燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn)

大氣網(wǎng)訊:摘要：結(jié)合《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 29620-2013）和目前的燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝,燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn),建議按重要程度分四步走:第一步首先要改造燒成、干燥工藝,降低即煙氣含氧量;第二步是通過(guò)選擇原料、燃料來(lái)減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入制磚工藝中;第三步通過(guò)各種技術(shù)手段改變?nèi)紵龡l件抑制SO2、NOx生成;第四步才是對(duì)煙氣采取脫硫、除塵等治理措施即末端治理,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)目前國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)實(shí)際情況,第四步末端治理是最被動(dòng)、最不經(jīng)濟(jì)、也是效果最差的一步,煙氣治理的重點(diǎn)應(yīng)是第一、二、三步工作,最后完善末端治理,促進(jìn)達(dá)標(biāo)排放。

《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB29620-2013）的實(shí)施，企業(yè)雖然都通過(guò)環(huán)評(píng)和環(huán)保驗(yàn)收，也取很多其他行業(yè)成熟的煙氣治理技術(shù)，由于磚瓦生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，大多數(shù)生產(chǎn)線(xiàn)的正常工況實(shí)際檢測(cè)不達(dá)標(biāo)，僅僅依靠脫硫、除塵等末端治理很難達(dá)標(biāo)，應(yīng)改變行業(yè)的煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn)。

下面我們結(jié)合燒結(jié)磚行業(yè)工藝和排放標(biāo)準(zhǔn)，分析磚瓦煙氣治理技術(shù)路線(xiàn)的重點(diǎn)和促進(jìn)達(dá)標(biāo)排放的措施。

1 燒結(jié)磚行業(yè)環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻

1.1 目前國(guó)家為什么對(duì)環(huán)保要嚴(yán)格要求

1.1.1 內(nèi)因

經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放后四十多年的發(fā)展，中國(guó)在發(fā)展成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體的同時(shí)也付出了沉重的環(huán)境代價(jià)，一些城市的空氣污染已嚴(yán)重影響到的健康，生存環(huán)境受到嚴(yán)重的威脅?！熬G水青山就是金山銀山”是面對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的原則問(wèn)題。國(guó)家的供給側(cè)改革更多的指向生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)是環(huán)境污染的源頭，源頭治理是必然的。燒結(jié)磚行業(yè)首當(dāng)其沖，環(huán)保欠賬最多。另外，中央提出振興實(shí)體經(jīng)濟(jì)，可是振興實(shí)體經(jīng)濟(jì)并不代表就是支持高污染高排放的企業(yè)，實(shí)體經(jīng)濟(jì)只有在一個(gè)規(guī)范的架構(gòu)內(nèi)才能健康發(fā)展，那么淘汰落后產(chǎn)能就是必然的，燒結(jié)磚行業(yè)如果環(huán)保不達(dá)標(biāo)，只能死路一條。

1.1.2 外因

中國(guó)是聯(lián)合國(guó)《巴黎協(xié)定》的簽約國(guó)，減少污染物排放是簽約國(guó)的責(zé)任和義務(wù)，2006年中國(guó)超越美國(guó)成為是世界上第一大二氧化碳排放國(guó)，節(jié)能減排任務(wù)很重。另外一個(gè)因素是，美國(guó)已經(jīng)提出制造業(yè)回歸本土，一定會(huì)設(shè)置種種貿(mào)易的壁壘，比如反傾銷(xiāo)調(diào)查、國(guó)家認(rèn)證、國(guó)際法律法規(guī)等提高中國(guó)企業(yè)的出口成本，從而達(dá)到保護(hù)本國(guó)企業(yè)利益的目的，雖然燒結(jié)磚行業(yè)出口方面相對(duì)其他行業(yè)很少，但大環(huán)境影響很大，對(duì)燒結(jié)磚行業(yè)嚴(yán)格要求環(huán)保達(dá)標(biāo)也是必然。

1.2 環(huán)保達(dá)標(biāo)對(duì)磚瓦企業(yè)會(huì)帶來(lái)什么樣的影響

毋庸置疑，環(huán)保達(dá)標(biāo)會(huì)增加企業(yè)進(jìn)入的門(mén)檻，生產(chǎn)成本也會(huì)大幅提升。以前的磚瓦生產(chǎn)煙氣不經(jīng)過(guò)任何處理或只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理就可以排放，現(xiàn)在必須要達(dá)標(biāo)才能排放，煙氣處理的資金和設(shè)備的投入必定要帶動(dòng)生產(chǎn)成本的攀升。倒逼輪窯、簡(jiǎn)易隧道窯的轉(zhuǎn)型，而生產(chǎn)的投入加大也必定會(huì)提高準(zhǔn)入者的門(mén)檻，促進(jìn)燒結(jié)磚行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的升級(jí)；另一方面，生產(chǎn)成本的增加導(dǎo)致燒結(jié)磚價(jià)格的提升，燒結(jié)磚漲價(jià)是必然的，行業(yè)要有清醒的認(rèn)識(shí)，燒結(jié)磚的價(jià)格不是越高越好，目前相對(duì)加氣混凝土砌塊、水泥砌塊等每立方二百元左右市場(chǎng)價(jià)，燒結(jié)磚的價(jià)格在墻體材料中已算“奢侈品”，燒結(jié)磚企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已不是同行的競(jìng)爭(zhēng)，而是與同類(lèi)墻體材料競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)份額，燒結(jié)磚行業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng)需要的產(chǎn)品、擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)是當(dāng)務(wù)之急。如果燒結(jié)磚企業(yè)不開(kāi)拓市場(chǎng)，同行自相殘殺，在與同類(lèi)墻材產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)不足，失去市場(chǎng)，將是同歸于盡，造成行業(yè)重大損失。

1.3 燒結(jié)磚行業(yè)必須重視環(huán)保治理

燒結(jié)磚行業(yè)的企業(yè)家，必須要有正確的認(rèn)識(shí)，環(huán)保是長(zhǎng)期、造福子孫后代的大事，不要因?yàn)檠矍敖?jīng)濟(jì)效益差，忽視環(huán)保治理，企業(yè)在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，破壞自己生存環(huán)境，讓無(wú)辜的老百姓承擔(dān)環(huán)境污染造成的危害。

2 燒結(jié)磚行業(yè)的實(shí)際狀況

《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB29620-2013）要達(dá)在基準(zhǔn)空氣過(guò)量系數(shù)1.7，達(dá)到表1的指標(biāo)。

目前的實(shí)際情況是大多數(shù)企業(yè)環(huán)評(píng)、環(huán)保驗(yàn)收都能通過(guò)，正常生產(chǎn)都不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，原因很多，但主要原因有三方面：一是GB29620-2013排放標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有考慮磚瓦生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，空氣過(guò)剩系數(shù)不符合行業(yè)生產(chǎn)工藝實(shí)際；二是磚瓦生產(chǎn)工藝的煙氣處理技術(shù)，僅參考鍋爐、火電等其他行業(yè)的煙氣治理技術(shù)，缺乏與磚瓦工藝結(jié)合的治理技術(shù)；三是缺乏燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的基礎(chǔ)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，僅僅靠一些企業(yè)在摸索、試驗(yàn)，對(duì)行業(yè)造成重大損失。

3 降低煙氣含氧量能促進(jìn)排放達(dá)標(biāo)，比提高除塵脫硫凈化效率更有效

理想的燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中不應(yīng)含有氧氣，氧氣在燃燒過(guò)程中被消耗掉了，實(shí)際上為了完全燃燒，供應(yīng)的氧氣都大于實(shí)際消耗的量，同時(shí)為了防止把空氣摻入到煙氣中去稀釋排放，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了基準(zhǔn)含氧量這個(gè)指標(biāo)（磚瓦行業(yè)為8.65%，電力行業(yè)6%，鍋爐9%，陶瓷18%），折算系數(shù)的計(jì)算公式為：

標(biāo)準(zhǔn)要求的污染物指標(biāo)＝實(shí)測(cè)的污染物含量×折算系數(shù)

其中：折算系數(shù)＝（21%-基準(zhǔn)含氧量）÷（21%-實(shí)測(cè)含氧量）

磚瓦正常生產(chǎn)時(shí)混合氣體的實(shí)際含氧量在17.5%~20.5%之間，多數(shù)在18.5%~19.5%左右。以顆粒物為例：當(dāng)隧道窯的煙氣含氧量為19%時(shí)，折算系數(shù)大約為6.18倍，顆粒物實(shí)測(cè)值不得超過(guò)30÷6.18＝4.85mg/m3，這個(gè)數(shù)值是一個(gè)相當(dāng)小的數(shù)值，是一個(gè)十分難以穩(wěn)定達(dá)到的數(shù)值，燃煤電廠的煙氣，經(jīng)過(guò)袋式收塵器、濕法脫硫塔及濕式電收塵器的多級(jí)處理下，可穩(wěn)定達(dá)到8mg/m3以下，經(jīng)過(guò)多級(jí)精細(xì)處理，塔內(nèi)風(fēng)速很低的情況下，才可穩(wěn)定達(dá)到5mg/m3以下。磚瓦隧道窯的前置煙氣處理設(shè)備一般都比較簡(jiǎn)陋，工況變化大，要想穩(wěn)定地達(dá)到4.85mg/m3以下，是很難達(dá)到的。對(duì)于實(shí)際含氧量為大于19%的磚瓦隧道窯，因?yàn)檎鬯阆禂?shù)的影響，即使安裝了濕式電收塵器，也難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。對(duì)于煙氣中含氧量超過(guò)20%的隧道窯，要實(shí)測(cè)顆粒物小于30÷12.35＝2.43mg/m3，更是一個(gè)不可能完成的任務(wù)，即使達(dá)到，為其付出的代價(jià)也是巨大的。這也是行業(yè)為什么堅(jiān)持即使降低指標(biāo)也要要修訂基準(zhǔn)氧含量為18%的原因。

因此，要達(dá)標(biāo)排放首先要降低煙氣中的含氧量，煙氣中的含氧量對(duì)環(huán)保指標(biāo)折算值是倍數(shù)關(guān)系，而提高脫硫、除塵效率等措施，僅僅降低幾個(gè)百分點(diǎn)，而當(dāng)效率達(dá)到一定程度后，降一個(gè)百分點(diǎn)都很困難，因此，在選擇解決煙氣達(dá)標(biāo)問(wèn)題的工藝措施時(shí)，優(yōu)先采取降低煙氣的含氧量是最合理、最有效的技術(shù)措施。

4 燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn)

根據(jù)燒結(jié)磚工藝和（GB29620-2013）標(biāo)準(zhǔn)，建議燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn)按重要程度的權(quán)重依次分四步走：

第一步首先要改造燒成、干燥工藝，降低煙氣含氧量；第二步是通過(guò)選擇原料、燃料減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入燒結(jié)磚工藝中；第三步通過(guò)各種技術(shù)手段改變?nèi)紵龡l件抑制SO2、NOx生成；第四步才是對(duì)煙氣采取脫硫、除塵等治理措施即末端治理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

根據(jù)目前燒結(jié)磚行業(yè)的實(shí)際情況，第四步末端治理是最被動(dòng)、最不經(jīng)濟(jì)、也是效果最差的一步，煙氣治理的重點(diǎn)應(yīng)是第一、二、三步工作，完善末端治理，促進(jìn)達(dá)標(biāo)排放

5 降低煙氣含氧量是促進(jìn)排放達(dá)標(biāo)的重要技術(shù)措施

下面我們重點(diǎn)介紹降低煙氣含氧量的幾個(gè)主要技術(shù)。

5.1 隧道窯煙熱分離處理和利用，降低煙氣含氧量

即將隧道窯混合氣體中的預(yù)熱段混合煙氣、冷卻段余熱空氣分離處理和利用。

預(yù)熱段混合煙氣重點(diǎn)脫硫、除塵處理，冷卻段余熱空氣干燥磚坯后重點(diǎn)除塵，“煙熱分離”后，降低了煙氣的含氧量，解決隧道窯煙氣排放因空氣過(guò)剩系數(shù)高無(wú)法達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，另一方面可使脫硫設(shè)施投資和煙氣處理成本的降低。

5.2 降低入窯殘余含水率可大量減少預(yù)熱段混合煙氣的量，降低煙氣含氧量

入窯殘余含水率由6％降低到2％，預(yù)熱段需要帶走水分的煙氣量相對(duì)減少了一半。

5.3 提高排潮溫度，減少干燥風(fēng)量，降低煙氣含氧量根據(jù)計(jì)算（濕坯2.9kg、熱值300kcal/kg濕坯（折每塊磚870kcal，燒失量近似按8％ 、濕坯含水率按15％）。

排潮溫度60℃，排潮最大能力為0.114kg/m3，每kg磚坯需要大于1.22m3的熱氣。

排潮溫度45℃，排潮最大能力為0.049kg/m3，每kg磚坯需要大于3m3的熱氣。

排潮溫度40℃，排潮最大能力為0.035kg/m3，每kg磚坯需要大于4m3的熱氣；排潮溫度30℃，每kg磚坯需要10m3熱氣才能帶走水蒸氣；排潮溫度25℃，每kg磚坯需要20m3熱氣才能帶走水蒸氣。

5.4 降低濕坯水分減少干燥風(fēng)量，降低煙氣含氧量

采取靜停、窯外預(yù)干燥等技術(shù)措施，減少濕坯進(jìn)入干燥窯的水分，能提高磚坯干燥質(zhì)量和產(chǎn)量，降低煙氣中空氣過(guò)量系數(shù)。

以每小時(shí)1萬(wàn)塊坯體（濕坯按3.3kg計(jì)算）的產(chǎn)量為例，含水率由15%降低到12%，相比每萬(wàn)塊少帶入990kg/h 水，可減少干燥氣體量約1404+990×22=23184m3/h。

5.5 煙氣再循環(huán)（煙氣復(fù)燒）、降低煙氣含氧量

將部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t內(nèi)，或與空氣（一次風(fēng)或二次風(fēng)）混合送入爐內(nèi)。因二次燃燒了煙氣中的氧氣、稀釋了氧濃度，使含氧量、NOx減少。

利用煙氣所具有的低氧以及溫度較低的特點(diǎn)，將部分煙氣再循環(huán)噴入爐膛合適位置，降低局部溫度及形成局部還原性氣氛，一方面降低煙氣含氧量、同時(shí)抑制NOx的生成，有利于達(dá)標(biāo)排放

6 減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入燒結(jié)磚工藝和燃燒中，抑制SO2、NOx 生成

6.1 通過(guò)選擇原料、燃料減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入燒結(jié)磚工藝中，減少和抑制污染物的產(chǎn)生煤系燃料燃燒的脫硫技術(shù)很多，按照煤從被采選到使用燃燒完畢的三個(gè)階段，可歸納分為三種，即燃燒前脫硫，燃燒中脫硫和燃燒后脫硫，應(yīng)優(yōu)先采用燃燒前脫硫，如采用低硫煤。選擇含氮低的原料和燃料，減少燃料型NOx的產(chǎn)生。

6.2 采用燃燒中脫硫，即在制磚原料中添加固硫劑的技術(shù)達(dá)到脫硫效果

國(guó)內(nèi)一些科研單位、大專(zhuān)院校進(jìn)行了相關(guān)的研究，在鍋爐、電力行業(yè)有應(yīng)用，但燒結(jié)磚行業(yè)應(yīng)用較少，行業(yè)內(nèi)有關(guān)這方面的試驗(yàn)和研究也不多。雖然已有推廣應(yīng)用的實(shí)例，但缺少實(shí)際數(shù)據(jù)，總體還是沒(méi)有形成系統(tǒng)、完善、成熟、可靠并適宜推廣的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)，需要行業(yè)進(jìn)行這方面的試驗(yàn)、研究和實(shí)際效果的測(cè)試總結(jié)。

6.3 通過(guò)技術(shù)措施控制燃燒條件抑制NOx 產(chǎn)生（即燃燒改良法）

燃燒改良法主要是控制燃燒條件以達(dá)到減少NOx產(chǎn)生目的，是一種經(jīng)濟(jì)的控制NOx排放的技術(shù)措施。燃燒改善技術(shù)有：低NOx 燃燒器(LNB)、空氣分級(jí)燃

燒、煙氣再循環(huán)（煙氣復(fù)燒）、再燃技術(shù)等，在新建天然氣窯爐應(yīng)采用低NOx燃燒器。

7 在工藝上采取降低氧含量促進(jìn)達(dá)標(biāo)的措施

a“. 內(nèi)燃燒磚法”應(yīng)采用高內(nèi)燃或全內(nèi)燃，少投煤或不投煤。

b.應(yīng)將干燥窯和焙燒窯的進(jìn)車(chē)端門(mén)由單層改為雙層。

c.焙燒窯應(yīng)采用較小的邊隙和頂隙。

d.無(wú)論是干燥窯還是焙燒窯，均應(yīng)采用窯車(chē)上下壓力平衡技術(shù)，以免負(fù)壓段的車(chē)下吸入空氣。

e.應(yīng)重視窯體的保溫、防漏，并制定先進(jìn)、合理的熱工制度。

f.不把外界粉塵帶入窯內(nèi)。

8 結(jié)語(yǔ)

a.燒結(jié)磚行業(yè)面臨嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，行業(yè)必須重視煙氣治理，降低煙氣含氧量能促進(jìn)排放達(dá)標(biāo)，比提高除塵脫硫的凈化效率更有效。

b.建議燒結(jié)磚行業(yè)煙氣治理的技術(shù)路線(xiàn)按重要程度的權(quán)重依次分四步走：第一步首先要改造燒成、干燥工藝，降低煙氣含氧量；第二步是通過(guò)選擇原料、燃料減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入燒結(jié)工藝中；第三步通過(guò)各種技術(shù)手段改變?nèi)紵龡l件抑制SO2、NOx生成；第四步才是對(duì)煙氣采取脫硫、除塵等治理措施即末端治理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

c.降低煙氣含氧量是促進(jìn)煙氣排放達(dá)標(biāo)的重要技術(shù)措施主要有：隧道窯煙熱分離處理和利用；降低入窯殘余含水率、可大量減少預(yù)熱段混合煙氣的量；提高排潮溫度，減少干燥風(fēng)量；降低濕坯水分減少干燥風(fēng)量；煙氣再循環(huán)（煙氣復(fù)燒）；通過(guò)選擇原料、燃料減少產(chǎn)生SO2、NOx、氟化物等的物質(zhì)進(jìn)入燒結(jié)磚工藝中。