磚瓦行業隧道窯煙氣排放達標率提升措施探討

1 背景

根據2018年1月5日磚瓦行業環保開展情況的通報顯示，對具備監測條件的11691 家磚瓦企業進行監測，僅有54%的企業滿足《磚瓦工業大氣污染物排放標準》（GB19620—2013）表2大氣污染物排放限值。不難看出，目前磚瓦行業面臨著巨大的環保生存壓力。本文以磚瓦行業中隧道窯為載體，淺析其煙氣排放難以達標的原因。提出了提高達標率的措施。

2 隧道窯工作原理

隧道窯可分為三帶∶預熱帶、燒成帶、冷卻帶。坯體（未燒半成品）干燥至一定水分裝載在窯車上入窯，首先經預熱帶，受到來自燒成帶的燃燒產物（高溫煙氣）預熱，然后進入燒成帶，燃料燃燒的火焰及生成的燃燒產物加熱坯體，使達到一定的溫度而燒成。燒成的產品最后進入冷卻帶，將熱量傳給入窯的冷空氣，冷空氣經制品而被加熱后，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。其原理簡圖如圖1所示。

3 隧道窯煙氣排放難于達標的原因分析

3.1 首先企業自身環保措施不到位，環保意識薄弱是主要原因

大多數企業存在物料堆放不規范，未有效封閉，存在露天堆放的情況;道路未硬化，揚塵大;最關鍵的是僅35%的企業安裝了除塵脫硫設施。并且部分企業還存在脫硫除塵污染處理設施和在線監控設備運行不正常的問題。

3.2 隧道窯工藝自身造成了煙氣氧含量高

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

3.3 （GB19620一2013）修改前后對照

（GB19620-2013）修改前后對照見表1。

從以上對照表（表1）可以看出，修改表將基準含氧量更改為18%，這樣更切合隧道窯工藝實際情況，關鍵點就在這里，因磚瓦窯含氧量一般在17%～20%。二氧化硫的排放限值由300 mg/m3調整為150 mg/m3，看似更加嚴厲，其實較之前更容易達標。例如某隧道窯實測含氧量為13%，二氧化硫實測濃度為 400 mg/m2，按照修改前后計算是否達標，見表2。

由此可見，對磚瓦窯來說，二氧化硫這個萬惡之痛較之前更容易達標。

4 提高達標率措施探討

4.1 降低顆粒物的措施

據調查，現行狀況下，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。而袋式除塵技術凈化效率高，一般能將排放濃度控制在20mg/m3范圍內。僅采用濕法脫硫協同除塵，可將顆粒物濃度一般控制在30mg/m3范圍內。需要注意的是，脫硫塔吸收漿夜的pH值盡量控制在5～6，若pH值過高，則CaCO₃ 利用率不大，就會結垢（生成石膏）堵塞霧化器和管道，從而造成顆粒物超標。另外要注意預熱帶、窯車的清掃工作。

4.2 降低二氧化硫的措施

首先要建設合格高效率的脫硫設施。據統計，磚瓦行業 SO₂ 控制主要采用濕法脫硫，其中應用雙堿法脫硫和簡易濕法普遍，極少數企業用氨法脫硫，石灰/石灰石—石膏法等其他工藝鮮有應用。其次，采用低硫煤作為燃料。另外，嚴格控制吸收漿液的 pH 值5～6，提高二氧化硫吸收效率。通過前面3.3的分析，降低煙氣中的氧含量才是關鍵所在，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產生濃度低，主要以燃料型和瞬時型NOx為主。由于磚瓦窯脫硝難度很大，NOx排放濃度相對較低，一般地區200 mg/m3的排放限值，不需要單獨脫硝即可達標。

4.4 降低氟化物的措施

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

5.磚瓦行業隧道窯煙氣排放監控

隨著科學技術的發展，人民的生活水平提高、環保意識也隨之提升。大氣、水質、固體廢棄物等方面一直是環保常常涉及的問題。針對大氣污染方面，霧霾天氣的頻發、沙塵暴、酸雨、臭氧層的破壞等，都與大氣污染息息相關。因此，在大氣重污染方面國家已出臺了很多的相關強制性措施，限制重污染企業的排放生產、污染性氣體經過治理合格再排放等。

在大氣監測方面網格化大氣監測、VOC在線監測、廠界污染物在線監測、煙氣在線監測已成為當下大氣污染物監測的重點。相繼出臺了大氣污染物監測的各類標準。在煙氣監測方面，國家對監測煙氣排放也越來越嚴格，特別是在電力、煤化工、鋼鐵、脫硫脫硝、石油石化、有色金屬、建筑材料等方面。

因此，根據國家規定的煙氣排放連續監測目標氣體濃度的需求，天禹智控在此基礎上相應推出煙氣排放連續監測系統（CEMS）。

煙氣排放連續監測系統（CEMS），主要應用于對各種工業廢氣源的連續監測中，如火電廠，垃圾焚燒廠，煤炭，石油化工廠，造紙廠等行業。 隨著工業生產和企業的快速發展，工業廢氣排放污染已經成為我國一個很突出的環境問題，根據大氣污染防治法的規定，工業廢氣必須進行預處理，達到國家廢氣對外排放的標準后才允許對外排放。 這些物質通過不同的途徑呼吸道進入人的體內，有的直接產生危害，有的還有蓄積作用，會更加嚴重的危害人的健康。 工業廢氣凈化就是專門對工廠、車間等工業場所產生的廢氣進行預處理，然后排放達到國家廢氣排放標準的一項工作。通常還需要對凈化后的廢氣進行檢測，以確保廢氣符合排放標準。

6 結論

雖然磚瓦行業目前面臨著巨大的環保壓力，但是只要各企業嚴格規范環保措施，掌握各個環節的技術要點，實時監測煙氣排放，及時調整工藝，滿足煙氣達標排放不是難題。其中，顆粒物、NOx、氟化物較易達標，主要是二氧化硫具有一定的達標難度。但通過修改前后比較不難發現，隧道窯企業可從工藝上改進和采取上述相應的環保措施降低煙氣中含氧量，以滿足達標排放。目前修改表單已于2020年12月8日頒布，自2021年1月1日1起實施。