安徽省工業爐窯污染排放特征初析

孫亞敏

(安徽省生態環境監測中心，安徽 合肥 230061)

0 引言

工業爐窯是指在工業生產中利用燃料燃燒或電能等轉換產生的熱量，直接將物料或工件進行熔煉、熔化、焙燒、加熱、干餾、氣化等的熱工設備，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、焦爐、煤氣發生爐等類型[1-3]。工業爐窯廣泛應用于鋼鐵、焦化、有色、建材、石化、化工、機械制造等行業，對工業發展具有重要支撐作用[4]。工業爐窯廢氣是工業領域大氣污染的主要排放源，其排放的污染物分為兩類，一類是氣相化學物質，如SO2、NOX等，另一類是固相的煙塵等[5-9]。2018年6月，國務院在《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》中指出，將工業爐窯治理作為環保強化督查的重點任務[10]。2019年7月，生態環境部、國家發展和改革委員會、工業和信息化部、財政部聯合發布《工業爐窯大氣污染綜合治理方案》中要求，到2020年，完善工業爐窯大氣污染綜合治理管理體系，推進工業爐窯全面達標排放。

根據相關統計數據，2017年安徽省工業SO2、NOX、顆粒物的排放量分別約18.22萬t、26.52萬t、57.56萬t[11]，其中工業爐窯SO2、NOX、顆粒物排放量分別占全省工業廢氣排放總量的49.9%、52.6%、20.0%。相對于電站鍋爐和工業鍋爐，工業爐窯環境管理及污染治理明顯滯后，對環境空氣質量產生重要影響[12]。本文對安徽省工業爐窯分布狀況及大氣污染物區域、行業及爐型分布特征進行了研究分析，以期為全省工業爐窯污染控制及環境管理提供技術支撐。

1 安徽省工業爐窯分布情況

1.1 區域分布情況

安徽省工業爐窯區域分布廣泛。從區域分布來看，全省工業爐窯主要集中在中部和東部，數量最多的為宣城、馬鞍山、蕪湖、六安、合肥、滁州6個市，共計5395座，占全省的70%。各市爐窯數量分布情況見圖1。

圖1 安徽省各市工業爐窯分布情況

1.2 行業分布情況

安徽省工業爐窯涉及《GB/T 4754-2017國民經濟行業分類》34大類行業。從行業分布來看，工業爐窯數量最多的行業集中在非金屬礦物制品業、金屬制品業、農副產品加工業、酒、飲料和精制茶制造業、有色金屬冶煉和壓延加工業、通用設備制造業等6個行業，占全省總數的72.6%。其中，前3位分別為非金屬礦物制品業、金屬制品業、農副產品加工業，分別占總數的21.6%、18.0%、10.5%。安徽省工業爐窯行業分布情況見圖2。

圖2 安徽省工業爐窯行業分布情況

1.3 爐窯類型分布情況

從爐窯類型分布來看，安徽省工業爐窯數量最多的爐型依次為加熱爐、干燥爐、燒成窯、熔化爐4類，分別占全省總數的20.8%、16.8%、13.2%、10.4%，共計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；干燥爐主要分布在農林產品、設備制造、金屬制品、建材、化工等行業；燒成窯主要分布在鋼鐵、有色、建材、化工等行業；熔化爐主要分布在鑄造、有色、建材、化工等行業。全省工業爐窯類型分布情況見圖3。

圖3 安徽省工業爐窯類型分布情況

2 安徽省工業爐窯污染物排放情況

2.1 總體排放情況

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

2.2 工業爐窯大氣污染物區域排放情況

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

表1 安徽省不同地區工業爐窯大氣污染物排放占比情況 (%)

2.3 工業爐窯大氣污染物行業排放情況

安徽省工業爐窯大氣污染物排放分布的主要行業見表2。全省工業爐窯大氣污染物排放量最大的行業是非金屬礦物制品業，該行業SO2、NOX、顆粒物排放量分別占全省工業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、石油、煤炭及其他燃料加工業、化學原料和化學制品制造業。其他行業SO2、NOX、顆粒物合計排放量僅占全省工業爐窯大氣污染物排放量的4.71%、3.88%、2.72%。由此可見，安徽省95%的工業爐窯廢氣污染來源于上述4個行業，而非金屬礦物制品業又占到總排放量的2/3以上。

表2 安徽省工業爐窯大氣污染物排放主要行業分布情況

2.4 不同類型工業爐窯污染物排放情況

根據對全省不同行業工業爐窯分布數量、污染物排放量和爐型的統計分析可以看出，工業爐窯大氣污染物主要來自燒成窯、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，合計占比85.7%。

不同類型工業爐窯大氣污染物數量及污染物排放情況詳見表3。

表3 安徽省工業爐窯大氣污染物主要爐型分布情況

2.5 不同行業工業爐窯污染物去除率

安徽省工業爐窯大氣污染物排放量最大的4個行業主要大氣污染物去除率見表4。從表中可以看出，相比顆粒物、SO2而言，非金屬礦物制品業、有色金屬冶煉和壓延加工業、化學原料和化學制品制造業工業爐窯NOX去除率相對較低，這3個行業工業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工業爐窯SO2、NOX、顆粒物去除率均較低。

表4 安徽省主要行業工業爐窯大氣污染物去除率(%)

2.6 不同類型工業爐窯污染物去除率

安徽省主要工業爐窯大氣污染物去除率見表5。從表中可以看出，全省各類工業爐窯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，工業爐窯NOX、SO2去除率均偏低，尤其是NOX去除率更低。其中，全省數量最多的加熱爐、干燥爐、燒成窯、熔化爐，其NOX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爐窯大氣污染物去除率 (%)

3 結論

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

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

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

(4)安徽省工業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類爐窯數量僅占工業爐窯總數的14%，但SO2、NOX、顆粒物排放量占工業爐窯廢氣排放總量的82.19%、85.27%、92.64%。

(5)工業爐窯NOX去除率普遍較低。全省工業爐窯平均脫硝率僅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、有色金屬冶煉和壓延加工業、化學原料和化學制品制造業、石油、煤炭及其他燃料加工業工業爐窯脫硝率僅40.0%、32.0%、20.4%、7.6%。

(6)建議下一步加大對重點行業、重點區域、重點爐型工業爐窯的污染治理及環境管理，尤其提高工業爐窯廢氣NOX去除率[13-15]，進一步減少工業爐窯大氣污染物的排放量。