機磚生產企業排放廢氣監測影響因素的思考

傅志遠

（龍巖市連城環境監測站，福建 龍巖 366200）

為貫徹落實中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于省以下環保機構監測監察執法垂直管理制度改革試點工作的指導意見》（中辦發〔2016〕63號）精神，全國生態環境系統開展了轟轟烈烈的監測監察執法垂直管理改革，作為環境監管重要手段的監測和執法，是環境監管的左膀右臂，缺一不可[1]。而監測數據又是作為執法工作的一項重要法律依據，因此，監測數據的準確性就顯得尤為重要，不僅關系到執法工作的程序是否合理，也關系到企業的切身利益。現階段，很多中小企業主缺乏相應的環保基礎知識，對企業的污染治理設施建設和維護理解得不充分，往往因為污染治理設施管理不善導致外排污染物超標而被處罰，輕則遭受經濟損失，重則停產整頓。通過監測了解機磚生產企業的污染物排放情況及影響監測數據的相關參數，提醒機磚行業的生產企業對生產工藝及污染物治理設施進行必要的維護和管理，可為企業的正常經營提供有價值的技術參考。

1 行業現狀

目前，機磚生產企業主要采用輪窯或隧道窯工藝，輪窯屬于間歇式窯爐，窯爐隧道窯屬于連續式窯爐，除考慮建設成本及耗材成本外，由于隧道窯熱量損失小節省燃料、自動化程度高節省人工勞動力、出窯產品周期短、產量大、質量高，相比輪窯生產設備的熱量損失大、燃料消耗大、生產產品周期長、出窯環境惡劣等缺點有較大優勢，因此現階段連城縣轄區內大部分企業均選擇隧道窯作為機磚主要生產工藝設備。連城縣雖不屬于產煤大縣，但由于產煤企業的存在，大量的煤矸石作為機磚燒結企業的燃料進入機磚生產工藝，在滿足自身燃料需求的同時，一定程度上幫助企業消化了工業固體廢物[2]。

2 監測影響因素

2.1 煙氣含氧量對污染物折算排放濃度的影響

由于隧道窯燒結工藝的特殊性，干燥工段是低溫大風，焙燒工段是窯頭的排潮風機、窯尾的冷卻風機，大風量符合磚瓦的燒結工藝要求，產品出窯數量與質量相比輪窯都有提升，但大風量也導致了外排煙氣的空氣過剩系數過高。同時隧道窯的無組織漏風點多，窯墻、伸縮縫、窯頂加煤口、吊頂板與窯墻間隙、窯底密封、窯車側板砂封、窯車之間的凹凸槽密封、窯門設計簡化無密封，或者無進出窯門裝置等多點位都會造成因抽風而增大窯內風量[3]。爐窯漏風在生產工藝中對機磚的生產不會產生重大的質量或風險問題，因此企業主并不重視。但在手工監測中由于風量大及漏風點多，造成煙氣的含氧量大增，從而使檢測儀器顯示煙氣中氧含量高，導致折算后的煙氣外排污染物超標，特別是安裝在線監測設備后，容易導致嚴重的超標報警問題，現已影響到該類型企業安裝在線監測設備的積極性，導致連城縣轄區內機磚行業在線監測設備安裝進度推進遲緩，生態環境管理與企業主矛盾凸顯[4]。連城縣轄區內某甲機磚含氧量高生產企業某頻次實際監測結果如表1所示。

表1 連城縣轄區內某甲機磚生產企業某頻次實際監測結果

2.2 煙氣含濕量對SO2排放濃度的影響

目前，連城縣轄區內機磚廠的廢氣污染治理設施均為堿法脫硫除塵噴淋塔設備，其基本原理是使脫硫液通過噴淋裝置、防帶水裝置等一系列關鍵設備，讓顆粒物和煙氣中的SO2與塔中形成的水膜、水霧充分接觸。在洗滌液中加入堿液，水膜和水霧中的OH-離子與SO2溶于水后產生的H2SO3發生中和反應，達到在去除SO2的同時去除顆粒物的目的。由于在煙氣的測試過程中，SO2易溶于水，煙氣從溫度相對較高的煙道中抽出后，在低溫環境下水蒸氣凝結成水，導致SO2溶于水中形成不易揮發的硫酸并從煙氣中分離出去，造成SO2監測數據結果偏低[5-6]。

2.3 煤矸石燃料對SO2排放濃度的影響

連城縣轄區內機磚生成企業基本采用本縣產的煤矸石作為輔助燃料，雖然一定程度上幫助產煤企業處理了工業固體廢物，但由于本地煤矸石的含硫量高，監測過程中煙氣中的SO2濃度往往較高，《磚瓦工業大氣污染物排放標準》（GB29620-2013）表一中規定人工干燥及焙燒窯中（煤矸石）二氧化硫排放限值為850 mg/m3，表二中規定人工干燥及焙燒窯中二氧化硫排放限值為300 mg/m3，但基準過量空氣系數為1.7，往往只要實測煙氣含氧量超過18%（實測煙氣含氧量一般為19%～20.5%），經折算后，SO2濃度一般均超過GB29620-2013標準，監測結果評定是超標排放。而《磚瓦工業大氣污染物排放標準》（GB29620-2013）修改單雖然將人工干燥及焙燒窯干煙氣基準含氧量修改為18%，但折算后的SO2濃度排放限值也同時修改為150 mg/m3。因此，采用含硫量高的煤矸石作為機磚廠制磚拌料或輔助燃料，現行的機磚生產企業SO2濃度排放壓力還是較大。

2.4 煙氣含濕量（或濕度）對顆粒物排放濃度的影響

由于采用濕法噴淋，同時隧道窯風量大，煙溫較低，容易形成霧滴或水滴，顆粒物采樣過程中極易造成玻璃纖維濾筒潮濕，從而使采樣系統阻力增大，出現不能在等速情況下采樣或者儀器負荷過高導致采樣過程中斷、濾筒由于濕度大而破損或壓力大而破裂以及不便于取出等情況，從而影響采樣的準確性[7-8]。此外，在用石灰漿料對吸收液進行再生的過程中，石灰漿料在吸收液回用的過程中隨吸收液一起進入噴淋系統，在顆粒物采集過程中，容易采入帶石灰漿料的含濕量高、濕度大的氣體，所得半水亞硫酸鈣經氧化反應后生成石膏殘留在濾筒中，造成顆粒物稱重比實際監測結果偏高[9]。連城縣轄區內某乙機磚煙氣含濕量高、濕度大的生產企業某頻次的實際監測結果如表2所示。

表2 連城縣轄區內某乙機磚生產企業某頻次實際監測結果

3 影響因素的控制建議

根據上述對連城縣轄區內機磚生產企業生產廢氣監測過程中對監測結果產生影響的因素進行分析可知，為保證監測的準確性、公正性及有效性，機磚企業在生產過程中應采取合理有效的措施對生產工藝及污染物處理設施進行積極有效的管控，既有利于環境監管，保護生態環境，也有利于企業自身的利益得到保障。

3.1 煙氣含氧量方面

企業應安裝在線含氧量監測儀，實時掌握窯爐中的煙氣含氧量，在不影響制磚要求的條件下，掌握好風機的風量控制，合理鼓風、引風、充分燃燒，而不能完全靠現場操作人員憑觀火經驗而定。對機磚隧道窯的漏風點位應時常進行巡檢，對發現的漏風點位及時修補，避免漏風導致煙氣含氧量過高。

3.2 煙氣含濕量（或濕度）方面

一是對煙道采取較好的保溫措施，提高煙氣排放的溫度，避免煙氣中的水蒸氣形成霧滴或水滴；二是控制好除塵脫硫噴淋裝置的吸收液噴淋量，調整好噴淋裝置的噴灑方式，最大限度地形成水膜和水霧，使煙氣充分接觸；三是在采樣監測過程中，對采樣孔的位置進行優化布點。在監測過程中發現堿法脫硫除塵噴淋塔設備的高度較矮，為增加煙氣和噴淋液的接觸時間，噴淋裝置往往安裝在噴淋塔的3/4處，且存在煙道變徑，造成難以達到“上三下六”檢測孔開口規范的監測要求。因此，在實際監測中需考慮采樣孔合理的開孔位置，既避免煙氣濕度太大影響監測準確性，又能防止開孔位置接近排放筒頂部直接接觸環境空氣，對煙氣含氧量造成影響。四是采用可以加溫的顆粒物采樣槍，設置合理的加熱溫度，將含濕量對監測的影響控制在最低限度[10-11]。

3.3 燃料方面

為了降低煙氣中的含硫量，應盡量選用低硫煤、低硫煤矸石、無煙煤作為制磚拌料或輔助燃料，優化磚窯生產工藝，在鼓風、引風上合理控制，使燃料充分燃燒，減少顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物排的放量[12]。