“盡管‘污染物排放總量’已成為鋼鐵工業(yè)環(huán)保的一項(xiàng)約束性指標(biāo)，但是我們還是經(jīng)常用‘污染物排放濃度’指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)企業(yè)的減排水平。這種忽視廢氣中污染物排放總量的做法是片面和不切實(shí)際的。當(dāng)企業(yè)在‘污染物排放濃度’上實(shí)現(xiàn)超低排放時(shí)，‘污染物排放總量’將成為影響大氣質(zhì)量的主要因素。”東北大學(xué)教授蔡九菊在近日召開(kāi)的2018鋼鐵工業(yè)綠色制造發(fā)展高端論壇暨全國(guó)冶金能源環(huán)保會(huì)議上表示，“鋼鐵工業(yè)實(shí)施藍(lán)天工程，單靠末端治理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須關(guān)注源頭上的空氣消耗量、過(guò)程中的廢氣產(chǎn)生量、末端的污染物排放量三者之間的聯(lián)系。優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)流程、發(fā)展全廢鋼電爐流程、實(shí)現(xiàn)部分廢氣循環(huán)再利用等所能達(dá)到的事半功倍的減排效果，是任何末端治理技術(shù)所不能及的。”

短流程噸鋼空氣消耗量和廢氣排放量?jī)H為長(zhǎng)流程的1/5

蔡九菊指出，大氣環(huán)境不堪重負(fù)，歸根結(jié)底是污染物排放總量超出自然界承載力(自?xún)裟芰?的緣故，是無(wú)節(jié)制地過(guò)量消耗空氣資源造成的。

蔡九菊介紹了鋼鐵工業(yè)中空氣的使用和排放方式：一是作為氧化劑與燃料一起燃燒，為鋼鐵生產(chǎn)提供熱能，生成的燃燒產(chǎn)物(一次煙塵)經(jīng)煙囪直接排入環(huán)境中;二是作為傳遞能量或物質(zhì)的媒介，如高爐鼓風(fēng)、換熱用風(fēng)、冷卻用風(fēng)、清潔用風(fēng)和壓縮空氣，以及氧、氮、氬氣體，經(jīng)使用變?yōu)閺U氣(一次煙塵)由煙囪排入環(huán)境中;三是作為輸送、攜帶煙粉塵的載體，通過(guò)吸塵罩和管道系統(tǒng)把逸出裝置之外的大量煙塵或粉塵(二次煙塵)輸送至末端治理設(shè)施，經(jīng)煙囪排入環(huán)境中。

蔡九菊表示，自2014年起，東北大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家“十二五”公益性科研專(zhuān)項(xiàng)———“鋼鐵行業(yè)煙粉塵排放特性及監(jiān)控技術(shù)”研究工作，著手研究鋼鐵企業(yè)的空氣消耗與廢氣排放問(wèn)題，歷時(shí)3年多，深入調(diào)查了23家鋼廠(chǎng)、實(shí)際測(cè)試了1家大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，核查并整理了我國(guó)鋼鐵工業(yè)的空氣消耗和廢氣排放數(shù)據(jù)。

蔡九菊對(duì)高爐長(zhǎng)流程與全廢鋼電爐短流程的空氣消耗量和廢氣排放量進(jìn)行了比較。他指出，全廢鋼電爐短流程的噸鋼空氣消耗量為6392.5標(biāo)準(zhǔn)立方米，高爐長(zhǎng)流程的噸鋼空氣消耗量為31020.5標(biāo)準(zhǔn)立方米;全廢鋼電爐短流程的噸鋼廢氣排放量為6837.9標(biāo)準(zhǔn)立方米，高爐長(zhǎng)流程的噸鋼廢氣排放量為31249.3標(biāo)準(zhǔn)立方米。短流程的噸鋼空氣消耗量和廢氣排放量?jī)H為長(zhǎng)流程的1/5。

鋼企大氣治理要注重3個(gè)方面

蔡九菊強(qiáng)調(diào)，改善大氣質(zhì)量，一要控制燃料和空氣的消耗量，二要減少?gòu)U氣排放量，三要完善末端治理。

在控制燃料和空氣消耗量方面，鋼鐵企業(yè)要注重降低燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、高爐、轉(zhuǎn)爐、加熱爐和熱處理爐等燃料單耗和空氣消耗量;降低高爐鼓風(fēng)消耗量、燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率、一次煙塵逸出率和除塵系統(tǒng)吸風(fēng)量，降低壓縮空氣和氧、氮、氬等氣體的消耗量;提高助燃空氣中氧的含量，實(shí)現(xiàn)富氧燃燒乃至純氧燃燒。

蔡九菊指出，空氣不是理想的助燃劑，鋼鐵工業(yè)要盡量用富氧或純氧進(jìn)行燃燒。他進(jìn)一步指出，純氧燃燒將減少近80%的空氣消耗和廢氣排放量，并節(jié)省30%~55%的燃料。

在減少?gòu)U氣產(chǎn)生量方面，鋼鐵企業(yè)要加大廢氣的循環(huán)再利用。蔡九菊介紹了日本新日鐵八幡廠(chǎng)的燒結(jié)廢氣分段式循環(huán)再利用技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)燒結(jié)廢氣成分的區(qū)域性變化，將480平方米燒結(jié)機(jī)32個(gè)風(fēng)箱的燒結(jié)廢氣分成5段4區(qū)，根據(jù)不同的溫度、水分、氧含量和二氧化硫濃度，對(duì)廢氣進(jìn)行分段循環(huán)再利用，大幅度降低了煙氣排放量，減輕了后續(xù)除塵和脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，有效地控制了環(huán)境污染并促進(jìn)了節(jié)能。

蔡九菊表示，與傳統(tǒng)工藝相比較，燒結(jié)廢氣分段循環(huán)利用技術(shù)的廢氣排放量顯著降低。使用傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的粉塵排放量為46千克/小時(shí)，使用廢氣分段循環(huán)工藝的粉塵排放量為20千克/小時(shí);使用傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的二氧化硫排放量為24千克/小時(shí)，使用廢氣分段循環(huán)工藝的二氧化硫排放量為9千克/小時(shí);使用傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的氮氧化物排放量為377千克/小時(shí)，使用廢氣分段循環(huán)工藝的氮氧化物排放量為366千克/小時(shí)。

蔡九菊介紹，東北大學(xué)基于物質(zhì)流與能量流協(xié)同優(yōu)化的理念，研發(fā)了燒結(jié)礦豎式冷卻協(xié)同換熱新工藝，解決了燒結(jié)礦環(huán)冷機(jī)風(fēng)量大、漏風(fēng)率高、換熱效率低、粉塵排放嚴(yán)重等技術(shù)難題。他指出，實(shí)現(xiàn)高效冷卻換熱減排的前提條件，是確保燒結(jié)礦豎式冷卻換熱裝置內(nèi)的燒結(jié)礦保持“整體流”流動(dòng)狀態(tài);一旦流動(dòng)不均勻，就會(huì)出現(xiàn)“漏斗流”或“管狀流”的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致熱回收率降低。燒結(jié)礦能否實(shí)現(xiàn)“整體流”，主要取決于卸料斗的半頂角、風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)尺寸、排料口的大小和換熱帶的直徑及有效高度。

蔡九菊表示，燒結(jié)礦豎式冷卻換熱裝置的噸礦空氣消耗和廢氣排放量通常小于1000標(biāo)準(zhǔn)立方米，還不到臥式傳統(tǒng)環(huán)冷機(jī)廢氣排放量的1/4，同時(shí)，噸礦發(fā)電量增加了1倍。

此外，蔡九菊認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)要繼續(xù)完善末端治理。他指出，目前鋼鐵企業(yè)對(duì)廢氣流量、濃度的檢測(cè)和控制，尚未達(dá)到“可測(cè)量、可報(bào)告、可核查”的程度，仍需進(jìn)一步完善。