法库陶瓷生产排放烟尘和SO2防治对策研究
摘 要：我国是陶瓷生产及出口的主要国家之一，自1993年起我国陶瓷产量、人均消费及出口量均位列世界第一。2011年全国累计销售陶瓷砖3000亿元以上，已经成为建筑卫生陶瓷生产和消费大国。该文以法库陶瓷生产为例，从环境工程的角度研究陶瓷行业的环境保护，分析了陶瓷生产过程中的大气污染物排放状况；对污染物减排措施进行比选；分析了陶瓷生产除尘脱硫的特点及推荐了除尘脱硫工艺；对喷雾干燥塔和两段式煤气发生炉排烟污染提出了防治对策，为陶瓷企业大气达标排放提供参考。
关键词：陶瓷生产 喷雾干燥塔 两段式煤气发生炉 烟尘 SO2
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0104-02
Abstract：Our country is one of the ceramic production and export of major countries， ceramic production in China since 1993， the per capita consumption and exports ranked first in the world. In 2011 the national sales of brick of pottery and porcelain 2011 yuan of above， has been building sanitary ceramics production and consumption power. It took the ceramics production in FaKu County as an example， the gas emission pollutions in the ceramics production process were analyzed ，and the measures of emission reduction for pollution were compared and selected in economics， and thecharacteristics of dust collection and desulphurization in the ceramics production were analyzed and the process of the dust collection and desulphurization were recommended ，andceramics production the preventive treatment measures for the exhaust pollution from the spraying dry tower and two stages gas generation furnace were suggested in the study ，the study provided reference for gas emission satisfying the emission standard in the ceramics production .
Key words：ceramics production；spraying dry tower；two-stage gas generation furnace；dust；sulfur dioxide
目前我国有3000多家建筑陶瓷厂，据中国陶瓷工业协会统计，中国是目前世界最大的陶瓷砖生产国、消费国和出口国。2009年中国建筑陶瓷砖产量超过68亿m2，约占世界总产量的65%，出口6.88亿m2，超过全球陶瓷砖贸易总量的42%。虽然我国是陶瓷生产大国但还不是强国。目前我国陶瓷行业存在着企业数量多、规模小、能耗高、污染严重等问题。2009年我国陶瓷砖行业消耗的能源超过4000万t标煤（以每m2陶瓷砖产品耗费6kgce/m2计算），高能耗高污染的陶瓷行业对迅速发展起来的陶瓷产区及周边地区的环境造成了很大的污染[1-2]
法库陶瓷工业园位于沈阳市法库县南部的经济开发区内，始建于2004年、2006年建成并投入运行。现有42家陶瓷厂，共有73条窑炉生产线，其中17条采用清洁能源天然气或科达循环流化床煤制气（已脱硫），56条生产线使用两段式煤气发生炉产生的煤气，造粒干燥塔和干燥窑工段产生的排烟无任何脱硫设施，不能达标放；现有的除尘设施也不能达标排放，急需采取措施对大气污染物进行治理，以满足陶瓷工业污染物排放标准（GB25464—2010）修订版要求（在空气过剩系数为7的情况下，烟尘和SO2排放浓度分别≤30mg/m3和≤50mg/m3），实现烟尘和SO2达标排放。
1 陶瓷行业大气污染物产生及排放状况分析
陶瓷生产是以长石、高岭土、石英砂石等为原料，以喷雾干燥造粒塔、辊道窑或隧道窑等为主要的干燥、烧成设备，以煤、自制煤气或水煤浆为燃料，其生产工艺流程为：原料破碎→球磨→沉浮→喷雾干燥→压型→施釉→烧成→产品检验、出售[3]。陶瓷生产过程中的造粒和烧成两个工序是排放大气污染物的重点源。造粒工序是指陶瓷浆料以雾化的形式喷入喷雾干燥造粒塔内，雾化浆料在塔内热源作用下，干燥成粒状陶瓷原料。造粒塔干燥浆料所需的热源来自于煤气、水煤浆或热风炉的热烟气等；烧成工序主要是指陶瓷坯模在高温下烧结，烧成所需的热源来自于煤气。法库陶瓷生产中喷雾干燥塔热源主要来自于热风炉的热烟气，而热风炉的热烟气由燃煤锅炉制得；烧成工序所需的煤气主要由两段式煤气发生炉制得。据统计陶瓷造粒塔的烟尘和SO2排放初始浓度分别为10000～30000mg/m3和50～300mg/m3；窑的烟尘和SO2排放初始浓度分别为100～1600mg/m3和500～2300mg/m3（以上数据基于燃料为水煤浆或重油）。沈阳法库陶瓷生产热源以燃煤为主，以沈阳法库红太阳陶瓷有限公司为例，红太阳有3个喷雾干燥造粒塔和2条窑，每个造粒塔对应一个烟囱，每条窑上从窑头到窑尾也有多个排放口；喷雾干燥造粒塔热源由燃煤锅炉制得的热烟气提供，窑炉的热源由自备两段式煤气发生炉制得的煤气提供。企业为了节省资金，燃锅炉的燃煤与煤气发生炉的燃煤不同，煤气发生炉所用燃煤热值高和S份低；而链条炉燃煤热值低和S份高。红太阳陶瓷有限公司的造粒塔和窑炉的排烟SO2浓度分别为542mg/Nm3和262mg/Nm3（空气过剩系数为7）。据统计，法库陶瓷企业通常采用两段式煤气发生炉（直径3.2m），每条生产线耗煤量约23t/d，每年运行7个月（4～10月），共计214天，耗煤量约4922t/a煤，两段式煤气发生炉燃煤硫份按0.5%计，每条生产线大约排放39376t/aSO2。