陶瓷窯爐廢氣的污染與防治

李銘輝 方鑾燕

【摘 要】能源消耗高、資源消耗量大、環(huán)境污染嚴(yán)重是當(dāng)前國(guó)內(nèi)陶瓷行業(yè)發(fā)展存在的嚴(yán)重問題，本文主要將陶瓷生產(chǎn)過程中形成的廢氣污染物種類分為SO2污染，NOx污染，顆粒物與煙氣黑度，鉛、鎘、鎳及其化合物，氟化物以及氯化物等，并重點(diǎn)對(duì)陶瓷窯爐廢氣治理的一系列技術(shù)措施及管理措施進(jìn)行了分析和闡述，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】陶瓷窯爐 廢氣 污染 治理

1引言

在陶瓷生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的資源和能源，燃料燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的對(duì)人體有害的SO2和NOx，其中SO2不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還會(huì)對(duì)陶瓷質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，而NOx則是形成光化學(xué)霧以及酸雨的重要因素，對(duì)人體健康及動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此，政府相關(guān)部門及陶瓷企業(yè)必須對(duì)陶瓷窯爐廢氣污染予以足夠的重視。

2陶瓷廢氣污染物種類

2.1SO2污染

陶瓷燒制過程中，原料中的部分硫形成SOx混入窯爐廢氣中。就目前而言，國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)采取了一定的措施進(jìn)行了排硫工作，具體如下：第一，濕法拋棄法，即雙堿法、碳酸鈉法、石灰法以及海水法等；第二，濕法回收法，即氨法、氧化鎂法、檸檬酸鹽法以及鈉堿法等；第三，干法拋棄法，即噴霧干燥法；第四，干法回收法，即活性炭吸附法。一般來說，濕法脫硫效率較高，約為95%，干法脫硫效率相對(duì)較低，約為60-85%。

2.2NOx污染

通常情況下，NOx可以分為快速NOx、熱力NOx和燃料NOx三種來源。其中，快速NOx比例較低，約為5%；燃料NOx，顧名思義與燃料中氮含量有著密切的關(guān)系；熱力NOx則是在燃料的燃燒過程中形成，陶瓷窯爐內(nèi)分布不均也是導(dǎo)致熱力NOx產(chǎn)生的重要原因。此外，隨著陶瓷窯爐內(nèi)氧氣含量的增加，NOx濃度也會(huì)相應(yīng)增加，且氣體在高溫區(qū)域內(nèi)滯留的時(shí)間越長(zhǎng)，NOx的濃度就會(huì)越高。

2.3顆粒物與煙氣黑度

陶瓷窯爐廢氣中煙塵主要來自于燃料燃燒、陶瓷原料及胚體附著物。就目前而言，國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)多采用安裝除塵設(shè)備的方式對(duì)煙塵加以排放，比較常見的除塵設(shè)備有旋風(fēng)、濕式、經(jīng)典以及袋式除塵器等幾種類型。

2.4鉛、鎘、鎳及其化合物

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，陶瓷釉料中則含量大量重金屬，其配方中的氟化鈉、氟硅酸鈉、鉛丹以及眾多稀土元素均屬于有毒的重金屬化工原料。這些重金屬經(jīng)過高溫之后形成蒸汽并在大氣中排放，因此我國(guó)可以運(yùn)用袋式除塵器對(duì)窯爐廢氣中的鉛、鎘、鎳及其化合物進(jìn)行處理。

2.5氟化物

眾所周知，氟化物是陶瓷窯爐廢氣中最主要的污染物之一。一旦將未經(jīng)處理的廢氣排放到大氣中，就會(huì)對(duì)臭氧層造成嚴(yán)重破壞。當(dāng)前，我國(guó)主要采用疊層型填充床吸附器、干式廢氣凈化過濾器以及濕式廢氣凈化等方式對(duì)陶瓷窯爐中的氟化物進(jìn)行處理。

2.6氯化物

氯化物也是陶瓷窯爐廢氣的重要組成部分，為此我們應(yīng)運(yùn)用石灰床吸附系統(tǒng)對(duì)陶瓷生產(chǎn)過程中的廢氣進(jìn)行處理，經(jīng)處理后的氯化物濃度可以低至0.8mg/m3。

3陶瓷窯爐廢氣治理的技術(shù)措施

3.1改進(jìn)燃料

據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將重油作為燃料時(shí)，窯爐廢氣中的NOx平均濃度為429ppm，將煤作為燃料時(shí)，窯爐廢氣中的SO2平均濃度為404ppm，而使用天然氣作為燃料時(shí)，則NOx的平均濃度僅為287ppm，所以在陶瓷行業(yè)中使用天然氣作為燃料，能夠明顯提升窯爐燃料的燃燒效率，降低NOx濃度，從而減少對(duì)環(huán)境的危害。

3.2精選原料

陶瓷原料成分對(duì)SO2生成有著直接的影響，比如原料中的硫酸鹽及黃鐵礦成分在高溫作用下，極易分解、釋放出SO2氣體，對(duì)原料中含硫元素進(jìn)行合理控制就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的控制，所以可以運(yùn)用簡(jiǎn)單的水簸法精選原料，通過對(duì)原料的篩選，可以將部分硫酸鹽洗去，從而有效降低原料中硫化物的排放量。

3.3改進(jìn)操作工況

通過降低空氣過剩系數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)熱帶負(fù)壓的降低，從而減少窯爐漏風(fēng)情況的發(fā)生以及NOx的生成。具體措施如下：第一，脈沖燃燒技術(shù)，通過對(duì)燃燒時(shí)間占空比的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)窯爐溫度的控制，從而達(dá)到對(duì)空氣過剩系數(shù)準(zhǔn)確控制的效果；第二，高溫空氣燃燒技術(shù)，其能夠大大降低NOx的生成，并在節(jié)能減排方面發(fā)揮了重要作用；第三，高溫紅外輻射涂料，一般將其涂覆在耐火磚的內(nèi)表面，起到一定的節(jié)能作用。

4陶瓷窯爐廢氣治理的管理措施

4.1調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策，淘汰落后工藝設(shè)備

國(guó)家相關(guān)部門需依據(jù)發(fā)展情況對(duì)產(chǎn)業(yè)政策加以調(diào)整，盡快出臺(tái)陶瓷行業(yè)節(jié)能減排指標(biāo)及相關(guān)法律法規(guī)等，淘汰落后工藝設(shè)備。對(duì)企業(yè)準(zhǔn)入的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及耗能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)提升，并鼓勵(lì)陶瓷企業(yè)盡可能引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和革新。提高產(chǎn)品附加值，逐步淘汰一些能耗高、產(chǎn)量小、污染大的中小型陶瓷企業(yè)。

4.2嚴(yán)格審批，加大環(huán)評(píng)執(zhí)行力度

“三同時(shí)”和環(huán)境影響評(píng)價(jià)是我國(guó)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的重要法律依據(jù)和宏觀調(diào)控手段，其在參與環(huán)境保護(hù)決策治理以及優(yōu)化經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面起到一定的積極作用。啟用環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度的目的在于對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行合理布局，并制定科學(xué)的污染防治規(guī)劃措施，堅(jiān)決避免“先污染后治理”的情況出現(xiàn)。

4.3實(shí)施清潔生產(chǎn)，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排

對(duì)企業(yè)的清潔生產(chǎn)進(jìn)行審核是促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的重要方式，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第一，促進(jìn)企業(yè)從設(shè)計(jì)產(chǎn)品、選擇原料、生產(chǎn)工藝以及日常管理等方面入手，有效提升能源和原材料的利用率，降低能源及資源的浪費(fèi)；第二，采取切實(shí)可行的措施實(shí)行清潔生產(chǎn)，將污染排放量控制在最低點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)陶瓷窯爐廢氣污染進(jìn)行綜合治理是我國(guó)相關(guān)部門及陶瓷企業(yè)義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。因此，陶瓷企業(yè)應(yīng)加大對(duì)新設(shè)備、新工藝的引進(jìn)力度，大力發(fā)展環(huán)保節(jié)能技術(shù)，為陶瓷行業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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