清潔生產(chǎn)在碳酸鈣行業(yè)中的實(shí)踐

蔡小雨 魏立安

(南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330063)

前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)在亞太地區(qū)，特別是印度和中國(guó)，造紙行業(yè)(特種紙、包裝紙、生活用紙等)取得了迅猛的發(fā)展，從而拉動(dòng)了碳酸鈣需求量的提升，預(yù)計(jì)2013—2019 年期間該地區(qū)碳酸鈣市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到4.4%[1]。可以看出碳酸鈣的需求量在不斷增加，行業(yè)市場(chǎng)前景較好。但是國(guó)內(nèi)當(dāng)前的碳酸鈣行業(yè)各地區(qū)、各企業(yè)發(fā)展十分不平衡，面臨產(chǎn)能過(guò)剩、效益下滑、低端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈等問(wèn)題[2]，且碳酸鈣行業(yè)作為粉塵、廢水的排放大戶(hù)，面臨著前所未有的環(huán)保壓力，當(dāng)前碳酸鈣企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備大多因陋就簡(jiǎn)，存在不少土窯煅燒、土池化灰、地炕烘干、露天粉碎等落后裝備[3]。

碳酸鈣企業(yè)要在壓力中求生存，就需要把創(chuàng)新和清潔生產(chǎn)相結(jié)合，要注重高端發(fā)展，抓好產(chǎn)品改性，豐富并提升產(chǎn)品性能；促進(jìn)產(chǎn)品精細(xì)化、專(zhuān)用化發(fā)展，重點(diǎn)關(guān)注晶型控制，為下游發(fā)展提供基礎(chǔ)；抓好產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備、工藝控制的升級(jí)以及機(jī)械化向自動(dòng)化、智能化升級(jí)；做好團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，原有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已不能代表行業(yè)先進(jìn)水平，因而制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)有利于增加行業(yè)專(zhuān)用鈣品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量水平[4]。

本文以清潔生產(chǎn)為基礎(chǔ)在某制碳酸鈣鈣企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討，以“節(jié)能、降耗、減污、增效”為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況提出方案，最終達(dá)到解決污染的問(wèn)題。

1 碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程及污染源分析

該企業(yè)主要產(chǎn)品為碳酸鈣，生產(chǎn)工藝流程分為四個(gè)階段：煅燒階段、消化階段、碳化階段、包裝階段。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要為窯氣洗滌廢水和離心脫水廢水，其主要污染物為pH、SS；生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要為煅燒窯煙氣、烘干爐煙氣和無(wú)組織粉塵，其主要污染物為煙塵、SO2、CO2、粉塵；生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固廢主要為煅燒窯煤渣、烘干爐煤渣、脫硫渣、石灰渣及碎石，其主要污染物為煤渣、脫硫石膏和廢石。碳酸鈣制作工藝流程及污染源分布見(jiàn)圖1。

圖1 碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程及污染源分布圖

2 審核前企業(yè)清潔生產(chǎn)狀況

某制碳酸鈣企業(yè)成立于2003年，每年產(chǎn)碳酸鈣6萬(wàn)噸。企業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備有鋼制煅燒窯、煤氣發(fā)生爐、沸騰爐干燥裝置、壓縮裝置、化灰裝置等，大都在2005-2006年購(gòu)置，經(jīng)過(guò)10多年的生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)備已老化，破舊，已難于滿(mǎn)足發(fā)展要求，且全公司有11臺(tái)Y系列配套電機(jī)，對(duì)照《高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄》，需要定期淘汰。企業(yè)的環(huán)保設(shè)施主要有烘干爐水膜除塵器、煅燒窯廢氣洗滌凈化裝置、布袋除塵裝置、地埋式污水處理設(shè)施、石灰渣池。但是由于生產(chǎn)過(guò)程中粉塵量太大，除塵設(shè)備長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，加之缺少技術(shù)管理人員，除塵設(shè)備運(yùn)行不理想；而廢水處理設(shè)施，也缺少有效的管理和維護(hù)，整體現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境臟、亂、差。

碳酸鈣的生產(chǎn)工藝雖然簡(jiǎn)單，卻是一個(gè)高耗能工藝。企業(yè)在生產(chǎn)碳酸鈣過(guò)程中對(duì)水資源的利用率較高，但由于生產(chǎn)設(shè)備老化和破舊，造成了較多資源和能源方面的浪費(fèi)，且由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保管理不規(guī)范，使無(wú)組織粉塵排放較重。2015年該企業(yè)開(kāi)展了清潔生產(chǎn)審核工作，由于食品添加劑碳酸鈣行業(yè)沒(méi)有頒布清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系，也缺少該行業(yè)的準(zhǔn)入條件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)企業(yè)的實(shí)時(shí)調(diào)研，主要從原材料耗用、資源與能源利用、污染物的產(chǎn)生與排放、清潔生產(chǎn)管理四個(gè)方面，記錄了企業(yè)的清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 審核前企業(yè)清潔生產(chǎn)狀況

3 清潔生產(chǎn)潛力分析

3.1 減排、節(jié)水潛力分析

(1)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中用水量較少，且水重復(fù)利用率較高。節(jié)水潛力不大。

(2)碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水排放，均能回收利用，但產(chǎn)塵點(diǎn)較多。企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備老化破舊造成工藝廢氣排放量大，且由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保管理不規(guī)范，廠區(qū)無(wú)組織粉塵排放嚴(yán)重。

3.2 節(jié)能潛力分析

(1)企業(yè)現(xiàn)有的煅燒窯的燃料燃燒率較低，且煅燒窯廢氣溫度高達(dá) 280～290℃左右，導(dǎo)致大量的余熱白白的浪費(fèi)，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足節(jié)能的要求。

(2)企業(yè)的烘干爐燃燒效率低，煤渣中含有較多未燃燒的煤，同時(shí)鍋爐外表面溫度較高，熱損失量較大。

4 清潔生產(chǎn)方案的實(shí)施

根據(jù)前面分析企業(yè)的清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)潛力分析，從企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況出發(fā)，提出清潔生產(chǎn)方案，見(jiàn)表2。

5 結(jié)論

企業(yè)新建了1座320T/D梁式石灰石豎鋼窯，淘汰原有3臺(tái)140m3煅燒窯，并將產(chǎn)能由6萬(wàn)噸/年提高到12萬(wàn)噸/年，很好的調(diào)整了公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、達(dá)到良好內(nèi)部工序平衡，能源利用多元化。企業(yè)也將原來(lái)燃煤烘干爐改為燃?xì)夂娓蔂t，降低能耗。燃?xì)夂娓蔂t采用了ZC系列燃燒器為控制對(duì)象的新一代智能型燃燒控制器，是理想的節(jié)能控制產(chǎn)品。此次修整過(guò)程中，企業(yè)也強(qiáng)化了煅燒窯煙塵除塵、烘干爐煙氣除塵、包裝工藝除塵設(shè)施，并新增破碎機(jī)除塵設(shè)施和原材料堆放防雨、降塵設(shè)施等。

表2 清潔生產(chǎn)方案

通過(guò)清潔生產(chǎn)方案的實(shí)施，審核后，單位產(chǎn)品原材料單耗1.295t/t，單位產(chǎn)品取水量0.599m3/t，單位產(chǎn)品綜合能耗126kgce/t，與開(kāi)展清潔生產(chǎn)之前相比分別減少了0.004 t/t，0.009 m3/t，0.022tce/t。審核后，單位產(chǎn)品粉塵產(chǎn)生量1.95kg/t，單位產(chǎn)品煙塵產(chǎn)生量2.95kg/t。與開(kāi)展清潔生產(chǎn)之前相比分別減少了25%和1%。

同時(shí)，企業(yè)通過(guò)開(kāi)展清潔生產(chǎn)，清楚的認(rèn)識(shí)到在環(huán)境管理方面的嚴(yán)重不足，在此期間分別進(jìn)行了清潔生產(chǎn)知識(shí)和環(huán)境管理培訓(xùn)，并全面推行“7S”管理，企業(yè)面貌煥然一新。

[1]賈磊.2013—2019年全球碳酸鈣產(chǎn)品市場(chǎng)報(bào)告[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2015，47(04)：10.

[2]李杰.2015年全國(guó)碳酸鈣行業(yè)年會(huì)召開(kāi)[N].中國(guó)建材報(bào)，2015-06-24(004).

[3]劉方斌.碳酸鈣：環(huán)保洗禮后見(jiàn)藍(lán)天[J].化工管理，2014，(19)：46-48.

[4]張春華.碳酸鈣行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂情況分析及工作對(duì)策——以賀州市為例[5]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).標(biāo)準(zhǔn)化助力供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與創(chuàng)新——第十三屆中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化論壇論文集[C].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)：，2016：3.