安徽省工業(yè)爐窯污染排放特征初析

孫亞敏

(安徽省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，安徽 合肥 230061)

0 引言

工業(yè)爐窯是指在工業(yè)生產(chǎn)中利用燃料燃燒或電能等轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量，直接將物料或工件進(jìn)行熔煉、熔化、焙燒、加熱、干餾、氣化等的熱工設(shè)備，主要包括熔煉爐、熔化爐、燒成窯、水泥熟料窯、煅燒爐、加熱爐、干燥爐、熱處理爐、焦?fàn)t、煤氣發(fā)生爐等類(lèi)型[1-3]。工業(yè)爐窯廣泛應(yīng)用于鋼鐵、焦化、有色、建材、石化、化工、機(jī)械制造等行業(yè)，對(duì)工業(yè)發(fā)展具有重要支撐作用[4]。工業(yè)爐窯廢氣是工業(yè)領(lǐng)域大氣污染的主要排放源，其排放的污染物分為兩類(lèi)，一類(lèi)是氣相化學(xué)物質(zhì)，如SO2、NOX等，另一類(lèi)是固相的煙塵等[5-9]。2018年6月，國(guó)務(wù)院在《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》中指出，將工業(yè)爐窯治理作為環(huán)保強(qiáng)化督查的重點(diǎn)任務(wù)[10]。2019年7月，生態(tài)環(huán)境部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》中要求，到2020年，完善工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理管理體系，推進(jìn)工業(yè)爐窯全面達(dá)標(biāo)排放。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年安徽省工業(yè)SO2、NOX、顆粒物的排放量分別約18.22萬(wàn)t、26.52萬(wàn)t、57.56萬(wàn)t[11]，其中工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物排放量分別占全省工業(yè)廢氣排放總量的49.9%、52.6%、20.0%。相對(duì)于電站鍋爐和工業(yè)鍋爐，工業(yè)爐窯環(huán)境管理及污染治理明顯滯后，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響[12]。本文對(duì)安徽省工業(yè)爐窯分布狀況及大氣污染物區(qū)域、行業(yè)及爐型分布特征進(jìn)行了研究分析，以期為全省工業(yè)爐窯污染控制及環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。

1 安徽省工業(yè)爐窯分布情況

1.1 區(qū)域分布情況

安徽省工業(yè)爐窯區(qū)域分布廣泛。從區(qū)域分布來(lái)看，全省工業(yè)爐窯主要集中在中部和東部，數(shù)量最多的為宣城、馬鞍山、蕪湖、六安、合肥、滁州6個(gè)市，共計(jì)5395座，占全省的70%。各市爐窯數(shù)量分布情況見(jiàn)圖1。

圖1 安徽省各市工業(yè)爐窯分布情況

1.2 行業(yè)分布情況

安徽省工業(yè)爐窯涉及《GB/T 4754-2017國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類(lèi)》34大類(lèi)行業(yè)。從行業(yè)分布來(lái)看，工業(yè)爐窯數(shù)量最多的行業(yè)集中在非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)、酒、飲料和精制茶制造業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)等6個(gè)行業(yè)，占全省總數(shù)的72.6%。其中，前3位分別為非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)，分別占總數(shù)的21.6%、18.0%、10.5%。安徽省工業(yè)爐窯行業(yè)分布情況見(jiàn)圖2。

圖2 安徽省工業(yè)爐窯行業(yè)分布情況

1.3 爐窯類(lèi)型分布情況

從爐窯類(lèi)型分布來(lái)看，安徽省工業(yè)爐窯數(shù)量最多的爐型依次為加熱爐、干燥爐、燒成窯、熔化爐4類(lèi)，分別占全省總數(shù)的20.8%、16.8%、13.2%、10.4%，共計(jì)4700座。其中，加熱爐主要分布在鋼鐵、有色、建材、化工、石化等行業(yè)；干燥爐主要分布在農(nóng)林產(chǎn)品、設(shè)備制造、金屬制品、建材、化工等行業(yè)；燒成窯主要分布在鋼鐵、有色、建材、化工等行業(yè)；熔化爐主要分布在鑄造、有色、建材、化工等行業(yè)。全省工業(yè)爐窯類(lèi)型分布情況見(jiàn)圖3。

圖3 安徽省工業(yè)爐窯類(lèi)型分布情況

2 安徽省工業(yè)爐窯污染物排放情況

2.1 總體排放情況

2017年安徽省工業(yè)爐窯共7687座， SO2、NOX、顆粒物排放量分別約9.10萬(wàn)t、13.95萬(wàn)t、11.52萬(wàn)t，分別占全省工業(yè)廢氣SO2、NOX、顆粒物排放總量的49.9%、52.6%、20.0%。工業(yè)爐窯排放的廢氣在工業(yè)廢氣污染所占比重較大。

2.2 工業(yè)爐窯大氣污染物區(qū)域排放情況

安徽省各市工業(yè)爐窯大氣污染物排放占比情況見(jiàn)表1?；茨稀⒏逢?yáng)、銅陵、蕪湖、宣城、馬鞍山、滁州7個(gè)市工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物的排放量分別占全省的68.8%、68.0%、74.1%。其中，工業(yè)爐窯SO2排放量最多的3個(gè)市分別為淮南、阜陽(yáng)、銅陵市，占比分別達(dá)17.8%、13.0%、8.6%；NOX排放量最多的3個(gè)市分別為蕪湖、銅陵、宣城市，占比分別達(dá)16.8%、16.4%、10.4%；顆粒物排放量最多的3個(gè)市分別為淮南、滁州、馬鞍山市，占比分別達(dá)20.7%、18.3%、16.8%。

表1 安徽省不同地區(qū)工業(yè)爐窯大氣污染物排放占比情況 (%)

2.3 工業(yè)爐窯大氣污染物行業(yè)排放情況

安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物排放分布的主要行業(yè)見(jiàn)表2。全省工業(yè)爐窯大氣污染物排放量最大的行業(yè)是非金屬礦物制品業(yè)，該行業(yè)SO2、NOX、顆粒物排放量分別占全省工業(yè)爐窯大氣污染物排放量的79.87%、86.62%、81.12%；其次為有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)。其他行業(yè)SO2、NOX、顆粒物合計(jì)排放量?jī)H占全省工業(yè)爐窯大氣污染物排放量的4.71%、3.88%、2.72%。由此可見(jiàn)，安徽省95%的工業(yè)爐窯廢氣污染來(lái)源于上述4個(gè)行業(yè)，而非金屬礦物制品業(yè)又占到總排放量的2/3以上。

表2 安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物排放主要行業(yè)分布情況

2.4 不同類(lèi)型工業(yè)爐窯污染物排放情況

根據(jù)對(duì)全省不同行業(yè)工業(yè)爐窯分布數(shù)量、污染物排放量和爐型的統(tǒng)計(jì)分析可以看出，工業(yè)爐窯大氣污染物主要來(lái)自燒成窯、水泥熟料窯、熔煉爐、熔化爐、煅燒爐5種爐窯，這5種爐窯排放的SO2、NOX、顆粒物分別占全省工業(yè)爐窯大氣污染物排放量的82.2%、85.3%、92.6%。其中，SO2排放量最多的爐型主要有燒成窯、水泥熟料窯、熔煉爐，合計(jì)占比70.8%；NOX排放量最多的爐型主要有水泥熟料窯、燒成窯、熔化爐，合計(jì)占比79.8%；顆粒物排放量最多的爐型主要有水泥熟料窯、煅燒爐、燒成窯，合計(jì)占比85.7%。

不同類(lèi)型工業(yè)爐窯大氣污染物數(shù)量及污染物排放情況詳見(jiàn)表3。

表3 安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物主要爐型分布情況

2.5 不同行業(yè)工業(yè)爐窯污染物去除率

安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物排放量最大的4個(gè)行業(yè)主要大氣污染物去除率見(jiàn)表4。從表中可以看出，相比顆粒物、SO2而言，非金屬礦物制品業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)工業(yè)爐窯NOX去除率相對(duì)較低，這3個(gè)行業(yè)工業(yè)爐窯平均脫硝率僅為40.0%、32.0%、20.4%；石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物去除率均較低。

表4 安徽省主要行業(yè)工業(yè)爐窯大氣污染物去除率(%)

2.6 不同類(lèi)型工業(yè)爐窯污染物去除率

安徽省主要工業(yè)爐窯大氣污染物去除率見(jiàn)表5。從表中可以看出，全省各類(lèi)工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物平均去除率分別為76.0%、50.9%、99.4%。與顆粒物相比，工業(yè)爐窯NOX、SO2去除率均偏低，尤其是NOX去除率更低。其中，全省數(shù)量最多的加熱爐、干燥爐、燒成窯、熔化爐，其N(xiāo)OX去除率僅分別為1.3%、1.9%、12.2%、62.3%；NOX排放量最多的水泥熟料窯，NOX去除率也只有58.5%。

表5 安徽省不同爐型工業(yè)爐窯大氣污染物去除率 (%)

3 結(jié)論

(1)安徽省工業(yè)爐窯數(shù)量眾多，分布廣泛。2017年全省共有7687座工業(yè)爐窯，廣泛分布于34個(gè)行業(yè)，其中70%分布在宣城、馬鞍山、蕪湖、六安、合肥、滁州6個(gè)市。全省工業(yè)爐窯污染物排放量較大，SO2、NOX、顆粒物排放量分別占工業(yè)廢氣排放總量的49.9%、52.6%、20.0%。

(2)安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物排放區(qū)域較為集中。淮南、阜陽(yáng)、銅陵、蕪湖、宣城、馬鞍山、滁州7個(gè)市工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物排放量分別占全省工業(yè)爐窯廢氣污染物的68.8%、68.0%、74.1%。

(3)安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物分布行業(yè)較為集中。非金屬礦物制品業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)4個(gè)行業(yè)工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物排放量占全省工業(yè)爐窯廢氣排放量的95.3%、96.1%、97.3%；僅非金屬礦物制品業(yè)工業(yè)爐窯SO2、NOX、顆粒物的排放量就占全省工業(yè)爐窯廢氣污染物排放量的79.87%、86.62%、81.12%。非金屬礦物制品業(yè)工業(yè)爐窯廢氣治理應(yīng)作為重中之重。

(4)安徽省工業(yè)爐窯大氣污染物分布爐型較為集中。燒成窯、水泥熟料窯、熔煉爐、熔化爐、煅燒爐這5類(lèi)爐窯數(shù)量?jī)H占工業(yè)爐窯總數(shù)的14%，但SO2、NOX、顆粒物排放量占工業(yè)爐窯廢氣排放總量的82.19%、85.27%、92.64%。

(5)工業(yè)爐窯NOX去除率普遍較低。全省工業(yè)爐窯平均脫硝率僅50.9%，水泥熟料窯、加熱爐、干燥爐、燒成窯、熔化爐脫硝率分別僅58.5%、1.3%、1.9%、12.2%、62.3%；非金屬礦物制品業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)工業(yè)爐窯脫硝率僅40.0%、32.0%、20.4%、7.6%。

(6)建議下一步加大對(duì)重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)爐型工業(yè)爐窯的污染治理及環(huán)境管理，尤其提高工業(yè)爐窯廢氣NOX去除率[13-15]，進(jìn)一步減少工業(yè)爐窯大氣污染物的排放量。