2015年1月1日，史上最嚴的新《環(huán)境保護法》正式開始實施，燒結(jié)、球團、煉鐵等環(huán)節(jié)的大氣污染物排放，以及鋼鐵工業(yè)水污染排放等領(lǐng)域的新標準同步實施。

業(yè)內(nèi)人士普遍認為，新法倒逼鋼鐵業(yè)力度空前，推動了鋼鐵企業(yè)環(huán)保工作的進一步開展。鋼鐵行業(yè)各生產(chǎn)工序相應(yīng)的排放標準收緊，在一定程度上刺激著我國環(huán)保技術(shù)、裝備的進一步改造升級，可供企業(yè)選擇的技術(shù)更加多樣。

回顧2015年《節(jié)能環(huán)?！钒嫠鶊蟮赖挠嘘P(guān)工藝技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用的文章，我們梳理出一些評價標準和節(jié)能減排技術(shù)，以助力鋼鐵企業(yè)解決環(huán)保難題。

算好能耗這筆賬

能源成本約占鋼鐵企業(yè)總成本的20%~35%。如何有效地降低能源消耗，提高余熱余能的回收率，成為微利甚至虧損經(jīng)營狀態(tài)下的鋼鐵企業(yè)一個重要的利潤增長點。

工序單位產(chǎn)品能耗和噸鋼綜合能耗是分析鋼鐵企業(yè)能源消耗水平時常用的能耗指標。但在目前的實踐中，存在著對相關(guān)標準把握不到位、能源計量體系不完善、能源平衡表內(nèi)容不完整、能耗指標計算不準確等問題。建立能源管理體系有助于提升鋼鐵企業(yè)能耗指標的參考價值。鋼鐵企業(yè)可借助能源管理體系的建立，改善能耗指標的管理，以更好地適應(yīng)技術(shù)的進步，滿足實際需要。在這過程中，有以下幾個方面需要注意：

一是在能源和耗能工質(zhì)方面，有的鋼鐵企業(yè)將電動鼓風(fēng)、壓縮空氣等直接攤?cè)敫鞴ば螂姾?。這樣做雖然使統(tǒng)計工作得到簡化，但卻不便于從中分析用能的合理程度。

二是在能源折標準煤系數(shù)方面，在目前的實踐中，二次能源都采用當量值折標準煤系數(shù)，其中蒸汽是按其焓值折算。雖然有相關(guān)研究建議燃料能源的低位熱值取統(tǒng)計報告期內(nèi)的實測值，但是，在實際的管理過程中，直接采用相關(guān)標準給出參考值的現(xiàn)象比較普遍，并且對于不同壓力、溫度的蒸汽，通常都采用同一折標準煤系數(shù)，而忽略了其焓值的差異，這都會使計算出的能耗指標偏離實際值。

三是在能源平衡與能源計量方面，鋼鐵企業(yè)能源平衡表的編制應(yīng)盡可能覆蓋所有能源，對于每一種能源，應(yīng)如實反映能源的輸入、輸出、使用、庫存變動以及損耗等情況;對于研究對象，還應(yīng)盡量細分，不但要將用能單元劃分到工序或分廠級別，還要盡可能劃分到某一工序的具體產(chǎn)線甚至某一用能設(shè)備，如煉焦工序的不同焦爐、燒結(jié)工序的不同燒結(jié)機、煉鐵工序的不同高爐等。如此才能通過能源平衡表深入分析企業(yè)內(nèi)部能耗情況，查找節(jié)能潛力，明確改進方向。

能源平衡表的質(zhì)量，取決于能源計量數(shù)據(jù)的準確度和能源計量體系的完善度，能源計量的基礎(chǔ)作用體現(xiàn)在為能源管理提供充分、全面、準確、可靠的能源數(shù)據(jù)方面。當前，國家明確要求鋼鐵行業(yè)必須建立能源管理體系并取得相關(guān)認證，鋼鐵企業(yè)可以在建立能源管理體系過程中完善能源計量體系，規(guī)范能耗指標的管理。

四是在工序單位產(chǎn)品能耗計算方面，采用能源輸入量和能源輸出量計算工序單位產(chǎn)品能耗可以使計算得到簡化，避免重復(fù)計算或漏記，但其不能進一步反映工序內(nèi)部能源加工、轉(zhuǎn)換和回收利用的情況，不利于分析工序能耗狀況。而采用能源消耗量和回收量計算工序單位產(chǎn)品能耗則可以更為細致地反映工序能源消耗的狀況，但其對能源計量體系的完善程度要求更高。

五是在噸鋼綜合能耗計算方面，其反映了企業(yè)自身能耗水平變化，但卻不能反映企業(yè)在全社會范圍內(nèi)的合理用能程度。

如何評價余熱回收技術(shù)

目前，鋼鐵工業(yè)余熱資源的回收方式可以分為三大類：熱利用，如熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)、高溫爐渣水淬法、煤調(diào)濕技術(shù)、蓄熱燃燒技術(shù)、熱管換熱技術(shù)、相變換熱技術(shù)、余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽供暖、低溫?zé)岜眉夹g(shù)、吸收式制冷技術(shù)等;動力利用，如余熱鍋爐蒸汽發(fā)電、爐頂余壓發(fā)電技術(shù)、蒸燃聯(lián)合發(fā)電裝置，干熄焦發(fā)電技術(shù)等;綜合利用，如熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等。

余熱利用技術(shù)的評價要結(jié)合合理性、可行性、經(jīng)濟性3方面進行。這3個評價指標分別從理論層面、技術(shù)層面、經(jīng)濟層面對余熱回收技術(shù)進行了較為完備的評價，分別代表了理論研究者、技術(shù)實施者、企業(yè)決策者不同的思維視角。由于這3個方面相互獨立，評價結(jié)果有時是相互矛盾的。

如何使這3個層面更好地結(jié)合，是從業(yè)者需要思考的問題。有業(yè)內(nèi)專家曾指出，評價熱工設(shè)備完善性和用能系統(tǒng)合理性的統(tǒng)一判據(jù)是余熱回收利用環(huán)節(jié)所在工序產(chǎn)品能耗的改變量，這一判據(jù)從用能的合理性角度給出了形式繁多的余熱回收技術(shù)的統(tǒng)一評價方法。在鋼廠的實際應(yīng)用中，大量余熱資源尚未得到回收利用，并非不能降低能耗，而是該技術(shù)的可行性太差或經(jīng)濟性不高。

對于余熱利用技術(shù)研究的基本路線，短期看，以經(jīng)濟性為指標，把投資回收期短、還沒有利用的余熱充分利用起來，可以有效提高余熱資源的回收率。中期看，以熱效率為指標，把已經(jīng)采用的技術(shù)用好，不斷改造現(xiàn)有余熱利用技術(shù)，提高利用效率。長期看，以合理性和可行性為目標，積極開展基礎(chǔ)研究，攻克技術(shù)難關(guān)，解決用能不合理、能級不匹配的根本問題，把現(xiàn)階段用不了的余熱在不遠的將來用起來。

原料場環(huán)境治理技術(shù)分析

由于鋼鐵企業(yè)原料場占地面積大、原料品種多，且多采用露天堆放方式，原料在風(fēng)力作用下極易干燥，而在裝卸、輸送、露天堆存過程中造成的粉塵，已成為原料場無組織排放的主要污染源。揚塵污染不僅造成物料流失，給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，而且對在崗職工的身心健康造成一定程度的影響，同時使廠內(nèi)及周邊環(huán)境惡化。

目前，在各種料場抑塵的方法中，進行料場封閉的目的是將實際風(fēng)速減小，濕法抑塵的目的是增大起塵風(fēng)速，從而減少起塵量。

鋼鐵企業(yè)原料場抑塵工作，目前采取的技術(shù)和措施主要有防風(fēng)抑塵網(wǎng)、料場封閉、噴灑水降塵、噴灑易沉劑降塵等，但每種方法均不能完全解決原料場內(nèi)的環(huán)境治理。因此，需要根據(jù)企業(yè)所在地域自然環(huán)境特點、原料場工藝布置需求進行合理組合。只有這樣，才能最大限度地減少揚塵的發(fā)生，取得良好的環(huán)境治理效果。

燒結(jié)煙氣治理工藝比較

燒結(jié)廢氣溫度偏低、廢氣量大、污染物含量高且成分復(fù)雜，是鋼鐵行業(yè)低溫余熱利用和廢氣治理的難點和重點。目前，我國鋼鐵企業(yè)運行實施的脫硫設(shè)施多少都存在技術(shù)不成熟、投資大、運行成本高、故障率高、副產(chǎn)物難利用、產(chǎn)生二次污染等問題。因此，燒結(jié)煙氣綜合治理方案和技術(shù)的選擇，十分必要。

當前，燒結(jié)煙氣治理技術(shù)首推脫硫。按照脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫可分為濕法(石灰石/石灰—石膏法、氨法、鎂法、離子液法、海水法、雙堿法)、半干法(LJS循環(huán)流化床法、ENS法、NID法、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、MEROS燒結(jié)污染物最大化降減法、密相干塔法、GSCA雙循環(huán)流化床法、電子束照射法、LEC石灰石煙氣凈化法、CSDI荷電干式噴射脫硫法、PPCP脈沖電暈法等)和干法(活性炭法)。從調(diào)研數(shù)據(jù)分析，濕法、半干法、干法工藝在180平方米以下燒結(jié)機中分別占65%、30%、5%，在180平方米以上燒結(jié)機中分別約占55%、40%、5%。近年來，污染物協(xié)同治理的活性炭工藝在大型燒結(jié)機上的應(yīng)用呈加速趨勢。對于不同的燒結(jié)煙氣一體化凈化工藝，鋼鐵企業(yè)應(yīng)結(jié)合各自企業(yè)的煙氣溫度、煙氣量、污染物濃度等參數(shù)，以及燒結(jié)機工況、場地條件、治理要求、投資，還有運維成本、地區(qū)因素等，合理選擇燒結(jié)煙氣綜合治理方案和技術(shù)。

隨著人們對大氣污染物排放的要求越來越高，選擇適合的煙氣凈化工藝，實現(xiàn)脫硫、脫硝、脫二口惡英、除塵的一體化綜合治理，已勢在必行。在這方面，日本鋼企主要采取活性炭吸附工藝(太鋼已應(yīng)用)，歐洲西門子奧鋼聯(lián)開發(fā)了MEROS工藝(馬鋼已應(yīng)用)，以色列Lextran公司開發(fā)了催化氧化煙氣綜合清潔工藝，我國龍凈環(huán)保在循環(huán)流化床工藝基礎(chǔ)上噴入脫硝劑強化脫硝效果，寶鋼股份擬在4號燒結(jié)機技術(shù)改造上采用循環(huán)流化床+SCR工藝。

其中，活性炭工藝最為成熟，具有五合一(脫硫、脫硝、脫二口惡英、脫重金屬、脫酸性氣體)協(xié)同凈化功能，但存在脫硝效率低、運行成本高、設(shè)備龐大且造價高、腐蝕問題突出、外圍系統(tǒng)復(fù)雜、活性炭反復(fù)使用后吸附率降低消耗大、活性炭再生能耗較高等問題。MEROS工藝簡單，入口溫度要求低，溫度變化適應(yīng)性好，但年運行費相對較高，不能控制燒結(jié)煙氣中的NOx，在控制二口惡英的同時，會產(chǎn)生混有二口惡英的固體廢棄物。LJS—FGD工藝對煙氣量和煙氣成分具有良好的適應(yīng)性，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，煙氣無需再加熱，但脫硝效率低，副產(chǎn)物的應(yīng)用范圍有待進一步拓寬。S-SCR工藝靈活性強、安全性高、可利用已建脫硫裝置實現(xiàn)脫硫、脫硝、脫二口惡英一體化，裝置占地小、阻力低、系統(tǒng)簡單、操作便利，脫硝效率可達80%以上，二口惡英完全分解，無二次衍生污染物產(chǎn)生，缺點是催化劑因中毒活性會逐漸降低，更換催化劑成本較高。催化氧化煙氣綜合清潔技術(shù)單位燒結(jié)礦運行成本低，還可同時實現(xiàn)脫汞，其脫硫、脫硝效果好，運行穩(wěn)定，可利用焦化廠廢氨副產(chǎn)硫酸銨或硝酸銨化肥，但過程中有廢水產(chǎn)生，且有機催化劑需進口，尚未國產(chǎn)化，價格較高。

未來燒結(jié)煙氣污染物協(xié)同治理較有競爭力的發(fā)展方向可能是采用煙氣循環(huán)技術(shù)(內(nèi)循環(huán)/外循環(huán))減少煙氣量和污染物排放，經(jīng)高效電除塵后，再結(jié)合脫硫脫硝一體化凈化技術(shù)(如活性炭工藝、石灰石/石灰—石膏法/循環(huán)流化床/旋轉(zhuǎn)噴霧法脫硫+SCR工藝)對燒結(jié)煙氣進行深度治理。

焦化廢水處理面面觀

焦化廢水主要來自蒸氨廢水、酚氰煤氣冷卻水、蒸汽冷凝水和化產(chǎn)廢水，如粗苯加工廢水等，其特征表現(xiàn)為廢水有機物多，COD(化學(xué)需氧量)濃度高，可生化性差，屬于難降解廢水。焦化廢水生化處理工藝在運行過程中很容易受到進水水質(zhì)(如酚、氰化物等)、水量波動、溫度高等因素影響，導(dǎo)致后續(xù)生化處理出現(xiàn)污泥中毒、污泥老化等現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)，造成出水不達標。

國內(nèi)對焦化廢水深度處理與回用進行了大量研究和探索工作，其技術(shù)路線主要有2條：一是側(cè)重水質(zhì)穩(wěn)定，對外排污水進行適度處理，通過高效水處理劑(如絮凝劑、混凝劑等)穩(wěn)定廢水水質(zhì)，回用于工業(yè)冷卻水;二是側(cè)重水質(zhì)提高，外排廢水經(jīng)深度處理使水質(zhì)達到或接近同類新水，該技術(shù)路線投資和運行費用較高，一般企業(yè)難以接受。

鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的焦化廢水可采用的回用方法有：高爐沖渣、燒結(jié)配料用水、轉(zhuǎn)爐除塵水、焦化廢水場內(nèi)“零排放”技術(shù)等。

面對鋼鐵行業(yè)空前嚴峻的環(huán)保形勢，各企業(yè)應(yīng)立足技術(shù)進步，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)和合適的焦化酚氰廢水處理工藝，使焦化酚氰廢水從源頭減少產(chǎn)生量。如采用煤調(diào)濕工藝降低入爐水分;在煤氣凈化流程中采用煤氣橫管初冷工藝，減少排污水量;粗苯蒸餾工段各分離器和油槽分離水均送入機械化氨水澄清槽，不外排;脫硫廢液預(yù)處理后再送入焦化廢水處理等。建議實施分質(zhì)供水，利用鋼鐵企業(yè)用水特點，在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部尋找消納焦化廢水回用與消納途徑，提高水資源的重復(fù)利用率，減少污水外排。

轉(zhuǎn)爐新型除塵工藝解析

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)以濕法除塵為主，能耗高，水耗高，排放難以達標。而轉(zhuǎn)爐干法除塵工藝凈化效率高，煙氣的含塵量通?？梢苑€(wěn)定控制在30毫克/標準立方米以下，在工藝特殊要求下可將含塵量降低至5毫克/標準立方米;系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機運行費低，壽命長;耗水量小，含鐵干粉塵僅需熱壓塊后即可替代轉(zhuǎn)爐煉鋼所需的鐵礦石或廢鋼，無需設(shè)置沉淀池和污泥處理設(shè)施。

但其投資高、技術(shù)要求高、泄爆頻繁，國內(nèi)部分專家對其一直存在爭議，認為干法除塵采用靜電除塵器單一除塵只能處理一部分煙塵，不能處理另一部分有害氣體，如SO2、HF等，而且干法除塵對于操作環(huán)境要求過于苛刻，生產(chǎn)連續(xù)性差。鑒于這種情況，國內(nèi)部分設(shè)計單位將干法除塵系統(tǒng)與濕法除塵系統(tǒng)相結(jié)合，研發(fā)了半干法除塵工藝，雖然經(jīng)濟效益略低于干法除塵系統(tǒng)，但卻遠高于傳統(tǒng)的濕法除塵，且能達到排放標準。

目前，鋼鐵整體大形勢仍不好，利潤率低，部分鋼鐵企業(yè)用于環(huán)保技改的資金相對緊張，很多企業(yè)考慮到占地、投資、工期的問題，選擇了半干法改造。

考慮到轉(zhuǎn)爐除塵工藝既要除塵又要節(jié)水，綜合比較，干法除塵可使水處理系統(tǒng)大大簡化，在水耗、電耗、占地、塵泥利用等方面都有優(yōu)勢。

熱燜工藝引領(lǐng)鋼渣預(yù)處理

鋼渣是煉鋼生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，是一種很好的二次資源。通常每生產(chǎn)1噸粗鋼約產(chǎn)生120千克的鋼渣，鋼渣中一般含有10%的金屬鐵。目前，國內(nèi)外鋼渣處理通常采用熱燜法、熱潑法、水淬法、風(fēng)淬法、滾筒法等。

鋼渣熱燜法是近些年興起的一種先進的鋼渣預(yù)處理工藝，其原理是利用鋼渣余熱，在容器內(nèi)加入噴淋冷水后使其成為蒸汽，使鋼渣自解粉化。與傳統(tǒng)處理工藝相比，燜渣后鋼渣粉化率高，渣鐵分離徹底，而且處理后的鋼渣中的有害成分得到消解，可消除鋼渣遇水體積膨脹的問題，避免造成鋼渣應(yīng)用時出現(xiàn)穩(wěn)定性不良的現(xiàn)象。

傳統(tǒng)的燜渣法是對煉鋼廠產(chǎn)生的鋼渣首先進行自然冷卻6小時~12小時，或是熱潑后降溫，然后進行燜渣。鞍鋼鲅魚圈分公司轉(zhuǎn)爐燜渣生產(chǎn)線在全國率先采用將1400℃熔融態(tài)轉(zhuǎn)爐渣直接入池的燜渣方法。該工藝相比傳統(tǒng)方法省去了鋼渣在渣罐中的停留時間，明顯提高了處理效率，而且節(jié)約渣罐數(shù)量，減少了中間流程，大大降低了生產(chǎn)成本。同時，該工藝還解決了燜渣過程中的爆炸問題———在高溫時(急冷階段)盡可能保證氣體排出，當溫度降低以后，產(chǎn)生可燃氣體的反應(yīng)速度減緩，可以在燜渣的中后期使渣池中保持一定的飽和蒸汽濃度，利用水蒸氣本身對可燃氣體的惰化作用，抑制其產(chǎn)生爆炸燃燒。

相比傳統(tǒng)的凝固后的燜渣工藝，熔融渣燜渣處理周期大幅縮短，渣罐占用率低，而且爐前處理降低了渣罐運輸?shù)某杀荆瑢⑹墙窈箐撛鼰釥F處理的發(fā)展方向。

國外如何進行低碳減排

為應(yīng)對金融市場多元化發(fā)展的需要，各國都把發(fā)展綠色節(jié)能減排經(jīng)濟作為一項重要的主題，建立和完善以持續(xù)低碳發(fā)展為主題的碳交易體系，如歐盟排放交易體系、日本自愿排放交易體系等。同時，日本、歐盟和韓國均設(shè)置了以減少碳排放為核心的前沿項目研發(fā)，以應(yīng)對未來碳排放權(quán)交易的經(jīng)濟壓力和氣候變暖危機。

日本新能源和工業(yè)技術(shù)部于2008年7月份委托日本6家鋼鐵公司共同合作開展“環(huán)境友好型煉鐵技術(shù)開發(fā)”項目COURSE50，以減少鋼鐵生產(chǎn)中CO2的排放量。該項目以鐵礦石高爐冶煉大幅度減排CO2技術(shù)作為長期課題而持續(xù)開展。該項目研發(fā)目標是2050年日本鋼鐵工序噸鋼CO2排放量減少30%。按照該目標，2050年以后，日本噸鋼CO2排放量將從1.64噸減少到1.15噸。整個項目的核心內(nèi)容是減少CO2產(chǎn)生技術(shù)和分離回收CO2排放技術(shù)。根據(jù)該項目的預(yù)計進度，日本鋼鐵業(yè)將推進試驗高爐的建設(shè)與操作實驗，主要確立氫還原鐵礦石效果最大化的反應(yīng)控制技術(shù)。2014年9月份，該項目在新日鐵住金君津廠開工建設(shè)了高度約6米、爐內(nèi)容積為12立方米的試驗高爐。該試驗高爐在2015年10月份進行熱試運轉(zhuǎn)，2016年將對試驗高爐進行解體調(diào)查，并完成爐內(nèi)還原狀態(tài)試驗評價。該試驗可以通過優(yōu)化氣體噴吹條件，進一步提高效率。該項目計劃在2030年前后進行實際運行，2050年前后推廣普及。

2004年，歐洲鋼鐵技術(shù)平臺專門設(shè)立了歐洲超低CO2排放項目ULCOS，進行低碳技術(shù)研發(fā)，目標是使歐盟噸鋼CO2的排放比該項目實施前最先進生產(chǎn)工藝的噸鋼排放量還要降低至少50%。ULCOS研發(fā)的低碳技術(shù)主要包括減碳技術(shù)、無碳技術(shù)和去碳技術(shù)。該項目經(jīng)過多輪選擇后將高爐爐頂煤氣循環(huán)技術(shù)、HISARNA熔融還原、新型氣基直接還原技術(shù)ULCORED和熔融氧化鐵電解ULCOWIN技術(shù)作為具有發(fā)展前景的突破性技術(shù)。

浦項制鐵將創(chuàng)新煉鐵技術(shù)作為低碳發(fā)展的突破口，一方面持續(xù)改進FINEX工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，另一方面大力開發(fā)以減排CO2為特征的全氫高爐煉鐵技術(shù)。

近年來，浦項大力發(fā)展FINEX創(chuàng)新性的煉鐵技術(shù)，使用廉價的粉狀鐵礦石和煙煤作為原料，節(jié)省了大量的投資和生產(chǎn)成本，同時還減少了污染物排放量。截至2015年3月份，浦項有2座FINEX廠正在商業(yè)運轉(zhuǎn)，產(chǎn)能分別為150萬噸/年和200萬噸/年。其中，年產(chǎn)能為200萬噸/年的FINEX廠實現(xiàn)了5800噸/天的設(shè)計目標，而且流程更加優(yōu)化。相比早期的FINEX工藝，200萬噸/年的FINEX裝置將原來的四級流化床改為三級流化床，設(shè)計更緊湊，且投資約減少15%。

在全氫高爐煉鐵技術(shù)方面，浦項采用在高爐內(nèi)使用一部分氫氣替代焦煤對燒結(jié)礦進行還原，從而能夠大幅度減少鋼鐵生產(chǎn)過程中CO2的排放。該技術(shù)的中長期目標是開發(fā)出能夠低成本大量制造高純度氫氣的技術(shù)。