磚瓦行業(yè)隧道窯煙氣排放達標率提升措施探討

譚松林，張海軍，劉 駿

(南充市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 南充 637000)

1 引言

根據(jù)原環(huán)境保護部2018年1月5日《關于磚瓦行業(yè)環(huán)保專項執(zhí)法檢查開展情況的通報》顯示，對具備監(jiān)測條件的11691家磚瓦企業(yè)進行監(jiān)測，僅有54%的企業(yè)滿足《磚瓦工業(yè)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(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[1]。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(jīng)預熱帶，受到來自燒成帶的燃燒產(chǎn)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(chǎn)物加熱坯體，使達到一定的溫度而燒成。燒成的產(chǎn)品最后進入冷卻帶，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標的原因分析

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，揚塵大；最關鍵的是僅35%的企業(yè)安裝了除塵脫硫設施[2]。并且部分企業(yè)還存在脫硫除塵污染處理設施和在線監(jiān)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被抽入預熱帶干燥磚坯[3]。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(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，從而導致煙氣中氧含量增高。

3.3 (GB19620-2013)修改單前后對照

(GB19620-2013)修改單前后對照見表1。

表1 磚瓦工業(yè)大氣污染物排放限值修改前后對照

從以上對照表(表1)可以看出，修改單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%[4]。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/m3，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。

表2 舉例說明修改前后二氧化硫達標難易

注：α：基準過量空氣系數(shù)；α′：實測過量空氣系數(shù)；實測氧含量為13%；實測二氧化硫濃度為400 mg/m3；修改前后基準含氧量分別為8.6%，18%

4 提高達標率措施探討

4.1 降低顆粒物的措施

據(jù)調查，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20 mg/m3范圍內。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。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[5]。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(jù)統(tǒng)計，磚瓦行業(yè)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(chǎn)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(qū)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(shù)企業(yè)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(xié)同脫除氟化物的作用。

5 結論

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)嚴格規(guī)范環(huán)保措施，掌握各個環(huán)節(jié)的技術要點，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(fā)現(xiàn)，隧道窯企業(yè)可從工藝上改進和采取上述相應的環(huán)保措施降低煙氣中含氧量，以滿足達標排放。目前修改單處于送審階段，其送審稿于2017年7月17日報環(huán)保部，一旦頒布實施后，更切合磚瓦隧道窯工藝情況，二氧化硫將擺脫磚瓦行業(yè)“萬惡之痛”的稱號。