徐建國(guó)+彭喜雁+林灝力+劉森

摘 ?要：噴霧塔利用熱風(fēng)將漿料干燥成粉料的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物，判定其污染物排放濃度是否達(dá)標(biāo)不僅與治理設(shè)施有關(guān)，還與煙氣中氧含量有關(guān)。本文主要探討在實(shí)際生產(chǎn)中噴霧塔廢氣含氧量的變化情況及其對(duì)顆粒物、二氧化硫等污染物達(dá)標(biāo)排放的影響，并提出了控制含氧量的措施。

關(guān)鍵詞：噴霧塔;含氧量;空氣過(guò)剩系數(shù);廢氣

1 ? 前言

噴霧塔是建筑陶瓷主要生產(chǎn)設(shè)備之一，利用熱風(fēng)將含水率在34%左右的漿料干燥成7%左右的粉料，其能源消耗占總能耗30%左右，產(chǎn)生的污染物主要為顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，是建筑陶瓷企業(yè)主要污染物源之一。

噴霧塔本身并不直接消耗燃料，是通過(guò)其配套熱風(fēng)爐產(chǎn)生1100 ℃左右的高溫?zé)煔猓俳?jīng)過(guò)降溫、除塵處理后送入噴霧塔，用于烘干漿料。熱風(fēng)爐使用的燃料類型有水煤漿、水煤氣和煤粉等，燃料燃燒所產(chǎn)生的煙塵經(jīng)過(guò)多級(jí)旋風(fēng)除塵后，其含塵濃度較低，僅極少量的顆粒物會(huì)進(jìn)入噴霧塔內(nèi)，噴霧塔產(chǎn)生的顆粒物主要來(lái)源于烘干后的粉料。

為了有效去除噴霧塔產(chǎn)生的污染物，多數(shù)陶瓷企業(yè)采用的治理方法包括旋風(fēng)除塵、脈沖式袋式除塵、濕式脫硫除塵等，并配套了消除“白煙”的設(shè)施。根據(jù)原料車間噴霧塔的數(shù)量和分布情況，一般采用單獨(dú)除塵，集中脫硫、“消煙”，統(tǒng)一排放的治理模式。由于噴霧干燥工藝的特點(diǎn)，以及廢氣治理設(shè)施流程較長(zhǎng)等原因，造成了噴霧塔廢氣含氧量較高，且有一定的波動(dòng)。本文通過(guò)對(duì)噴霧塔煙氣含氧量進(jìn)行實(shí)測(cè)，分析含氧量的變化情況，并對(duì)含氧量的控制提出解決辦法。

2 ? 噴霧塔煙氣中含氧量的規(guī)定

由于使用燃料、燃燒設(shè)備以及控制水平等因素的不同，不同類型的燃燒設(shè)備過(guò)量空氣系數(shù)是不一樣的，所以需要設(shè)立基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）。將過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）設(shè)立規(guī)定值，可以避免稀釋排放，才能在同一尺度上與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。為此，《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）和《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJT75-2007）均規(guī)定了顆粒物或氣態(tài)污染物實(shí)測(cè)濃度需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）進(jìn)行折算。

目前，我國(guó)已頒布的各類大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）均作出了規(guī)定，不同爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）有較大不同，分別為1.2～2.1不等，換算成含氧量為3%～11%?！短沾晒I(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）設(shè)定基準(zhǔn)空氣過(guò)剩系數(shù)為1.7，即含氧量為8.6%。表1為不同大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）的規(guī)定。

3 ? 噴霧塔煙氣中含氧量對(duì)排放濃度的影響

《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）第4.2.7條規(guī)定： 噴霧干燥塔、爐窯基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)為 1.7，實(shí)測(cè)的噴霧干燥塔、爐窯的污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)排放濃度，并作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)測(cè)濃度和含氧量，利用換算公式C基=（C基為折算濃度、C實(shí)為實(shí)測(cè)濃度、O實(shí)為實(shí)測(cè)含氧量），可以計(jì)算出折算排放濃度。實(shí)測(cè)含氧量越大，折算排放濃度就越大。以燃煤或者水煤漿噴霧塔為例，含氧量的范圍為8.5%～20%，其折算排放濃度為實(shí)測(cè)濃度的1～12.4倍。如果含氧量接近21%時(shí)，折算排放濃度接近無(wú)限大。在不同的含氧量條件下，噴霧塔二氧化硫、顆粒物和氮氧化物實(shí)測(cè)值必須小于表2中所對(duì)應(yīng)的值，才能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。

4 ? 氧的來(lái)源及變化情況

4.1 ?氧的來(lái)源

4.1.1燃料燃燒產(chǎn)生的余氧

目前熱風(fēng)爐主要燃料有水煤漿、煤或者水煤氣，不同燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量也有所不同，燃燒后產(chǎn)生的煙氣會(huì)殘余一定的氧。根據(jù)熱工原理，水煤漿、煤和水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)如下：

（1） 水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)為1.03～1.20，換算成含氧量為0.61%～3.5%;

（2） 煤燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.05～1.4之間，換算成含氧量為 1%～6%;

（3） 水煤漿燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.10～1.25，換算成含氧量為1.91%～4.2%。

從以上分析可知，一般情況下燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣含氧量均低于8.6%的基準(zhǔn)含氧量，最高含氧量?jī)H為6%。

4.1.2調(diào)溫配風(fēng)新增氧

熱風(fēng)爐燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣溫度在1000～1100 ℃之間，而噴霧塔烘干所需要的溫度為500～600 ℃之間。因此，高溫?zé)煔膺M(jìn)入噴霧塔之前要使用冷空氣進(jìn)行調(diào)溫，加入的冷空氣含氧量為21%，此過(guò)程大幅度提高了煙氣中氧含量。

4.1.3漏風(fēng)增加的氧

由于熱風(fēng)爐至引風(fēng)機(jī)段工作壓力為負(fù)壓，因此會(huì)造成一定量的漏風(fēng)，也增加了含氧量，具體包括：

（1） 噴霧塔塔底降溫口吸入的冷空氣;

（2） 塔體下錐翻板下料器出料口、旋風(fēng)除塵下料口等密封不嚴(yán)，或者排料時(shí)都會(huì)吸入一定的冷風(fēng)空氣;

（3） 熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、排風(fēng)管道的熱電偶插孔，風(fēng)管控制閥門(mén)，探火口或者觀察孔，塔體上的負(fù)壓測(cè)量孔，設(shè)備各部位及連接法蘭處等設(shè)備密封不嚴(yán)造成一定的漏風(fēng)。

4.1.4其它來(lái)源

除了燃燒產(chǎn)生的余氧、調(diào)溫配風(fēng)新增氧和漏風(fēng)增加的氧外，其它操作也會(huì)增加含氧量，具體包括：

（1） 為了降低煙氣中水分的含量，消除“白煙”，將冷空氣打入消煙室內(nèi)，降低煙氣的溫度;

（2） 停塔后引風(fēng)機(jī)工作時(shí)間需要延長(zhǎng)40 min左右，利用負(fù)壓吸入的冷空氣降低噴霧塔塔身的溫度。

4.2 ?氧變化情況

根據(jù)對(duì)不同陶瓷企業(yè)噴霧塔廢氣檢測(cè)口含氧量進(jìn)行測(cè)試，含氧量的變化范圍在16%～20%之間，含氧量的高低與設(shè)備、工況等因素有著密切的關(guān)系。以某陶瓷企業(yè)噴霧塔為例，其系統(tǒng)示意圖如圖1所示。通過(guò)對(duì)其各段含氧量變化情況進(jìn)行了實(shí)測(cè)，找出一定的規(guī)律。

根據(jù)測(cè)試，①號(hào)點(diǎn)位置氧含量為14.6%～15.3%，②號(hào)點(diǎn)位置氧含量為15.6%～16.4%，③號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.6%～17.0%，④號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.8%～17.6%。從測(cè)試結(jié)果可以看出：

（1） 燃燒燃燒后的含氧量（以最高6%計(jì)）遠(yuǎn)小于噴霧塔塔頂熱風(fēng)含氧量，其原因是調(diào)溫配風(fēng)增加了大量的氧;

（2） 從①號(hào)點(diǎn)至③號(hào)點(diǎn)，煙氣含氧量是逐漸增加的，說(shuō)明漏風(fēng)增加氧量也較為明顯。

（3） 排放檢測(cè)口位置煙氣氧含量遠(yuǎn)大于《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）基準(zhǔn)氧含量8.6%的規(guī)定。

5 ? 含氧量的控制措施

從以上分析可知，降低噴霧塔煙氣含氧量，可以減少污染物排放濃度的折算倍數(shù)，對(duì)噴霧塔廢氣監(jiān)測(cè)具有一定的作用。噴霧塔煙氣含氧量較大主要是由于其工藝特殊性造成的，但是與設(shè)備和管理也有關(guān)。從設(shè)備和管理方面降低含氧量的主要措施如下：

（1） 加強(qiáng)系統(tǒng)密封，減少漏風(fēng)，具體方法包括取消噴霧塔塔底冷卻器，對(duì)旋風(fēng)除塵器下料口進(jìn)行密封，采用螺旋管道輸送粉料，加強(qiáng)熱電偶插孔、風(fēng)管控制閥門(mén)、探火口或者觀察孔、鏈接口處的密封;

（2） 合理安排生產(chǎn)，減少轉(zhuǎn)產(chǎn)停塔時(shí)風(fēng)冷時(shí)間，及時(shí)關(guān)閉閥門(mén)。

6 ? 結(jié)語(yǔ)

從以上分析可知，噴霧塔廢氣排放口含氧量不僅與燃料燃燒有直接關(guān)系，還與配風(fēng)、漏風(fēng)等因素有關(guān)，尤其是調(diào)溫配風(fēng)增加的氧量較大。

與其它爐窯設(shè)備相比，噴霧塔煙氣含氧量明顯偏大，與噴霧塔生產(chǎn)工藝的特殊性密切相關(guān)，也符合事實(shí)。

企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)噴霧塔及其廢氣治理設(shè)施加強(qiáng)管理，合理安排生產(chǎn)，避免由于漏風(fēng)造成氧含量的增加，導(dǎo)致折算濃度過(guò)大，增加超標(biāo)排放的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾令可，宋婧，稅安澤，等.淺談噴霧干燥塔的節(jié)能措施[J].陶瓷，

2008（2）： 35-40.

摘 ?要：噴霧塔利用熱風(fēng)將漿料干燥成粉料的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物，判定其污染物排放濃度是否達(dá)標(biāo)不僅與治理設(shè)施有關(guān)，還與煙氣中氧含量有關(guān)。本文主要探討在實(shí)際生產(chǎn)中噴霧塔廢氣含氧量的變化情況及其對(duì)顆粒物、二氧化硫等污染物達(dá)標(biāo)排放的影響，并提出了控制含氧量的措施。

關(guān)鍵詞：噴霧塔;含氧量;空氣過(guò)剩系數(shù);廢氣

1 ? 前言

噴霧塔是建筑陶瓷主要生產(chǎn)設(shè)備之一，利用熱風(fēng)將含水率在34%左右的漿料干燥成7%左右的粉料，其能源消耗占總能耗30%左右，產(chǎn)生的污染物主要為顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，是建筑陶瓷企業(yè)主要污染物源之一。

噴霧塔本身并不直接消耗燃料，是通過(guò)其配套熱風(fēng)爐產(chǎn)生1100 ℃左右的高溫?zé)煔?，再?jīng)過(guò)降溫、除塵處理后送入噴霧塔，用于烘干漿料。熱風(fēng)爐使用的燃料類型有水煤漿、水煤氣和煤粉等，燃料燃燒所產(chǎn)生的煙塵經(jīng)過(guò)多級(jí)旋風(fēng)除塵后，其含塵濃度較低，僅極少量的顆粒物會(huì)進(jìn)入噴霧塔內(nèi)，噴霧塔產(chǎn)生的顆粒物主要來(lái)源于烘干后的粉料。

為了有效去除噴霧塔產(chǎn)生的污染物，多數(shù)陶瓷企業(yè)采用的治理方法包括旋風(fēng)除塵、脈沖式袋式除塵、濕式脫硫除塵等，并配套了消除“白煙”的設(shè)施。根據(jù)原料車間噴霧塔的數(shù)量和分布情況，一般采用單獨(dú)除塵，集中脫硫、“消煙”，統(tǒng)一排放的治理模式。由于噴霧干燥工藝的特點(diǎn)，以及廢氣治理設(shè)施流程較長(zhǎng)等原因，造成了噴霧塔廢氣含氧量較高，且有一定的波動(dòng)。本文通過(guò)對(duì)噴霧塔煙氣含氧量進(jìn)行實(shí)測(cè)，分析含氧量的變化情況，并對(duì)含氧量的控制提出解決辦法。

2 ? 噴霧塔煙氣中含氧量的規(guī)定

由于使用燃料、燃燒設(shè)備以及控制水平等因素的不同，不同類型的燃燒設(shè)備過(guò)量空氣系數(shù)是不一樣的，所以需要設(shè)立基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）。將過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）設(shè)立規(guī)定值，可以避免稀釋排放，才能在同一尺度上與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。為此，《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）和《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJT75-2007）均規(guī)定了顆粒物或氣態(tài)污染物實(shí)測(cè)濃度需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）進(jìn)行折算。

目前，我國(guó)已頒布的各類大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）均作出了規(guī)定，不同爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）有較大不同，分別為1.2～2.1不等，換算成含氧量為3%～11%?！短沾晒I(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）設(shè)定基準(zhǔn)空氣過(guò)剩系數(shù)為1.7，即含氧量為8.6%。表1為不同大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）的規(guī)定。

3 ? 噴霧塔煙氣中含氧量對(duì)排放濃度的影響

《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）第4.2.7條規(guī)定： 噴霧干燥塔、爐窯基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)為 1.7，實(shí)測(cè)的噴霧干燥塔、爐窯的污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)排放濃度，并作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)測(cè)濃度和含氧量，利用換算公式C基=（C基為折算濃度、C實(shí)為實(shí)測(cè)濃度、O實(shí)為實(shí)測(cè)含氧量），可以計(jì)算出折算排放濃度。實(shí)測(cè)含氧量越大，折算排放濃度就越大。以燃煤或者水煤漿噴霧塔為例，含氧量的范圍為8.5%～20%，其折算排放濃度為實(shí)測(cè)濃度的1～12.4倍。如果含氧量接近21%時(shí)，折算排放濃度接近無(wú)限大。在不同的含氧量條件下，噴霧塔二氧化硫、顆粒物和氮氧化物實(shí)測(cè)值必須小于表2中所對(duì)應(yīng)的值，才能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。

4 ? 氧的來(lái)源及變化情況

4.1 ?氧的來(lái)源

4.1.1燃料燃燒產(chǎn)生的余氧

目前熱風(fēng)爐主要燃料有水煤漿、煤或者水煤氣，不同燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量也有所不同，燃燒后產(chǎn)生的煙氣會(huì)殘余一定的氧。根據(jù)熱工原理，水煤漿、煤和水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)如下：

（1） 水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)為1.03～1.20，換算成含氧量為0.61%～3.5%;

（2） 煤燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.05～1.4之間，換算成含氧量為 1%～6%;

（3） 水煤漿燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.10～1.25，換算成含氧量為1.91%～4.2%。

從以上分析可知，一般情況下燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣含氧量均低于8.6%的基準(zhǔn)含氧量，最高含氧量?jī)H為6%。

4.1.2調(diào)溫配風(fēng)新增氧

熱風(fēng)爐燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣溫度在1000～1100 ℃之間，而噴霧塔烘干所需要的溫度為500～600 ℃之間。因此，高溫?zé)煔膺M(jìn)入噴霧塔之前要使用冷空氣進(jìn)行調(diào)溫，加入的冷空氣含氧量為21%，此過(guò)程大幅度提高了煙氣中氧含量。

4.1.3漏風(fēng)增加的氧

由于熱風(fēng)爐至引風(fēng)機(jī)段工作壓力為負(fù)壓，因此會(huì)造成一定量的漏風(fēng)，也增加了含氧量，具體包括：

（1） 噴霧塔塔底降溫口吸入的冷空氣;

（2） 塔體下錐翻板下料器出料口、旋風(fēng)除塵下料口等密封不嚴(yán)，或者排料時(shí)都會(huì)吸入一定的冷風(fēng)空氣;

（3） 熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、排風(fēng)管道的熱電偶插孔，風(fēng)管控制閥門(mén)，探火口或者觀察孔，塔體上的負(fù)壓測(cè)量孔，設(shè)備各部位及連接法蘭處等設(shè)備密封不嚴(yán)造成一定的漏風(fēng)。

4.1.4其它來(lái)源

除了燃燒產(chǎn)生的余氧、調(diào)溫配風(fēng)新增氧和漏風(fēng)增加的氧外，其它操作也會(huì)增加含氧量，具體包括：

（1） 為了降低煙氣中水分的含量，消除“白煙”，將冷空氣打入消煙室內(nèi)，降低煙氣的溫度;

（2） 停塔后引風(fēng)機(jī)工作時(shí)間需要延長(zhǎng)40 min左右，利用負(fù)壓吸入的冷空氣降低噴霧塔塔身的溫度。

4.2 ?氧變化情況

根據(jù)對(duì)不同陶瓷企業(yè)噴霧塔廢氣檢測(cè)口含氧量進(jìn)行測(cè)試，含氧量的變化范圍在16%～20%之間，含氧量的高低與設(shè)備、工況等因素有著密切的關(guān)系。以某陶瓷企業(yè)噴霧塔為例，其系統(tǒng)示意圖如圖1所示。通過(guò)對(duì)其各段含氧量變化情況進(jìn)行了實(shí)測(cè)，找出一定的規(guī)律。

根據(jù)測(cè)試，①號(hào)點(diǎn)位置氧含量為14.6%～15.3%，②號(hào)點(diǎn)位置氧含量為15.6%～16.4%，③號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.6%～17.0%，④號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.8%～17.6%。從測(cè)試結(jié)果可以看出：

（1） 燃燒燃燒后的含氧量（以最高6%計(jì)）遠(yuǎn)小于噴霧塔塔頂熱風(fēng)含氧量，其原因是調(diào)溫配風(fēng)增加了大量的氧;

（2） 從①號(hào)點(diǎn)至③號(hào)點(diǎn)，煙氣含氧量是逐漸增加的，說(shuō)明漏風(fēng)增加氧量也較為明顯。

（3） 排放檢測(cè)口位置煙氣氧含量遠(yuǎn)大于《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）基準(zhǔn)氧含量8.6%的規(guī)定。

5 ? 含氧量的控制措施

從以上分析可知，降低噴霧塔煙氣含氧量，可以減少污染物排放濃度的折算倍數(shù)，對(duì)噴霧塔廢氣監(jiān)測(cè)具有一定的作用。噴霧塔煙氣含氧量較大主要是由于其工藝特殊性造成的，但是與設(shè)備和管理也有關(guān)。從設(shè)備和管理方面降低含氧量的主要措施如下：

（1） 加強(qiáng)系統(tǒng)密封，減少漏風(fēng)，具體方法包括取消噴霧塔塔底冷卻器，對(duì)旋風(fēng)除塵器下料口進(jìn)行密封，采用螺旋管道輸送粉料，加強(qiáng)熱電偶插孔、風(fēng)管控制閥門(mén)、探火口或者觀察孔、鏈接口處的密封;

（2） 合理安排生產(chǎn)，減少轉(zhuǎn)產(chǎn)停塔時(shí)風(fēng)冷時(shí)間，及時(shí)關(guān)閉閥門(mén)。

6 ? 結(jié)語(yǔ)

從以上分析可知，噴霧塔廢氣排放口含氧量不僅與燃料燃燒有直接關(guān)系，還與配風(fēng)、漏風(fēng)等因素有關(guān)，尤其是調(diào)溫配風(fēng)增加的氧量較大。

與其它爐窯設(shè)備相比，噴霧塔煙氣含氧量明顯偏大，與噴霧塔生產(chǎn)工藝的特殊性密切相關(guān)，也符合事實(shí)。

企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)噴霧塔及其廢氣治理設(shè)施加強(qiáng)管理，合理安排生產(chǎn)，避免由于漏風(fēng)造成氧含量的增加，導(dǎo)致折算濃度過(guò)大，增加超標(biāo)排放的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾令可，宋婧，稅安澤，等.淺談噴霧干燥塔的節(jié)能措施[J].陶瓷，

2008（2）： 35-40.

摘 ?要：噴霧塔利用熱風(fēng)將漿料干燥成粉料的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物，判定其污染物排放濃度是否達(dá)標(biāo)不僅與治理設(shè)施有關(guān)，還與煙氣中氧含量有關(guān)。本文主要探討在實(shí)際生產(chǎn)中噴霧塔廢氣含氧量的變化情況及其對(duì)顆粒物、二氧化硫等污染物達(dá)標(biāo)排放的影響，并提出了控制含氧量的措施。

關(guān)鍵詞：噴霧塔;含氧量;空氣過(guò)剩系數(shù);廢氣

1 ? 前言

噴霧塔是建筑陶瓷主要生產(chǎn)設(shè)備之一，利用熱風(fēng)將含水率在34%左右的漿料干燥成7%左右的粉料，其能源消耗占總能耗30%左右，產(chǎn)生的污染物主要為顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，是建筑陶瓷企業(yè)主要污染物源之一。

噴霧塔本身并不直接消耗燃料，是通過(guò)其配套熱風(fēng)爐產(chǎn)生1100 ℃左右的高溫?zé)煔?，再?jīng)過(guò)降溫、除塵處理后送入噴霧塔，用于烘干漿料。熱風(fēng)爐使用的燃料類型有水煤漿、水煤氣和煤粉等，燃料燃燒所產(chǎn)生的煙塵經(jīng)過(guò)多級(jí)旋風(fēng)除塵后，其含塵濃度較低，僅極少量的顆粒物會(huì)進(jìn)入噴霧塔內(nèi)，噴霧塔產(chǎn)生的顆粒物主要來(lái)源于烘干后的粉料。

為了有效去除噴霧塔產(chǎn)生的污染物，多數(shù)陶瓷企業(yè)采用的治理方法包括旋風(fēng)除塵、脈沖式袋式除塵、濕式脫硫除塵等，并配套了消除“白煙”的設(shè)施。根據(jù)原料車間噴霧塔的數(shù)量和分布情況，一般采用單獨(dú)除塵，集中脫硫、“消煙”，統(tǒng)一排放的治理模式。由于噴霧干燥工藝的特點(diǎn)，以及廢氣治理設(shè)施流程較長(zhǎng)等原因，造成了噴霧塔廢氣含氧量較高，且有一定的波動(dòng)。本文通過(guò)對(duì)噴霧塔煙氣含氧量進(jìn)行實(shí)測(cè)，分析含氧量的變化情況，并對(duì)含氧量的控制提出解決辦法。

2 ? 噴霧塔煙氣中含氧量的規(guī)定

由于使用燃料、燃燒設(shè)備以及控制水平等因素的不同，不同類型的燃燒設(shè)備過(guò)量空氣系數(shù)是不一樣的，所以需要設(shè)立基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）。將過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）設(shè)立規(guī)定值，可以避免稀釋排放，才能在同一尺度上與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。為此，《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）和《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJT75-2007）均規(guī)定了顆粒物或氣態(tài)污染物實(shí)測(cè)濃度需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）進(jìn)行折算。

目前，我國(guó)已頒布的各類大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）均作出了規(guī)定，不同爐窯的過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）有較大不同，分別為1.2～2.1不等，換算成含氧量為3%～11%?！短沾晒I(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）設(shè)定基準(zhǔn)空氣過(guò)剩系數(shù)為1.7，即含氧量為8.6%。表1為不同大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過(guò)量空氣系數(shù)（或含氧量）的規(guī)定。

3 ? 噴霧塔煙氣中含氧量對(duì)排放濃度的影響

《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）第4.2.7條規(guī)定： 噴霧干燥塔、爐窯基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)為 1.7，實(shí)測(cè)的噴霧干燥塔、爐窯的污染物排放濃度，應(yīng)換算為基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)排放濃度，并作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。根據(jù)實(shí)測(cè)濃度和含氧量，利用換算公式C基=（C基為折算濃度、C實(shí)為實(shí)測(cè)濃度、O實(shí)為實(shí)測(cè)含氧量），可以計(jì)算出折算排放濃度。實(shí)測(cè)含氧量越大，折算排放濃度就越大。以燃煤或者水煤漿噴霧塔為例，含氧量的范圍為8.5%～20%，其折算排放濃度為實(shí)測(cè)濃度的1～12.4倍。如果含氧量接近21%時(shí)，折算排放濃度接近無(wú)限大。在不同的含氧量條件下，噴霧塔二氧化硫、顆粒物和氮氧化物實(shí)測(cè)值必須小于表2中所對(duì)應(yīng)的值，才能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。

4 ? 氧的來(lái)源及變化情況

4.1 ?氧的來(lái)源

4.1.1燃料燃燒產(chǎn)生的余氧

目前熱風(fēng)爐主要燃料有水煤漿、煤或者水煤氣，不同燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量也有所不同，燃燒后產(chǎn)生的煙氣會(huì)殘余一定的氧。根據(jù)熱工原理，水煤漿、煤和水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)如下：

（1） 水煤氣燃燒過(guò)量空氣系數(shù)為1.03～1.20，換算成含氧量為0.61%～3.5%;

（2） 煤燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.05～1.4之間，換算成含氧量為 1%～6%;

（3） 水煤漿燃燒過(guò)量空氣系數(shù)范圍為1.10～1.25，換算成含氧量為1.91%～4.2%。

從以上分析可知，一般情況下燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣含氧量均低于8.6%的基準(zhǔn)含氧量，最高含氧量?jī)H為6%。

4.1.2調(diào)溫配風(fēng)新增氧

熱風(fēng)爐燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣溫度在1000～1100 ℃之間，而噴霧塔烘干所需要的溫度為500～600 ℃之間。因此，高溫?zé)煔膺M(jìn)入噴霧塔之前要使用冷空氣進(jìn)行調(diào)溫，加入的冷空氣含氧量為21%，此過(guò)程大幅度提高了煙氣中氧含量。

4.1.3漏風(fēng)增加的氧

由于熱風(fēng)爐至引風(fēng)機(jī)段工作壓力為負(fù)壓，因此會(huì)造成一定量的漏風(fēng)，也增加了含氧量，具體包括：

（1） 噴霧塔塔底降溫口吸入的冷空氣;

（2） 塔體下錐翻板下料器出料口、旋風(fēng)除塵下料口等密封不嚴(yán)，或者排料時(shí)都會(huì)吸入一定的冷風(fēng)空氣;

（3） 熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、排風(fēng)管道的熱電偶插孔，風(fēng)管控制閥門(mén)，探火口或者觀察孔，塔體上的負(fù)壓測(cè)量孔，設(shè)備各部位及連接法蘭處等設(shè)備密封不嚴(yán)造成一定的漏風(fēng)。

4.1.4其它來(lái)源

除了燃燒產(chǎn)生的余氧、調(diào)溫配風(fēng)新增氧和漏風(fēng)增加的氧外，其它操作也會(huì)增加含氧量，具體包括：

（1） 為了降低煙氣中水分的含量，消除“白煙”，將冷空氣打入消煙室內(nèi)，降低煙氣的溫度;

（2） 停塔后引風(fēng)機(jī)工作時(shí)間需要延長(zhǎng)40 min左右，利用負(fù)壓吸入的冷空氣降低噴霧塔塔身的溫度。

4.2 ?氧變化情況

根據(jù)對(duì)不同陶瓷企業(yè)噴霧塔廢氣檢測(cè)口含氧量進(jìn)行測(cè)試，含氧量的變化范圍在16%～20%之間，含氧量的高低與設(shè)備、工況等因素有著密切的關(guān)系。以某陶瓷企業(yè)噴霧塔為例，其系統(tǒng)示意圖如圖1所示。通過(guò)對(duì)其各段含氧量變化情況進(jìn)行了實(shí)測(cè)，找出一定的規(guī)律。

根據(jù)測(cè)試，①號(hào)點(diǎn)位置氧含量為14.6%～15.3%，②號(hào)點(diǎn)位置氧含量為15.6%～16.4%，③號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.6%～17.0%，④號(hào)點(diǎn)位置氧含量為16.8%～17.6%。從測(cè)試結(jié)果可以看出：

（1） 燃燒燃燒后的含氧量（以最高6%計(jì)）遠(yuǎn)小于噴霧塔塔頂熱風(fēng)含氧量，其原因是調(diào)溫配風(fēng)增加了大量的氧;

（2） 從①號(hào)點(diǎn)至③號(hào)點(diǎn)，煙氣含氧量是逐漸增加的，說(shuō)明漏風(fēng)增加氧量也較為明顯。

（3） 排放檢測(cè)口位置煙氣氧含量遠(yuǎn)大于《陶瓷工業(yè)污染物排行標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010）基準(zhǔn)氧含量8.6%的規(guī)定。

5 ? 含氧量的控制措施

從以上分析可知，降低噴霧塔煙氣含氧量，可以減少污染物排放濃度的折算倍數(shù)，對(duì)噴霧塔廢氣監(jiān)測(cè)具有一定的作用。噴霧塔煙氣含氧量較大主要是由于其工藝特殊性造成的，但是與設(shè)備和管理也有關(guān)。從設(shè)備和管理方面降低含氧量的主要措施如下：

（1） 加強(qiáng)系統(tǒng)密封，減少漏風(fēng)，具體方法包括取消噴霧塔塔底冷卻器，對(duì)旋風(fēng)除塵器下料口進(jìn)行密封，采用螺旋管道輸送粉料，加強(qiáng)熱電偶插孔、風(fēng)管控制閥門(mén)、探火口或者觀察孔、鏈接口處的密封;

（2） 合理安排生產(chǎn)，減少轉(zhuǎn)產(chǎn)停塔時(shí)風(fēng)冷時(shí)間，及時(shí)關(guān)閉閥門(mén)。

6 ? 結(jié)語(yǔ)

從以上分析可知，噴霧塔廢氣排放口含氧量不僅與燃料燃燒有直接關(guān)系，還與配風(fēng)、漏風(fēng)等因素有關(guān)，尤其是調(diào)溫配風(fēng)增加的氧量較大。

與其它爐窯設(shè)備相比，噴霧塔煙氣含氧量明顯偏大，與噴霧塔生產(chǎn)工藝的特殊性密切相關(guān)，也符合事實(shí)。

企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)噴霧塔及其廢氣治理設(shè)施加強(qiáng)管理，合理安排生產(chǎn)，避免由于漏風(fēng)造成氧含量的增加，導(dǎo)致折算濃度過(guò)大，增加超標(biāo)排放的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾令可，宋婧，稅安澤，等.淺談噴霧干燥塔的節(jié)能措施[J].陶瓷，

2008（2）： 35-40.