隧道窑难以达标的原因

刘建军

GB29620-2013《砖瓦工业大气污染物排放标准》从2016年的7月1日起，开始实施表2 的限值。同时，国家在环保上加强了管理力度，很多地区对砖瓦企业要求必须严格执行标准。不能达标排放的企业就必须停产。现在许多砖瓦企业虽然都已经安装了湿式脱硫除尘装置，但基本都做不到达标排放。所以今年因环保不达标被迫停产的企业不少。本文对砖瓦企业隧道窑难以达标的原因作一些粗浅的分析，并提出一些可以达标的技术方案，供同行们探讨。

 1、烟气中氧含量对检测结果的影响：
环境监测部门在砖厂检测时，需要检测烟气中的氧含量。氧含量的检测，是为了防止稀释排放的一种监测手段。因为燃料煤的燃烧，实际上是一个剧烈的氧化过程，空气在参与燃烧以后，理论上空气中的氧气会完全消耗掉。所以，如果检测出的氧含量高，说明烟气中掺入的干净空气多了。为了能够准确地反映烟气的实际净化情况，需要把这部分干净空气从检测结果中剔除。氧含量的检测和折算系数的设定就是为了排除稀释空气对烟气检测结果的影响而设置的。
理论上讲，窑炉内污染物的总量是燃料煤在燃烧后产生的以及原材料中的某些成分在经历物理化学反应后释放出来的，和掺入的过量空气没有关系。氧含量的检测和折算只是真实地反映了烟气的实际污染情况。只是剔除了稀释空气对检测结果的干扰和影响。折算后所得的结果是烟气污染的实际情况。如果掺入的过量空气多了（即氧含量高了），污染物的实测值会减小，掺入的过量空气少了（即氧含量低了），污染物的实测值就会变大。因为这部分污染物的总值是固定的，无论是氧含量高还是氧含量低，它折算后的最后结果应该是基本一致的。
所以，氧含量的检测及折算系数的确定，对由燃料煤燃烧以及坯体原材料物理化学反应所产生的污染物，会排除稀释空气的影响，得到一个准确的污染物数值。但由于砖瓦窑炉本身运转时过量空气系数大，氧含量高的特殊性，致使折算系数很大。对烟气中的那些不是由于燃料煤产生污染物，会把检测数值放大，使得部分污染物的检测数值受到影响。例如颗粒物和氟化物。
烟气中氧含量对检测结果的影响：1）、对完全由燃料煤产生的污染物影响较小或几乎没有影响，例如SO2，NOx。稀释空气的掺入对实测结果的影响不大。2）、对不完全是由燃料煤燃烧形成的污染物，例如颗粒物和氟化物，有较大的影响。
目前看，对烟尘颗粒物的影响最大。原因是烟气中的颗粒物不完全是由燃料煤燃烧产生的，砖瓦窑炉中还有其他原因也会产生颗粒物污染。这些污染物和燃料煤燃烧所形成的烟尘颗粒物一并被作为烟气的颗粒物被氧含量折算放大了。其次是氟化物，目前环保部门大多没有把它列为主要监测物，所以目前得到的实测数据较少。但可以肯定的是，氟化物不仅燃料煤中有，某些地区的黏土、页岩原料中及地下水中还含有较高的氟化物。还有一些地区是高氟水区，例如陕西关中的北部地区就是高氟水区。这些地区烟气中所检出的氟化物不仅含有燃料煤产生的氟化物，还有黏土原料产生的氟化物，这些地区的砖瓦窑炉氟化物如果进行氟化物检测肯定是超标的。    2、隧道窑所排烟气中为什么颗粒物难以达标：难以达标的原因：
1）、砖厂的脱硫除尘设备简陋，不能达到升级后的标准要求；
2）、砖瓦窑炉中，颗粒物的污染源不仅仅是燃料煤，还有烧成过程及干燥过程都会产生新的颗粒物；
3）这些非燃料煤产生的污染物被折算系数放大了。
1）、砖瓦企业因在烟气净化这个问题上处于刚刚起步阶段，加之整个行业对环保问题重视不足，导致砖厂的脱硫除尘设备大都比较简陋，配套不足，难以满足新标准的要求。
目前大多数砖厂安装的都是一个单级的湿法脱硫除尘装置，比较简陋。如果与电力行业或锅炉行业来比较的话，可以说是非常简陋。虽然说湿法脱硫除尘器兼有除尘、脱硫及脱氟三大功能，但应该指出的是，湿式脱硫除尘装置的除尘效果是有选择性的。对于粉碎设备等产生的粉尘，除尘效率较高，而对于燃料煤燃烧后产生的烟尘颗粒物，其除尘效率较低。据电厂及锅炉行业的研究结果，水膜除尘对于烟尘的脱除效率仅为50%左右，且对微米级的烟尘细颗粒物的脱除效率还不足20%。锅炉行业的烟气排放标准，颗粒物的限值是50mg/m3，基准氧含量是9%，比砖瓦行业的颗粒物限值30mg/m3,以及基准氧含量8.65%都要松一些。即使这样，锅炉行业仅使用湿法脱硫除尘一级尚不能满足达标的要求。那么砖瓦行业中仅用一级简陋的湿法除尘脱硫器如何能够达到目前的高标准呢？北方取暖区的同仁们都能看得到，冬季取暖用的燃煤锅炉大都采用的是一级布袋除尘和一级湿法脱硫的标准配置。电厂锅炉以及热力站锅炉的烟气处理系统则更为复杂。电力行业现在已经提出超净化排放和零排放的概念。为了消除烟气中的烟尘颗粒物，除了布袋除尘器，还有高压静电除尘器，电袋复合除尘器，湿式电收尘器等多种收尘手段及设备。当然还必须配有脱硝系统等。所以，砖瓦企业不要指望只用一台简易的湿式除尘脱硫器就能达到现行标准的要求，必须有提高脱硫尤其是除尘水平的打算，增加烟气净化系统的投资预算。2013年9月，砖瓦排放标准发布时，环保部新闻发言人就曾提出，砖瓦企业的环保投资应占到砖厂总投资的12%左右（参考文献3），而现在砖瓦企业中，有几个在环保方面的投资能达到总投资的12%呢？
2）、砖瓦企业中颗粒物污染源不仅是由燃料煤燃烧后产生的
因为砖瓦窑炉是以煤及煤矸石等为主要燃料的，所以标准中所列的污染物数值是以燃料煤燃烧后产生的污染物制定的。有很多砖瓦行业内的人士认为，烧结砖大多数采用内掺燃料的形式，燃料煤燃烧后的灰分及灰渣被红砖固定下来了，基本不会产生烟尘颗粒物。即使有一些颗粒物，也会在干燥室中被干燥过程中的砖坯所吸收。所以在烟气处理中，基本上都是以脱硫为主，认为颗粒物不会超标。这个认识是有一定道理的。因为内掺燃料的原因，砖瓦企业所排的烟气中，基本见不到未燃烧尽的颗粒物，见不到黑烟。冬季取暖的燃煤锅炉，烟气如果处理不好，附近会见到漂散的黑灰，或是未燃烧尽的黑色煤渣。而在砖瓦厂所排的烟气是见不到这种污染物的。这个认知有一定道理，但是不全面。对于燃料煤中的挥发分在燃烧中产生的细微颗粒物及气溶胶颗粒物是砖坯固定不了的。而恰好是这种细微颗粒物和气溶胶颗粒物在目前的湿法脱硫除尘系统中的去除效果不佳。

砖瓦窑炉在焙烧过程中，颗粒物的来源不仅是燃料煤燃烧后产生的，制砖原料在焙烧转化在砖的过程中，也会产生颗粒物。这一现象的严重程度因烧结砖原料不同而有很大差异，在有些砖厂的脱硫液沉淀池中可以发现许多红色的砖灰颗粒物沉淀，就是这一现象的证明。
烧结砖瓦隧道窑的颗粒物，来源主要有5个方面，1、燃料煤燃烧后产生的烟尘颗粒物；2、砖坯在烧结成砖的过程中产生的颗粒物，3、窑车，砖坯以及烟道漏风带入的灰尘颗粒物；4、烟气在进入干燥过程中，烟气中的三氧化硫，氮氧化物与砖坯中脱除的水分形成的气溶胶颗粒；5、湿法脱硫除尘过程中，因除雾不尽，随烟气排出的残余水分中所含的烟尘及石膏结晶物（即石膏雨）。这5种颗粒物中，前三种是烧结过程中产生的原始颗粒物，后二种是在干燥和脱硫过程中产生的二次污染物。
3）、生产工艺过程中的二次污染物经折算系数放大而形成超标现象
二次污染物的产生，不是原始烟气产生的，例如湿式脱硫除尘器所排出的石膏雨，它的大小是由湿式脱硫工艺产生的，是决定于工况风量的，这一污染物会被砖瓦窑炉的折算系数放大，而形成超标现象。
石膏雨现象是湿式脱硫除尘器在工作时，会有一部分水分因除雾不净与烟气一同排出，而这部分水分会含有脱硫液中的碱性物质的结晶物（石膏）以及液体中所夹带的被湿式除尘除下来的夹杂在水中的烟尘颗粒物，这些颗粒物的数值与工况风量有关。它们是脱硫过程中和干燥过程中产生的颗粒物，不是燃料煤在燃烧时产生的。因为这些污染物的量是跟工况风量有关的，所以这些颗粒物会被折算系数放大。
电厂锅炉在运行时，一般在烟气排放后的氧含量较低，折算系数仅为一点几倍，很少会出现2倍以上，而砖瓦隧道窑的折算系数甚至可能高达十几倍。那么，同样是由湿式脱硫器产生的二次污染为3mg/m3的话，电厂排烟时，还不会超过超低排放的标准，而砖瓦窑炉的烟气按折算就已经超过30mg/m3的限值了。

晶鑫建材

赞!砖瓦行业氧含量为什么不执行新标准?其他行业氧含量都已执行18%了!

李冬冬

砖瓦行业怎么不执行18新标准