譚松林，張海軍，劉 駿

(南充市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川 南充 637000)

1 引言

根據(jù)原環(huán)境保護(hù)部2018年1月5日《關(guān)于磚瓦行業(yè)環(huán)保專項(xiàng)執(zhí)法檢查開(kāi)展情況的通報(bào)》顯示，對(duì)具備監(jiān)測(cè)條件的11691家磚瓦企業(yè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，僅有54%的企業(yè)滿足《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB19620-2013)表2大氣污染物排放限值。不難看出，目前磚瓦行業(yè)面臨著巨大的環(huán)保生存壓力。本文以磚瓦行業(yè)中隧道窯為載體，淺析其煙氣排放難以達(dá)標(biāo)的原因，提出了提高達(dá)標(biāo)率的措施。

2 隧道窯工作原理

隧道窯可分為三帶：預(yù)熱帶，燒成帶，冷卻帶[1]。坯體(未燒半成品)干燥至一定水分裝載在窯車(chē)上入窯，首先經(jīng)預(yù)熱帶，受到來(lái)自燒成帶的燃燒產(chǎn)物(高溫?zé)煔?預(yù)熱，然后進(jìn)入燒成帶，燃料燃燒的火焰及生成的燃燒產(chǎn)物加熱坯體，使達(dá)到一定的溫度而燒成。燒成的產(chǎn)品最后進(jìn)入冷卻帶，將熱量傳給入窯的冷空氣，冷空氣經(jīng)制品而被加熱后，再抽出送入干燥窯作為干燥生坯的熱源，而磚瓦本身冷卻后出窯。其原理簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 隧道窯工作原理

3 隧道窯煙氣排放難于達(dá)標(biāo)的原因分析

3.1 首先企業(yè)自身環(huán)保措施不到位，環(huán)保意識(shí)薄弱是主要原因

大多數(shù)企業(yè)存在物料堆放不規(guī)范，未有效封閉，存在露天堆放的情況；道路未硬化，揚(yáng)塵大；最關(guān)鍵的是僅35%的企業(yè)安裝了除塵脫硫設(shè)施[2]。并且部分企業(yè)還存在脫硫除塵污染處理設(shè)施和在線監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行不正常的問(wèn)題。

3.2 隧道窯工藝自身造成了煙氣氧含量高

通過(guò)圖1可以看出，在燒成帶需要空氣(第一次送空氣)提供氧氣保證燃料充分燃燒供給熱源，與此同時(shí)還需要更多的氧氣使磚坯中的鐵元素完全氧化成紅色的Fe2O3，而這部分熱空氣又會(huì)被抽入預(yù)熱帶干燥磚坯[3]。其次，在冷卻帶需要鼓入冷空氣冷卻燒結(jié)的磚瓦，而這部分冷空氣隨后又進(jìn)入燒成帶部分參與燃燒，其余部分同樣進(jìn)入預(yù)熱帶，且這部分冷空氣往往遠(yuǎn)大于燒成帶產(chǎn)生的煙氣。所以煙道排除的煙氣包含燃燒產(chǎn)生的煙氣、干燥產(chǎn)生的水蒸氣、冷卻帶剩余的空氣，從而導(dǎo)致煙氣中氧含量增高。

3.3 (GB19620-2013)修改單前后對(duì)照

(GB19620-2013)修改單前后對(duì)照見(jiàn)表1。

表1 磚瓦工業(yè)大氣污染物排放限值修改前后對(duì)照

從以上對(duì)照表(表1)可以看出，修改單將基準(zhǔn)含氧量更改為18%，這樣更切合隧道窯工藝實(shí)際情況，關(guān)鍵點(diǎn)就在這里，因磚瓦窯含氧量一般在17%～20%[4]。二氧化硫的排放限值由300 mg/m3調(diào)整為150 mg/m3，看似更加嚴(yán)厲，其實(shí)較之前更容易達(dá)標(biāo)。例如某隧道窯實(shí)測(cè)含氧量為13%，二氧化硫?qū)崪y(cè)濃度為400 mg/m3，按照修改前后計(jì)算是否達(dá)標(biāo)，見(jiàn)表2。

由此可見(jiàn)，對(duì)磚瓦窯來(lái)說(shuō)，二氧化硫這個(gè)萬(wàn)惡之痛較之前更容易達(dá)標(biāo)。

表2 舉例說(shuō)明修改前后二氧化硫達(dá)標(biāo)難易

注：α：基準(zhǔn)過(guò)量空氣系數(shù)；α′：實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù)；實(shí)測(cè)氧含量為13%；實(shí)測(cè)二氧化硫濃度為400 mg/m3；修改前后基準(zhǔn)含氧量分別為8.6%，18%

4 提高達(dá)標(biāo)率措施探討

4.1 降低顆粒物的措施

據(jù)調(diào)查，現(xiàn)行狀況下，隧道窯主要采用濕法除塵或脫硫除塵一體化技術(shù)降低煙氣顆粒物的排放，很少采用阻力較大的袋式除塵器。而袋式除塵技術(shù)凈化效率高，一般能將排放濃度控制在20 mg/m3范圍內(nèi)。僅采用濕法脫硫協(xié)同除塵，可將顆粒物濃度一般控制在30 mg/m3范圍內(nèi)。需要注意的是，脫硫塔吸收漿夜的pH值最好控制在5～6，若pH值過(guò)高，則CaCO3利用率不大，就會(huì)結(jié)垢(生成石膏)堵塞霧化器和管道，從而造成顆粒物超標(biāo)[5]。另外要注意預(yù)熱帶、窯車(chē)的清掃工作。

4.2 降低二氧化硫的措施

首先要建設(shè)合格高效率的脫硫設(shè)施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磚瓦行業(yè)SO2控制主要采用濕法脫硫，其中應(yīng)用雙堿法脫硫和簡(jiǎn)易濕法最為普遍，極少數(shù)企業(yè)用氨法脫硫，石灰/石灰石-石膏法等其他工藝鮮有應(yīng)用。其次，采用低硫煤作為燃料。另外，嚴(yán)格控制吸收漿液的pH值5～6，提高二氧化硫吸收效率。通過(guò)前面3.3的分析，降低煙氣中的氧含量才是關(guān)鍵所在，比脫硫除塵更有效。

4.3 降低氮氧化物的措施

磚瓦窯燃燒溫度一般在850～1100 ℃之間，熱力型NOx產(chǎn)生濃度低，主要以燃料型和瞬時(shí)型NOx為主。由于磚瓦窯脫硝難度很大，NOx排放濃度相對(duì)較低，一般地區(qū)200 mg/m3的排放限值，不需要單獨(dú)脫硝即可達(dá)標(biāo)。

4.4 降低氟化物的措施

磚瓦窯煙氣中的氟化物主要來(lái)源于原料土樣中，其排放濃度較低，目前大多數(shù)企業(yè)也沒(méi)有采取單獨(dú)的控制技術(shù)，一般也能將其控制在3 mg/m3以下。安裝的脫硫設(shè)施在一定程度上會(huì)起到協(xié)同脫除氟化物的作用。

5 結(jié)論

雖然磚瓦行業(yè)目前面臨著巨大的環(huán)保壓力，但是只要各企業(yè)嚴(yán)格規(guī)范環(huán)保措施，掌握各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)，滿足煙氣達(dá)標(biāo)排放不是難題。其中，顆粒物、NOx、氟化物較易達(dá)標(biāo)，主要是二氧化硫具有一定的達(dá)標(biāo)難度。但通過(guò)修改前后比較不難發(fā)現(xiàn)，隧道窯企業(yè)可從工藝上改進(jìn)和采取上述相應(yīng)的環(huán)保措施降低煙氣中含氧量，以滿足達(dá)標(biāo)排放。目前修改單處于送審階段，其送審稿于2017年7月17日?qǐng)?bào)環(huán)保部，一旦頒布實(shí)施后，更切合磚瓦隧道窯工藝情況，二氧化硫?qū)[脫磚瓦行業(yè)“萬(wàn)惡之痛”的稱號(hào)。