中國鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放清單及減排成本研究.pdf

1、鋼鐵產(chǎn)業(yè)是高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)，其能耗約占我國總能耗的15％，能耗以煤和焦炭為主。大量的煤炭和焦炭消耗導(dǎo)致了鋼鐵企業(yè)成為我國重要的大氣污染物排放行業(yè)之一，其引發(fā)的大氣污染問題引起了廣泛關(guān)注。針對鋼鐵廠開展污染物排放及減排成本的研究，對我國鋼鐵行業(yè)大氣污染物控制政策制定、改善鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和社會穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。本研究采用“自下而上”的清單編制方法，對鋼鐵生產(chǎn)過程排放特性進行研究，測算了2013年我國鋼鐵行業(yè)的SO2、NOx、PM、PM1

2、0、PM2.5和PCDD/Fs的排放量，采用情景分析法預(yù)測了2020-2030年SO2、NOx、分粒徑PM的排放量，設(shè)置了4項減排情景并計算基準(zhǔn)年了減排潛力，并分析比較了采用各項節(jié)能減排技術(shù)和末端治理技術(shù)對全國以及主要區(qū)域SO2、NOx、PM10和CO2及其協(xié)同減排的經(jīng)濟性。主要內(nèi)容如下：
　?。?）采用文獻綜述和資料調(diào)研的方法，建立了基于鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備規(guī)模的活動水平數(shù)據(jù)庫；同時結(jié)合文獻數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立了基于2013年排放水平鋼

3、鐵行業(yè)的多種污染物的排放因子數(shù)據(jù)庫，根據(jù)活動水平數(shù)據(jù)庫和排放因子數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了分省分工序的鋼鐵行業(yè)排放清單。清單結(jié)果分析表明，2013年我國鋼鐵行業(yè)共計排放 SO2、NOx、PM、PM10、PM2.5和PCDD/Fs分別為1794 kt、883 kt、4852 kt、1591 kt、1109 kt和543 g I-TEQ；燒結(jié)和球團過程造成的SO2和NOx排放分別占鋼鐵生產(chǎn)全流程的79%和50%，是最主要的SO2和NOx排放工序，顆粒物則

4、主要在軋鋼和煉鐵工序產(chǎn)生最多，軋鋼和煉鐵工序的PM、PM10和PM2.5排放占比分別達(dá)到71%、63%和50%。鋼鐵行業(yè)顆粒物的無組織排放量很大，PM、PM10和PM2.5的無組織排放量分別是有組織排放的3.8倍，2.0倍和1.5倍，這與其產(chǎn)生基數(shù)量大和控制相對困難有關(guān)。
　?。?）采用情景分析法對2020-2030年鋼鐵行業(yè)SO2、NOx及分粒徑PM排放量進行預(yù)測。三種產(chǎn)量及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景和三種控制方案下，除了 NOx排放量在20

5、20年有所提升，所有污染物均呈下降趨勢。中產(chǎn)量和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)情景和適中方案下，2020年及2030年SO2、NOx、PM、PM10、PM2.5排放量分別為1124 kt和70 kt、758 kt和585 kt、3171 kt和2288 kt、1137 kt和872 kt、839 kt和692 kt。對于上述大氣污染物，鋼鐵行業(yè)不同鋼鐵產(chǎn)量及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的減排效果大于控制方案的減排效果，其中對于NOx尤為明顯；而對于分粒徑PM而言，粒徑越小則這種

6、差別越明顯。對基準(zhǔn)年的減排潛力分析表明，末端治理情景減排潛力最大，SO2、NOx、PM、PM10、PM2.5及PCDD/Fs相對于基準(zhǔn)年排放量的減排率分別為68%、34%、62%、41%、49%和61%，這是由目前末端治理設(shè)施普及率較低、采用的末端治理措施控制運行效果不佳導(dǎo)致的。
　　（3）建立了考慮節(jié)能和減排雙重收益的鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)成本效益計算模型，獲取了各項節(jié)能減排技術(shù)的成本和效益數(shù)據(jù)庫，并構(gòu)建了多種污染物的減排供給曲線

7、。本研究構(gòu)建了 SO2、NOx、PM10和 CO2以及四種污染物的協(xié)同減排供給曲線。各項技術(shù)的單位減排成本由低到高排列，排列順序?qū)?yīng)了考慮經(jīng)濟性情況下采用節(jié)能減排技術(shù)的優(yōu)先級?？紤]四種污染物協(xié)同減排時，各項技術(shù)最佳減排路徑為：高效連鑄技術(shù)—棒材多線切分與控軋控冷—廢熱循環(huán)利用—蓄熱式燃燒器—高爐鼓風(fēng)除濕—旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐—電爐余熱回收—熱軋過程控制—高爐頂壓發(fā)電—鏈篦機-回轉(zhuǎn)窯球團生產(chǎn)—噴吹煤粉技術(shù)—回收高爐煤氣—燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)

8、—環(huán)冷機液密封—煙氣脫硫—連續(xù)退火技術(shù)—冷軋余熱回收—燒結(jié)余熱發(fā)電—回收轉(zhuǎn)爐煤氣—干熄焦技術(shù)—熱軋余熱回收—煙氣脫硝—強化輻射節(jié)能—煤調(diào)濕技術(shù)。且對各工序的減排潛力分析表明，燒結(jié)工序的SO2和NOx具有較大的減排潛力，減排量占比分別達(dá)到57%和41%；煉鐵工序的PM10和CO2具有較大的減排潛力，均為40%左右，且四項污染物的協(xié)同減排潛力占比最大，達(dá)34%。綜合起來，其余工序減排潛力從大到小排序為軋鋼、煉鋼和球團。對我國主要地區(qū)——京津