钢铁行业PM2.5的污染防治对策初探

尹鸣

（中冶南方工程技术有限公司能源环境工程评估中心湖北武汉430223）

1 PM 2.5特性、来源及危害

1.1 PM2.5的特性

PM2.5指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物。PM2.5粒径小，富含大量的有毒有害物质且在大气中停留时间长、输送距离远；近年来我国以PM2.5为主导因素的区域灰霾现象日趋严重，对公众健康和城市景观构成巨大威胁[1]。

1.2 PM2.5的来源

PM2.5的形式有三种：直接以固态形式排出的一次粒子；高温状态下以气态形式排出、在烟雨的稀释和冷却过程中凝结成固态的一次可凝结粒子；由气态前体污染物（SO2、NOX、挥发性有机物和氨等）通过大气化学反应而生成的二次粒子。空气中PM2.5的来源除自然源外，还包括燃煤、冶炼、石化工业、交通运输、基础建设、餐饮等活动。控制PM2.5的排放除主要控制一次粒子的排放外，还应控制其前体物的排放。

1.3 PM 2.5的危害

1）造成灰霾天气

霾是一种视程障碍现象，一般定义为“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10km的空气普遍混浊现象[2]”。研究表明颗粒物和气态污染物以及不利的气象条件是灰霾发生的主要因素。PM2.5与大气能见度相关系数可高达0.96[3]，其中颗粒物的散射造成60%~95%的能见度降低[4]。

2）危害人体健康

PM2.5的直径约为人类头发的1/10，人体吸入后可进入支气管，干扰肺部的气体交换，可引发哮喘、支气管炎和心血管等方面的疾病。PM2.5亦可通过支气管和肺泡进入血液，颗粒物中携带的有害气体、重金属等会溶解于血液中，带来更大的危害。

2 钢铁行业PM2.5排放特性

2.1 钢铁行业的废气污染物排放特性

以我国某长流程的大型钢铁企业（970万t规模）的废气污染物排放为例，分析钢铁行业的废气污染物排放特性，见表1。

表1 某钢铁企业废气污染物排放一览表

由上表可知，该钢铁企业排放的烟/粉尘主要来自原料系统（占19.5%）、炼铁系统（焦化+烧结+球团+炼铁，占62.3%）和炼钢（占13.5%），约占总排放总量的95.3%；SO2主要来自球团（占34.1%）、烧结（占25.1%）和自备电站（占27.5%），约占总排放量的86.7%；NOX主要来自烧结（占30.9%）、自备电站（占23%）、球团（占15.1%）和焦化（占9.9），约占总排放量的78.9%。

2.2 钢铁行业产生PM2.5的形式和工序

根据钢铁行业的大气污染物排放特性可知，钢铁行业PM2.5的排放主要为直接排放的烟/粉尘（一次污染物）和排放的PM2.5的前体污染物SO2、NOX。钢铁行业排放PM2.5的最主要的工序为原料场、烧结、球团、炼铁和自备电厂。

3 钢铁行业PM 2.5污染防治对策

国家环保部发布了《环境空气质量标准》（GB3095-2012），增设了PM2.5的浓度限值。钢铁行业作为国家的支柱产业和重点排污行业，应探求PM2.5减排防治对策。针对PM2.5的来源、特性及钢铁行业污染排放特性，我国钢铁行业可从以下方面开展PM2.5的污染防治工作：

1）加大落后产能淘汰力度，大力推广清洁生产工艺的实施，优先选择清洁的原燃料从源头减少污染物的产生；

2）深化烟粉尘治理，加大除尘设施配备力度，积极推行干法除尘技术（布袋除尘、电除尘等），严格环境管理，尽量减少无组织粉尘排放。

3）加快烧结烟气、球团烟气、焦炉煤气脱硫设施配套。目前应用较多的脱硫工艺有石灰石-石膏法、氨-硫胺法、活性炭吸附法等，其脱硫效率均大于90%。但石灰石-石膏法减少SO2排放的同时增加了CO2的排放，应开展碳捕集、碳固定的技术研发；氨-硫胺法存在氨逃逸、设备腐蚀严重等缺点；活性炭吸附法设备大，吸附剂消耗高等，各钢厂应根据自身特性选择合适的脱硫工艺。

4）积极推行低氮燃烧技术，加大烟气脱硝技术的应用力度。目前日本、欧美应用较多的脱硝工艺有选择性催化还原技术（SCR）和选择性非催化还原技术（SNCR）。

4 结论

钢铁行业PM2.5主要为直接排放的烟/粉尘和PM2.5的前体污染物SO2、NOX排放，为应对日趋严重的PM2.5的污染问题，钢铁行业应加强环境管理，优先选用清洁的原燃料，实施清洁的生产工艺，深化烟粉尘治理，加快烟气脱硫脱硝技术的开发应用。