式。焦爐氮氧化物的排放控制，主要採取過程控制和尾氣脫硝工藝。過程控制包括降低燃燒室溫度、廢氣再循環、控制階段燃燒技術。研究表明，應用過程控制技術後，焦爐中氮氧化物的排放質量濃度由1300g/t~1900g/t（以焦炭計）降為450g/t~700g/t（以焦炭計）。尾氣脫硝工藝主流技術是選擇性催化還原法（SCR）。該法是在操作溫度300℃~400℃的條件下，利用負載於TiO2的V2O5、WO3作催化劑，用氨作還原劑進行氮氧化物脫除的過程，氮氧化物減排可達90%以上。該技術採用模塊化的催化劑，便於催化劑更換，在燃煤鍋爐、焦爐廢氣的氮氧化物去除方面，應用較為廣泛。
2.3二氧化硫處理技術
常見的二氧化硫處理方法主要有物理法、化學法以及生物法等幾種。首先，物理法。物理法可以詳細的劃分為乾式吸附法、膜分離法、溶劑吸收法等。乾式吸附法實際上就是充分利用吸附劑吸附、分離以及再生的過程，達到脫除二氧化硫的目的。比如，鋼鐵企業常用的活性炭煙氣脫硫裝置，實際上就是藉助活性炭的催化作用以及煙氣中的氧，先將SO2氧化為SO3，然後再用水吸附SO3，使其轉變為硫酸，從而達到從活性炭中去除與回收的目的，經過長期的實踐應用，使用這種方法脫硫率達到了85%以上。膜分離法就是利用微孔膜在一定壓力下，只允許廢氣中二氧化硫氣體穿過微孔的特點，分離廢氣中存在的二氧化硫氣體。隨著低濃度煙氣脫硫γ-Al2O3複合膜脫硫工藝的推廣和應用，這一工藝與膜分離技術的緊密融合，促進了低濃度煙氣脫硫效果的有效提升。其次，化學法。石灰石法與氨法是最常用的化學脫硫方法。氨法就是將氨水溶液作為吸收劑，與廢氣中的二氧化硫反應生成硫酸溶液，完成二氧化硫的分離。由於這一方法具有操作簡便且經過淨化的煙氣溶膠少、硫酸銨產品回收率高等特點，所以被廣泛的應用於鋼鐵企業低濃度煙氣脫硫作業中。最後，微生物法。微生物法就是利用微生物對無機硫化物產生的還原作用，代謝廢氣中存在的二氧化硫，從而達到去除二氧化硫的目的。微生物法作為一種新型的鋼鐵企業煙氣脫硫方法，該方法不僅設備簡單，而且化學脫硫劑使用量少，回收效果優良，降低了二次汙染問題發生的機率。
2.4 VOCs處理技術
VOCs處理技術主要包括能力催化燃燒法、冷凝法、吸附回收法等幾種。（1）吸附回收法。這一方法主要是藉助固體吸附劑的吸附作用，通過將VOCs中的各組分選擇性吸附的方式，去除廢氣中的二氧化硫。這一方法因為具有設備簡單、操作靈活且去除效率高等特點得到了廣泛的應用。但是，這一方法在實際應用過程中，存在著投資費用高、且容易出現二次汙染等缺點。（2）催化燃燒法。這一方法實際上就是煙氣在燃燒的過程中，在低溫環境下合理的利用催化劑分解VOCs的一種方法。這一方法雖然能夠高效、徹底的處理複雜的VOCs氣體，但是，由於使用這一方法前期的投資較大，且對催化劑的要求較高，鋼鐵企業應該根據實際的情況運用這一方法。（3）冷凝法。冷凝法就是通過加壓降溫的方式，促使廢氣中的VOCs發生凝結現象，以達到徹底淨化和回收廢氣的目的。經過長期的實踐應用，使用這一方法去除80%~90%沸點為60℃的VOCs效果非常的顯著。由於該方法在實際應用過程中，對相關設備的要求較高，所以大多與吸附法、催化燃燒法等方法結合在一起使用。
參考文獻
[1]梁寶瑞. 鋼鐵企業大氣汙染物及治理措施[A]. 鋼鐵研究總院、中國鐵合金技術網、《中國冶金》編輯部.鐵合金礦熱爐電極爐襯及環境保護煤氣綜合利用技術論文集[C].鋼鐵研究總院、中國鐵合金技術網、《中國冶金》編輯部:北京鋼研柏苑出版有限責任公司,2017:7.
[2]伍瓊.關於建立湛江鋼鐵基地廢氣監測管理系統的思考[J].輕工科技,2016,32(07):127-128.
[3]譚譯,陳默,周靜.鋼鐵行業廢氣汙染物治理現狀及改進方法探索[J].世界有色金屬,2016(06):55-56.
[4]趙羚傑. 中國鋼鐵行業大氣汙染物排放清單及減排成本研究[D].浙江大學,2016.
北極星環保網聲明：此資訊系轉載自北極星環保網合作媒體或網際網路其它網站，北極星環保網登載此文出於傳遞更多信息之目的，並不意味著贊同其觀點或證實其描述。文章內容僅供參考。