建筑陶瓷烟气治理现状及超低排放方案探讨

建筑陶瓷烟气治理现状及超低排放方案探讨　罗小根，崔宜祥，尹海滨，许珊珊，周伟安，田思源　（江苏科行环保科技有限公司，盐城２２４０００）　

摘要：本文介绍了当前建筑陶瓷工业烟气排放现状、治理　技术及存在的问题，并分析了陶瓷工业喷雾干燥塔及窑炉　烟气粉尘的特性。同时，根据当前的排放现状及治理技术，　提出了陶瓷工业烟气超低排放目标，并提出了两种适用于　建筑陶瓷工业烟气超低排放治理工艺方案。　关键词：建筑陶瓷；排放现状；超低排放；工艺方案　

建筑陶瓷工业是一个高污染、高能耗的产业。目前，　全国共有建筑陶瓷生产线２０００多条，产量将近达到１００　亿ｍ　【Ｉ＿。现有的建筑陶瓷工业烟气排放口多而散，无组织　排放现象严重．治理难度较大，行业不仅要面临激烈的竞　争．还要面对节能减排的重任［２１。　《陶瓷工业污染物排放标准｝（ＧＢ２５４６４—２０１０）大气污　染物排放标准（８．６％０２）　３１对粉尘、ＳＯ　及ＮＯ　排放要求十　分严格．我国建筑卫生陶瓷企业能够达标的企业不超过　２％。由于当时环保技术还难以支撑此标准，在２０１４年建　筑陶瓷工业大气污染物排放标准（２０１４年修改单）将基准　氧调整为１８％，暂时放宽了排放标准，但这只是一个过渡　性的标准，２０１６年将会出台新的排放标准．而当新的环保　治理技术可以支撑更严格的排放标准时．新标准必定会　更加严格。因此，为了应对未来更严格的环保标准，探讨　作者简介：罗小根，男，１９８８．９－，硕士，任职于江苏科行环保科技有限公　司，从事陶瓷行业大气污染治理技术。　并开发出适用于建筑陶瓷工业的超低排放治理方案尤为　迫切。　２　建筑陶瓷工业烟气排放现状及治理技术　２．１当前排放现状及治理技术　建筑陶瓷工业烟气来源于窑炉（一般使用水煤气作　燃料）烧成及喷雾干燥塔前的热风炉（一般使用水煤浆作　燃料）。当前建筑陶瓷工业烟气治理技术落后，设备陈旧，　有些偏远地区甚至没有进行任何的环保治理。直接将陶　瓷生产过程中产生的烟气排放到大气中．这些烟气中含　有大量的粉尘、ＳＯ　、ＮＯ　及重金属等，造成巨大的环境污　染。受工艺的影响，喷雾干燥塔排放的烟气中的粉尘及　ＮＯ　浓度含量较高，粉尘初始排放浓度实测值为２２００～　５６００　ｍｇ／Ｎｍ　，ＮＯ　初始排放浓度实测值为１００～２５０　ｍｇ／　Ｎｍ　；而窑炉出口烟气ＳＯ　浓度较高，实测值为１２０　６００　ｍｇ／Ｎｍ３。具体情况如表ｌ、表２所示。　２．２当前烟气治理存在的问题　建筑陶瓷工业环保技术水平落后，环保设备陈旧，治　表１喷雾干燥塔烟气排放现状及治理技术　表２窑炉烟气排放现状及治理技术　理效率低，主要表现在以下几方面：　１）热风炉使用的ＳＮＣＲ技术简易、自动化控制水平　低．导致控制效果差、无法自动调节喷枪的喷射量．脱硝　还原剂耗量增加，会导致脱硝成本高；　２）当前窑炉烟气未进行任何脱硝治理；　３１大部分陶瓷厂窑炉系统已配置湿法脱硫装置，但未　配置除尘设备，造成湿法脱硫出口粉尘浓度超标；　４）喷雾干燥塔袋除尘器入口烟气含湿量偏大，滤袋　易发生糊袋现象，除尘器运行阻力大：　５）湿法脱硫后炯囱出口烟气中的水雾、雾滴，尤其是　脱硫生成物（如硫酸钠）含量过多，从而形成蓝色或黄色　烟羽：　６）烟气中的重金属，如：铅（Ｐｈ）、镉（Ｃｄ）、镍（Ｎｉ），以　及氟化物、氯化物没有脱除设施．未得到有效脱除。　

３　建筑陶瓷工业烟气粉尘特性　通过采集陶瓷喷雾干燥塔及窑炉烟气中的粉尘．并对　粉尘进行了激光粒度分析，分析结果如图１、图２所示。　从图１、图２中可以看出．喷雾干燥塔烟气中粉尘粒　径大部分分布在１—１０　ｍ范围内，而窑炉烟气粉尘颗粒　主要分布在１０～１００　ｍ范围内，有少部分在１～１０　ｍ之　内。同时，对窑炉烟气中的粉尘进行了Ｘ射线荧光光谱　（ＸＲＦ）分析，如表３所示。　

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图１喷雾干燥塔粉尘粒径分析　

图２窑炉粉尘粒径分析　结果表明：粉尘的成份中主要含有Ｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆ等元　素，其中Ｓ和Ｃａ含量最高，折算成ＳＯ，及ＣａＯ所占质量　比分别为５７％及２５％。　

４　建筑陶瓷工业烟气超低排放技术方案　４．１超低排放治理目标　为了避免多次环保治理改造，引领陶瓷Ｔ业节能减　排新导向，我们设定了超低排放治理目标，并且与陶瓷工　业２０１０年、２０１４年修改单大气污染物排放标准进行了对　比，具体数据如表４所示。　从表４中可以看出，超低排放目标的基准氧为１８％，　

表４大气污染物排放标准对比　

若折算成８．６％氧基准，对应的粉尘、ＳＯ：及ＮＯ　排放值分　别是２０．７　ｍｇ／Ｎｍ３．８２．７　ｍｇ／Ｎｍ３，２０６．７　ｍｇ／Ｎｍ　，这个排放　目标比陶瓷工业ＧＢ２５４６４—２０１０的排放标准还要严格。因　

表３窑炉烟气粉尘主要成份　此．超低排放目标可以满足陶瓷行业最严格的排放标准。　４．２超低排放工艺方案介绍　超低排放治理技术主要是针对喷雾干燥塔及陶瓷窑排　放的烟气进行脱硫、脱硝及除尘治理。对于建筑陶瓷工业烟　气超低排放治理技术方案的设计。主要设计依据如下：　（１）热风炉ＳＮＣＲ脱硝技术　由于干燥塔前端的热风炉烟气温度较高．一般在　７６０　１０００　ｏＣ．符合ＳＮＣＲ脱硝温度范围，且ＳＮＣＲ投资成　本低，运行可靠。因此，在喷雾干燥塔前端的热风炉进行　ＳＮＣＲ法脱硝治理，保证５Ｏ％以上的脱硝效率。　（２）窑炉低温ＳＣＲ脱硝技术或臭氧氧化法脱硝技术　由于陶瓷窑排放烟气温度较低，排烟温度约为１８０℃，　这个温度正好符合低温ＳＣＲ脱硝及臭氧氧化的温度范围。　（３）石灰石一石膏湿法技术进行脱硫　陶瓷窑排放烟气中ＳＯ　含量较高，石灰石一石膏湿法　具有较好的脱硫效果，且同时可吸收臭氧氧化产生的高　价ＮＯｘ。因此，选用石灰石一石膏湿法脱硫对窑炉烟气进　行脱硫。　（４）喷雾干燥塔及窑炉半干法脱硫后采用布袋除尘　由于布袋除尘对于高浓度粉尘条件的烟气具有很好　的除尘效果。喷雾干燥塔及半干法脱硫后烟气含尘浓度　均很高，采用布袋除尘技术能解决这个问题。　（５）湿式除污器技术　将喷雾干燥塔及窑炉的烟气最后一并汇总引入到湿　式除污器中，进一步对粉尘、ＳＯ　、氟化物、重金属等物质　进行脱除．从而达到超低排放标准。　工艺方案主要有以下两种：　（１）方案一　

ｓＮ　Ｒ脱硝　僻泪　

ｌ一　ＳＣＲ　ｒ低温　脱硝　Ｉ　｛　

窑炉烟气上——————　一引风机＿＋半湿法脱硫一布袋除尘０　烟囱　

热风炉烟气　热风炉ＳＮＣＲ脱硝＋窑炉臭氧氧化法脱硝；旋风收　窑炉烟气　尘＋布袋除尘＋湿式除污器；干燥塔湿法脱硫＋窑炉半干法　脱硫。具体流程描述如图３所示。　

１６０ｍｇ／Ｎｍ　８０ｍｇ／Ｎｍ　１００ｍｇ／Ｎｍ　热　飙　硫ｌ　戤…烟气一８０ｍｇ／Ｎ—ｍ３　ＳＮＣＲ脱硝一………，　ｒ　臭氧氧化法脱硝　ｌ’…

ｌ…’　

窑炉烟气—————　———————一＿÷￣１Ｙｘｌ，ＯＬ　湿法脱硫Ｉ　烟囱　窑炉烟气—４００ｍ

—ｇ／Ｎｍ

－＋３　

ＳＮＣＲ脱硝（５０％　图５　ＮＯ　减排过程　

图６　ＳＯ　减排过程　此方案的优点：臭氧氧化法同湿法脱硫有很好的结　

合，烟气中的ＮＯ通过臭氧氧化成高价易溶于水的ＮＯ　，热风炉　！布袋除尘　！　高价的ＮＯ　再进入湿法脱硫塔中被碱液吸收，从而达到烟气　（９０％）　脱硫脱硝一体化的效果。　５０　缺点：臭氧氧化法在陶瓷行业中还未应用过．副产物窑炉烟气—　布袋除尘（　ｏ％）　

湿法除污器（１０％）　１９．８ｍ￣Ｎｍ　

较难处理。　图７粉尘减排过程　湿法除　污器（９７％）　

４ｍ￣Ｎｍ。　从图５、图６及图７可以看出．采用方案一进行脱硫　脱硝除尘后，ＮＯ　、ＳＯ　及粉尘最终排放指标能达到４７　ｍｅ，／　Ｎｍ　、１９．８　ｍｇ／Ｎｍ　及４　ｍｇ／Ｎｍ　，可以达到设定的超低排放　目标（分别为５０　ｍ￣Ｎｍ３，２０　ｍ　Ｎｍ　及５　ｍ　Ｎｍ　）。　此方案的优点：可对烟气深度净化．经治理后能达到　超低排放目标：半干法脱硫不会造成水污染．投资及运行　成本较低。　缺点：低温ＳＣＲ技术工程应用还不够成熟，催化剂成　本较高。　５　结语　建筑陶瓷＿ｒ业烟气排放口多而散，无组织排放现象　严重．治理难度较大．烟气污染物排放问题还未得到有效　地解决，通过上述两种方案可对多种污染物（ＮＯ　、ＳＯ。、粉　．－　＾Ｉ曼・　曼・气　・　气　・曼曼・　（上接第２４页）　尘、氟化物、重金属等）进行脱除，可达到设定的超低排放　目标，但这两种方案在陶瓷行业中还未得到实际的应用。　因此，急需在陶瓷行业建立一个超低排放治理示范Ｔ程，　以便适应陶瓷工业大气污染物排放标准的修订．改善陶　瓷工业大气污染物排放现状，真正实现建筑陶瓷行业的　超低排放　

参考文献　【１】２０１３年中围建筑陶瓷行业分析及２０１４年走势预测【ｚ】．中国情　报网，２０１４，３．　【２】张娜．我国建筑陶瓷Ｔ业环境污染与治理　陶瓷，２００６（７）：９＿１　１．　【３】ＧＢ２５４６４—２０１０，陶瓷工业大气污染物排放标准（修改单）【Ｓ】．　

蔓　易・气Ｅ　蔓　・　￡・　曼　・　蔓Ｅ・冀曼・鼻　，．蔓　・蔓　蔓・　曼・　已・　・曼曼　蔓Ｅ・蔓　・　曼・　皇　毫　处、窑顶挡火板位置等）人为密封效果不好的话。窑体会　吸人过多的外界室温空气到窑内，会降低窑内的热气体　温度，不利于烧成过程中的水平温差控制、气流稳定，以　及温度曲线调节之外，还不利于节能降耗。理论上讲，在　窑体绝对密封状态下，窑炉正压区越短，正压越小甚至零　压的情况下，越有利于窑炉节能降耗，所以窑炉尽可能的　密封很有意义　２．７外排热风温度与风量控制对能耗的影响　早期，由于辊道式干燥窑普通被忽视，干燥窑的窑体　结构和风管路结构比较落后，而且保温性能很差，再加上　干燥窑调控技能的不足，导致窑炉排烟风机送来的热烟　气和抽热风机送来的窑炉冷却余热还不能满足干燥窑热　量需求。有的厂家甚至另点热风炉或者是燃烧棒、点喷枪　烧火的形式来另外补热，造成很大的能耗浪费。而现如　今，在生产技术实践和热工调试操作经验总结的指导下，　干燥窑结构不断改进改良．现往往是窑炉送来干燥窑的　热量过多．需要外排，否则干燥窑内的生坯干燥过程中容　易出现产品缺陷。窑炉或者干燥窑，直接外排热风量到屋　外大气中，除了环保不合格外，能耗浪费肯定较大。所以　我们得根据产品生产需要，尽可能通过窑炉组合干燥窑　一并统筹兼顾。保证在产品品质和产量达标的情况下，尽　可能调整好窑炉排烟抽斗、余热抽斗的开启位置和对应　的开度，以及干燥窑抽湿斗、供热分风器的开启位置和对　应的开度．以减少外排热风介质的温度和外排热风的风　量．这对窑炉节能同样是很有意义的。