【文章內(nèi)容簡介】 燒技術(shù)高效蓄熱技術(shù)就是在蓄熱室采用特殊材料的蓄熱體, 將經(jīng)過蓄熱室的高溫煙氣的熱量最大限度地留在蓄熱體內(nèi)，使煙氣溫度降到200℃以下排放，然后讓被預熱氣體經(jīng)過蓄熱室，吸收到蓄熱體內(nèi)的熱量，使之溫度預熱到高溫煙氣溫度的80%～90%，從而達到高效換熱的目的。蓄熱式工業(yè)爐與傳統(tǒng)工業(yè)爐相比，具有以下特點：爐溫的均勻性好，加熱質(zhì)量高；爐子熱效率高，能耗低，排煙溫度低；爐子熱效率的提高, 減少了燃料消耗, 同時減少空氣消耗量，也就使燃料燃燒生成的含氮氧化物的煙氣量大大降低，有利于減少污染，改善環(huán)境。高效蓄熱式工業(yè)爐可以將空氣或煤氣預熱到800℃，甚至1000℃以上，使燃燒溫度大大提高, 因而即使燃用低熱值燃料,也能滿足工業(yè)爐加熱坯料所要求的溫度。這就為直接燃用高爐煤氣等低熱值燃料提供了有效途徑。近幾年，我國高效蓄熱式工業(yè)爐的開發(fā)應用取得了長足的 發(fā)展, 并且在國內(nèi)已建成投產(chǎn)多座，包括室式爐、罩式爐、均熱爐和連續(xù)加熱爐，均取得了很好的節(jié)能效果和環(huán)保效益。如排煙溫度降到180℃以下，空氣或煤氣預熱到800℃以上，節(jié)能30%～45%，而且還可減少氧化燒損，提高爐子的生產(chǎn)率，提高爐溫的均勻性。與常規(guī)工業(yè)爐相比，高效蓄熱式工業(yè)爐雖然要裝備換向系統(tǒng)，但卻沒有空煤氣換熱器，沒有高溫管道和高溫閥門，因此在建設(shè)投資方面與常規(guī)工業(yè)爐基本相當。另一方面, 高效蓄熱式工業(yè)爐具有很高的燃料節(jié)約率，可大幅度降低能耗成本和減少廢氣排放量。但蓄熱燃燒技術(shù)目前主要用于氣體和潔凈液體燃料的爐型。在一些附近具有焦爐，放生爐和高爐煤氣來源的區(qū)域可優(yōu)先考慮使用。（三）裝備及控制等爐窯工業(yè)技術(shù)進步在燃燒器、爐體設(shè)計和筑爐材料的優(yōu)化、自動控制水平的提高等方面主要通過設(shè)備和控制水平的提高近可能高的提高能源的利用率，從而達到減少單位產(chǎn)品能耗的目的。更先進可靠的環(huán)保控制技術(shù)在后面的章節(jié)有專門的敘述。上海地區(qū)工業(yè)爐窯中比例較高的兩類爐窯的技術(shù)趨勢概要如下。（1）沖天爐技術(shù)發(fā)展趨勢目前，大多數(shù)的小型沖天爐為冷風沖天爐作業(yè)，操作笨重復雜、工人勞動強度大，爐料品種多、占地面積大，且不易控制鐵水的成分和溫度，更為嚴重的是煙塵排放量大、環(huán)境污染嚴重。國家發(fā)改委、科技部和環(huán)?？偩?005年聯(lián)合發(fā)布了《國家鼓勵發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護技術(shù)》中推薦了外熱風沖天爐。目前國內(nèi)已研發(fā)出相應的設(shè)備?！巴鉄犸L沖天爐”對傳統(tǒng)的沖天爐（一般為冷風爐）進行了全面改進與創(chuàng)新，改進創(chuàng)新多處爐體結(jié)構(gòu)，設(shè)置強化預熱段，變截面分層送風段，保溫隔熱砌體，使生產(chǎn)過程中風量風壓穩(wěn)定。爐子熱效率高，較一般爐節(jié)能1/5到1/4，并同時適應鑄造焦或冶金焦，在送風系統(tǒng)中設(shè)置熱交換器（加熱爐），將煙氣中的可燃氣體如CO等經(jīng)燃燒利用變害為利，使風機鼓出的冷風轉(zhuǎn)換為熱風送入爐中。由于熱效高熔化快，生產(chǎn)效率較一般爐提高1/5左右，適用于鑄造行業(yè)的鐵水熔煉。隨著無芯感應爐的出現(xiàn)，沖天爐有逐漸被取代的趨勢。電爐熔煉的原理是通過金屬（爐料）切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢，同時產(chǎn)生感應電流，金屬爐料在感應電流的作用下發(fā)熱、熔化，所以在整個電爐熔煉過程中基本不產(chǎn)生煙塵。電爐熔煉工藝先進，操作步驟少，生產(chǎn)組織靈活，效率高且用工少，幾乎沒有環(huán)境污染。青島紡機2007年改建原沖天爐為一臺5噸/時、除生產(chǎn)能力大大提高外，污染物排放也大大減少。（2）玻璃池爐技術(shù)發(fā)展趨勢近來，純氧助燃技術(shù)得到了較大的發(fā)展。目前，這種技術(shù)已廣泛地應用于玻璃工業(yè)（包括玻璃包裝等行業(yè)中的池爐）。在美國發(fā)展純氧助燃熔制玻璃技術(shù)的強大源動力包括：1）減少NOx的排放；2）如果要提高設(shè)備產(chǎn)量而又不能增加NOx的排放量，就必須采用純氧助燃技術(shù)，工業(yè)報告宜稱，由空氣助燃改用純氧助燃后，平均增加15%到20%的產(chǎn)量玻璃；3）從經(jīng)濟的角度出發(fā)，利用純氧燃燒可能是滿足EPA排放標準的最經(jīng)濟方法。其他使用氧氣的方法也在研究，包括氧助熔(作為電助熔的另一種選擇)，或與電助熔聯(lián)合使用。氧氣還可用作鼓泡介質(zhì)，特別是應用于氧氣在低溫下易于溶解的玻璃上，這樣可減少玻璃中的砂點。 污染物控制技術(shù)分析（一）熔化爐熔化爐除塵中的最佳控制技術(shù)（歐盟BAT）就是利用袋式除塵器或者濕式洗滌器進行煙氣除塵。兩種治理技術(shù)設(shè)備的比較見表23。表2 3 濕法和干法除塵設(shè)備比較治理技術(shù)干法凈化系統(tǒng)濕法凈化系統(tǒng)多管旋風分離器布袋除塵器文丘里洗滌器生物過濾器排放水平(mg/Nm3)100~2005202015020150投資費用低高低中等能量消耗低低中等高高優(yōu)點其他廢氣凈化方法的預處理設(shè)備操作規(guī)范能有很高的除塵效率；能夠?qū)崿F(xiàn)粉塵的回用去除部分的SO2，再次生成幾率低安裝簡易，不易造成二次污染缺點效率低，尤其對于細顆粒物的去除效率低體積大，火災隱患，濾料容易阻塞濕污泥，廢水處理，損耗后處理效率下降高能兩消耗，易磨損，濕污泥，廢水處理一般濕式洗滌器具有低投資費用和維護，但是要達到滿意的捕集效率需要高能量消耗，同時存在污泥和洗滌液的處理處置問題。為了杜絕或降低二氧吲哚以及呋喃的含量。有些情況下，還要優(yōu)先選擇濕式除塵器。干式除塵系統(tǒng)的投資費用較高并且需要控制進入氣體的條件(溫度、水分和有機氣體含量、CO：O2比)，但是其運行能量消耗較濕式洗滌器少。此外，回收的干態(tài)沖天爐粉塵還可回用到?jīng)_天爐中。干式除塵系統(tǒng)的除塵設(shè)備主要包含以下幾種類型：1）多級旋風分離器多與袋式除塵器聯(lián)合使用，作為前級的大顆粒粉塵的分離器?？梢宰柚箮Щ鹦堑慕固款w粒接觸濾布。如果旋風分離器設(shè)計時采用內(nèi)襯耐火材料和高碳鋼，能夠在高溫度下運行。但是，單獨使用旋風分離器，其捕集效率不能滿足現(xiàn)有法規(guī)要求，因此，其常常與其他除塵系統(tǒng)聯(lián)合使用。2）袋式除塵器袋式除塵器能夠滿足較低排放濃度的要求，并且可以對冶金煙塵顆粒具有較高的捕集效率，能夠資源回收。3）靜電除塵器該系統(tǒng)在鑄造工業(yè)并不普遍。該系統(tǒng)比較適和穩(wěn)定的工作條件，例如長期運行沖天爐，因為靜電除塵器對煙氣的溫度、流量和濕度條件變化較敏感?；祀s空氣的未燃盡含塵氣體，由于其體積比除塵器要大的多，容易發(fā)生爆炸危險。圖21是帶有熱回收和袋式除塵器的鼓冷風沖天爐示意圖。圖21 帶有熱回收、冷卻的沖天爐干法袋式除塵系統(tǒng)流程圖沖天爐采用最佳實用技術(shù)的控制水平見表24和表25，排放值均為實際測量時期的平均值。當連續(xù)監(jiān)控可行時，可用每日平均值，在標準工況273K。表24化鐵爐的污染控制水平參數(shù)控制水平顆粒物520mg/Nm3PCDD/PCDF≤表25 沖天爐的污染控制水平類型參數(shù)控制水平(mg/Nm3)沖天爐熱鼓風CO201000SO2201000NOX20 – 100NM10 – 200鼓冷風SO2100400NOX2070NMVOC1020焦炭NOX160400電弧爐NOX1050CO200旋轉(zhuǎn)爐SO270130NOX50250CO2030（二）陶瓷、搪瓷、磚瓦窯陶瓷、搪瓷、磚瓦窯污染物治理最佳實用技術(shù)主要有袋式除塵器和燒結(jié)材料過濾器。（一）袋式除塵器袋式除塵器去除煙氣中的粉塵適用于陶瓷制造工業(yè)的所有生產(chǎn)部門，尤其是適用于原始材料的干燥制備中的粉塵去除，包括噴霧干燥、成形干燥、碾碎干燥過程。有時候需要與旋風預除塵器聯(lián)合一起使用。袋式除塵器除塵效率一般能超過98%達到99%，出口濃度控制水平為220 mg/m3。（二）燒結(jié)材料過濾器該過濾器的重要組成是作為鏈接元件鑲嵌在過濾系統(tǒng)中的剛性的過濾介質(zhì)。該過濾元件由PTFE包裹的燒結(jié)聚乙烯組成，使得過濾元件具有堅固的結(jié)構(gòu)和防水性能。這些先進的過濾介質(zhì)主要優(yōu)點是具有很高的煙塵凈化效率，并且系統(tǒng)阻力低，尤其是對于粗糙的陶瓷顆粒，還具有高耐磨性能。圖44是帶有脈沖噴吹清灰系統(tǒng)的剛性燒結(jié)材料過濾器示意圖。利用過濾單元，%，凈化后煙氣濃度能達到1mg/m3，可以將干凈氣體回送到工作場所。利用燒結(jié)網(wǎng)過濾器能夠去除如在噴霧上釉產(chǎn)生的含濕煙塵。這種過濾系統(tǒng)能將來自噴霧室的廢氣中分離的上釉粉塵直接回用。逆流的靜止區(qū)能保證粉塵在系統(tǒng)中的相對干燥。在理想狀態(tài)下，分離的有上釉顆粒在過濾系統(tǒng)中以油滴狀粉末上升。圖22是帶有袋式除塵設(shè)備的干法廢氣凈化工藝示意圖。該工藝中吸附劑以干粉末狀吹入廢氣氣流中。酸性成分在反應器或反應區(qū)被吸附，可以是介于爐窯和過濾設(shè)備之間的輸送管道。，并應保證足夠的接觸時間。反應器之后的過濾設(shè)備去除來至廢氣中的反應中和產(chǎn)物及過量的吸附劑。該部分主要采用袋式除塵器，因為它能夠為吸附劑和氣態(tài)污染物提供很好的接觸。濾袋的過濾材料必須能耐酸堿，并且能承受所處理廢氣的溫度。袋式除塵器干法廢氣凈化系統(tǒng)能達到處理后廢氣中氟化物濃度低于5mg/m3，懸浮顆粒物濃度2～20mg/m3。圖22 帶有袋式除塵器的干法廢氣凈化示意圖靜電除塵器能夠取代袋式除塵器，采用相同粉末狀反應劑注入系統(tǒng)。其優(yōu)點是能在更高的溫度下運行（高達到450℃），因此無需進行氣體的冷卻過程，并且可實現(xiàn)凈化后氣體的能量回收。但是另一方面，吸附劑和污染物之間的接觸反應差于袋式除塵器。靜電除塵器廢氣凈化系統(tǒng)處理后氣體能達到的顆粒濃度在5~50 mg/m3。采用上述最佳控制技術(shù)，顆粒物污染控制水平：120mg/m3；NO的排放控制水平低于500mg/m3，日平均值，以NO2計。具體見表26。表26 采用最佳實用技術(shù)有害污染物排放水平參數(shù)單位，日平均值污染排放水平氟以HF計mg/m315氯以HCl計mg/m315SOx以SO2計mg/m31500 氮氧化物控制技術(shù)分析工業(yè)爐窯廢氣中的氮氧化物的治理措施大致可分為一次措施和二次措施。一次措施突出污染源控制，即在產(chǎn)生NOx的源頭上進行嚴格控制，限制NOx的形成，主要的一次措施包括純氧阻燃技術(shù)和改進燃燒技術(shù)。二次措施是指對工業(yè)爐窯廢氣中已經(jīng)產(chǎn)生的NOx進行處理，從而降低廢氣排放時NOx的濃度和排放量，主要的治理措施包括：3R技術(shù)、SCR和SNCR脫硝技術(shù)。其中，采用SCR技術(shù)脫硝效率可達70~80%。 煙塵排放限值確定一、主要計算方法（1）實測數(shù)據(jù)的來源篩選編制本標準所依據(jù)的實測數(shù)據(jù)主要由上海市各區(qū)、縣環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測測定。對實測數(shù)據(jù)的初審表明，各種類型爐窯排放同一種污染物的狀況差別較大，因而必需對數(shù)據(jù)進行初步的篩選。數(shù)據(jù)篩選的基本原則是剔除那些無污染治理措施，基礎(chǔ)資料不完整，表達不清楚和各種明顯的異常值。在數(shù)據(jù)量比較充分的前提下，要求篩選后保留的數(shù)據(jù)應不少于20個。（2）數(shù)據(jù)的排列和百分位數(shù)的確定將篩選后保留下來的數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列，并按下式確定其百分位數(shù)。 （21）式中：P——百分位數(shù)；N——數(shù)據(jù)總數(shù)；n—百分數(shù)；Zp—百分位數(shù)值；m——P值中的整數(shù)；Zm—P值中的整數(shù)位數(shù)值；R——P值中的小數(shù)。（3）排放濃度標準值的范圍從上述計算得到第60、70、80百分位數(shù)值，即為排放濃度標準值范圍。在一般情況下，將選擇第70百 分位數(shù)作為排放濃度標準值，但仍然可以在60~80百分位數(shù)作適當?shù)恼{(diào)整。這樣得到的排放濃度標準值從本市的事情情況出發(fā)，具有適當?shù)膶拠莱潭?，保證各企業(yè)在進行認真的污染治理和管理后，可以達到排放標準。（4）數(shù)據(jù)不足情況下的處理方法由于本標準涉及的工業(yè)爐窯種類較多，覆蓋的企業(yè)面廣，污染物項目也很多，并且有些項目是國家標準中沒有的，加上有寫項目的監(jiān)測非常規(guī)監(jiān)測，因而一些項目的數(shù)據(jù)量較少，還有少數(shù)項目的數(shù)據(jù)嚴重缺乏，對此類情況將采取相應的處理方法。由于數(shù)據(jù)不足，致使取得濃度的百分位數(shù)發(fā)生困難，采用的處理方法如下：1）污染物的排放濃度數(shù)據(jù)超過20個，則按上述方法直接計算濃度的百分位數(shù)值。少數(shù)情況下，雖然得到的濃度數(shù)據(jù)很多，但其變化仍然存在明顯的無規(guī)律，此時可采取歸一化處理。對數(shù)據(jù)采用歸一化處理的基本方法是：將相鄰兩數(shù)據(jù)取平均值，構(gòu)成一新的數(shù)據(jù)系列，若該系列仍有明顯的無規(guī)則現(xiàn)象，可按新的數(shù)據(jù)系列取相鄰的兩點再做平均，直至得到的數(shù)據(jù)系列處于規(guī)律性較好的情況下，再以上述方法取濃度的百分位數(shù)值。2）排放濃度數(shù)據(jù)為8~19個。這種情況下一般均需對數(shù)據(jù)系列進行歸一化處理，然后再計算百分位數(shù)值。3）排放濃度數(shù)據(jù)少于8個。由于數(shù)據(jù)量太少而市區(qū)其代表意義，此時一般不以百分位數(shù)來確定排放濃度標準，而是以參照國內(nèi)外同類標準和各種具體情況確定濃度排放標準值。二、參考計算方法大氣污染物的排放濃度，一般取決于生產(chǎn)工藝條件和污染治理措施。但是，綜合排放標準面對眾多的生產(chǎn)工藝過程，且相對部分的生產(chǎn)工藝改進，并不一定能改變污染物的排放現(xiàn)狀，因此本標準主要從污染治理措施的改善出發(fā)，對新建企業(yè)的排放標準提出更高的要求。（1）污染治理技術(shù)的調(diào)研和分析針對各污染物項目，進行污染治理技術(shù)的調(diào)查研究。一般說，各類污染治理設(shè)施均具有一定的適用范圍，要求調(diào)查研究提出該污染物項目的主要治理設(shè)施種類，這些治理設(shè)施的種類，應可適應排放該污染物80%左右的生產(chǎn)工藝過程需要。對于一個污染物項目來說，這樣的治理設(shè)施一般會有2~3種，最多可達4~5種。（2）最佳實用治理技術(shù)的確定確定最佳實用治理技術(shù)，意味著要求或促使新（擴、改）建企業(yè)采用該種治理技術(shù)，因此新（擴、改）建企業(yè)的排放標準將主要依據(jù)最佳實用治理技術(shù)所能達到的效果來制定。鑒于本市目前的實際情況，本標準按下列原則考慮最佳實用治理技術(shù)的采用：（a）優(yōu)先采用《國家環(huán)境保護最佳使用技術(shù)匯編》（2004）（2005）（2006）中列出的最佳實用治理技術(shù)。b、在上述匯編中未列出的治理技術(shù)，由本標準編制組自行調(diào)查研究，以治理效率高，易于操作和管理，費用可以承受為原則選擇“最佳實用”治理設(shè)施。c、目前發(fā)達國家普遍采用“最佳實用技術(shù)”（BPT）和“最佳可行技術(shù)”（BAT），其中前者（