废钢铁是一种节能的绿色能源，是钢铁生产不可或缺的要素之一。废钢可作为原材料代替铁矿石进行炼铁炼钢，期间可以减少铁矿烧结、去除杂质等过程，减少土地开采、煤炭燃烧，从而达成节能减排的目的。而短流程炼钢相比于长流程炼钢能消耗更多的废钢，从环保角度上更优于长流程。短流程能更多的消费废钢进行炼钢，这无疑能节省大量的铁矿、煤炭资源，节能环保。 但相对长流程更绿色环保的短流程炼钢，在保护环境上并不是没有缺陷。其中缺陷之一就是二噁英的污染。 二噁英的危害 二噁英是一种多氯联苯类物质，是国际公认的强致癌物。 它几乎不会自然生成，地球上所有的二噁英均是由人类活动产生。当二噁英被排放到环境中后，会立刻附着在周围物体中。二噁英的自然分解过程缓慢，会在自然环境中滞留；被环境中的生物摄入后，会不断向食物链终端聚集，最后影响人类活动。 当人体内的二噁英聚集到一定浓度之后，会破坏人体的免疫、生殖能力，附带强致癌性。历史上著名的二噁英污染事件为“日本米糠油事件”。 二噁英的生成 生成二噁英有四种原因： ①前驱物经过有机化合生成，含氯前驱物在300℃~700℃内生成二噁英（其中飞灰和不完全燃烧物起催化作用）； ②碳氢氧氯等元素在300℃~700℃高温环境下直接合成二噁英； ③废钢杂质带有含苯环的高分子化合物，分解后产物为二噁英； ④废钢杂质本身含有二噁英，在合适温度下被释放出来。 短流程中二噁英的生成途径 当电炉用废钢中含有油脂、塑料等含氯化合物时，会在废钢预热及烟气排放冷却时产生含有二噁英的废气。 废钢预热：预热可以减少能源消耗以及降低电炉事故发生（防止湿废钢进入电炉爆炸）。但废钢预热时的温度通常在300℃~600℃，无法上升到850℃分解二噁英前驱物，且排出的废气会在降温过程中继续合成二噁英。 电弧炉炼钢：在排放电炉烟气时，若没有急速冷却措施，烟气会因为温度缓慢降低重新合成二噁英。当烟气温度在300℃~400℃时，二噁英的生成速率最快。 降低短流程二噁英浓度的措施 （一）控制并减少二噁英的生成量 1.由于含氯化合物是合成二噁英必要条件，所以减少废钢中含氯化合物就能减少二噁英的排放。 对废钢进行分选，通过破碎-筛选将涂料涂层、塑料从废钢中分离，对于去除油脂，在筛选废钢过后进行（物理/化学）清洗。减少含有油脂、涂料、塑料等杂物进入电炉炼钢流程，直接减少产生二噁英的总量。 2.当温度高于850℃时，生成二噁英的前驱物会被分解，二噁英将停止合成；温度高于1000℃时，二噁英本体将会被分解。 电炉出炉前使烟气温度超过1000℃一段时间并保持850℃以上，分解烟气中大部分二噁英；出炉时对烟气进行快速冷却，减少冷却过程中二噁英的生成量。 这种方法可以大幅降低排放出二噁英的浓度，降低浓度大约在80%~95%，做到真正意义上的减少排放。 3.碱性气体环境能遏制二噁英前置物生成，通过提高电炉烟气中氨气的浓度能减少二噁英的生成速率，使得电炉烟气在缓慢降温下产生较少的二噁英。该方法无法使用在废钢预热中，高浓度氨气会提高废钢中含氮的比例。 （二）从废气中脱离二噁英 1.电炉中产生的二噁英通常以固态形式吸附在烟尘颗粒表面，采用除尘设施能降低烟气中悬浮颗粒浓度从而达到二噁英减排的目的。 但二噁英没有被消除，只是被聚集起来，需要通过其他方法来处理含有二噁英的烟尘。 2.通过活性炭物理吸附和过滤技术降低含有二噁英的悬浮颗粒。此方法和上述方法有着同样的问题，吸附二噁英的活性炭只是物理吸附，在特定条件下会向周围环境返还二噁英，采取垃圾焚烧的措施处理吸收物。 钢厂可行流程 方案一是利用高温的电炉烟气，使高温烟气用于废钢预热环节，以减少烟气热量损失；之后将废钢预热环节中产出的烟气混合电炉烟气一起进行废气处理，通过热分解减少气体中二噁英的含量；最后让高温烟气经过喷淋快速降低温度到200℃以下，减少冷却时产生二噁英的浓度。 需要注意的是电炉烟气预热废钢时，烟气中的粉尘会附着在废钢上，使废钢无法达到预热的效果。 方案二是预处理废钢，通过筛选、清洗减少废钢中含氯化合物，使二噁英因缺少前置物而无法合成；最后产出的烟气通过除尘再次减少悬浮颗粒和二噁英的排放，收集粉尘并运输到当地垃圾焚烧厂进行处理。 结语 无论是通过筛选含氯废钢还是物理吸附，处理二噁英都会增加钢厂成本。但从人类的可持续发展来看，排放二噁英会增加自然环境中该物质浓度，并最后以恶性污染事件反馈给人类，前车之鉴就是日本“米糠油事件”。 无论是钢厂还是贸易商，都应该重视二噁英的污染问题。并减少废钢中油渍、油漆、塑料等杂质的情况，从初始减少污染物出现的可能性。 注：根据《GB28664-2016炼钢工业大气污染物排放标准》，二噁英排放标准是0.5 ng TEQ/Nm3。