铸造浇注与冶金行业是国民经济的基础产业，但在生产过程中会产生大量含有粉尘、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物（VOCs）、重金属及二噁英等污染物的复杂废气，对环境和人体健康构成严重威胁。随着环保法规日益严格，开发高效、经济、稳定的废气综合治理方案已成为行业可持续发展的关键。本文将系统探讨该领域的废气特点及主流解决方案。

一、 废气来源与成分特点

1. 铸造浇注环节：主要废气来源于熔炼（冲天炉、电炉、中频炉）、浇注、落砂、清理等工序。污染物包括：

• 烟尘与金属氧化物粉尘：如SiO₂、金属颗粒。

• 酸性气体：SO₂、HCl、HF（来自炉料、辅料）。

• 不完全燃烧产物：CO、炭黑及以苯系物、酚类为代表的VOCs。

• 恶臭气体：氨、胺类等。

1. 冶金环节（以钢铁为例）：废气来源广泛，如烧结、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢等。污染物更为复杂：

• 高浓度粉尘与烧结烟尘。

• 高浓度SO₂、NOx（尤其是烧结和焦化工序）。

• 重金属（如铅、锌、汞）蒸气与化合物。

• 持久性有机污染物：如二噁英（主要产生于烧结和电弧炉炼钢）。

• 氟化物、氰化物（特定工序）。

这些废气通常具有排放量大、温度高、成分复杂多变、部分污染物毒性大的特点，治理难度高。

二、 核心治理技术与系统解决方案

现代治理思路强调“源头削减、过程控制、末端治理”相结合，末端治理多采用组合式、模块化技术。

1. 颗粒物治理技术：

• 袋式除尘器：主流高效技术，对亚微米级颗粒捕集效率>99.9%，适用于大多数工序。耐高温、抗腐蚀滤料（如P84、PTFE覆膜滤料）是关键。

• 电除尘器：适用于大风量、高温（可处理400℃以上烟气）场合，如烧结机头烟气，但对极细颗粒及高比电阻粉尘捕集效率有限，常与袋式除尘串联使用。

• 湿式电除尘器：可有效解决湿烟气、酸雾及细颗粒物（PM2.5）问题，常布置在末端作为精处理设备。

1. 酸性气体（SO₂、HCl、HF等）治理技术：

• 湿法脱硫：石灰石-石膏法应用最广，脱硫效率高（>95%），副产物可资源化利用。适用于烧结、球团、自备电站等大规模烟气脱硫。

• 半干法脱硫：循环流化床法、喷雾干燥法，耗水量少，产物为干态，但脱硫效率（85%-90%）略低于湿法。适用于中小规模或水分敏感工况。

• 干法脱硫：采用小苏打（NaHCO₃）或消石灰喷射，系统简单，适用于污染物浓度不高或作为应急、补充处理。

1. 氮氧化物（NOx）治理技术：

• 选择性催化还原（SCR）：技术成熟，脱硝效率可达80%-90%以上，是烧结烟气、燃气锅炉脱硝的主流选择。核心是催化剂（如TiO₂-V₂O₅-WO₃系），需注意烟气温度窗口及防中毒。

• 选择性非催化还原（SNCR）：在合适温度区间（850-1100℃）喷入还原剂（氨或尿素），效率约30%-70%，多用于CFB锅炉或作为SCR的补充。

1. 二噁英及VOCs治理技术：

• 高效吸附+催化分解：活性炭/活性焦吸附（移动床或固定床）可协同脱除二噁英、重金属及部分SO₂，吸附后的活性炭再生或安全处置。吸附浓缩后的污染物可通过催化氧化（RCO/CO） 彻底分解为CO₂和H₂O。

• 高温焚烧：适用于有机组分高、热值高的废气，如焦化VOCs，但能耗高，需考虑余热回收。

1. 重金属治理技术：

• 主要通过降温冷凝、高效除尘（袋式/电除尘） 以及吸附（如活性炭喷射） 等方式协同控制。与颗粒物和酸性气体治理系统深度结合。

三、 典型集成工艺路线示例

针对最复杂的钢铁烧结烟气，当前最先进的综合治理路线通常为：
> 烧结机头烟气 → 电除尘器（预除尘） → 主引风机 → 湿法脱硫塔 → 湿式电除尘器 → SCR脱硝系统 → 加热（如需） → 烟囱排放

此路线可实现对粉尘、SO₂、NOx的高效协同脱除。对于二噁英和重金属，可在脱硫前或后增设活性炭/焦吸附塔。

针对铸造电炉烟气，一种经济有效的路线为：
> 烟气捕集罩 → 燃烧室（焚烧VOCs及二噁英前体） → 急冷塔（避免二噁英再合成） → 袋式除尘器（覆膜滤料，捕集细颗粒物及吸附重金属） → 酸性气体洗涤塔 → 引风机 → 排放

四、 发展趋势与建议

1. 技术耦合与智能化：将多种技术深度耦合，如活性炭脱硫脱硝一体化、除尘脱硫一体化设备，并利用物联网、大数据优化运行，实现节能降耗。
2. 资源化与循环经济：推动治理副产物（如脱硫石膏、除尘灰、废催化剂）的资源化利用，变废为宝。
3. 超低排放与协同控制：满足日益严格的超低排放标准（如粉尘≤10mg/m³、SO₂≤35mg/m³、NOx≤50mg/m³），强调多污染物协同高效脱除。
4. 全过程管理：从改进工艺、使用清洁原料、提高能源效率入手，从源头减少废气产生量和毒性。

铸造与冶金行业的废气治理需根据具体生产工艺、废气特性和排放标准，科学选择并优化组合上述技术，构建定制化的全流程解决方案。必须配套完善的气体收集系统（确保捕集率）和自动化控制系统，才能保障治理设施长期稳定高效运行，推动行业绿色转型。