內墻磚生產引起的大氣污染及防治措施

王才梅　張　渝

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

內墻磚生產引起的大氣污染及防治措施

王才梅張渝

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

內墻磚生產過程中產生的大氣污染物主要為噴霧干燥塔和窯爐產生的煙塵、SO2、和NOX以及破碎、壓制、磨邊等工序產生的粉塵。這里針對以天然氣為燃料的內墻磚生產過程中大氣污染物的產生情況，結合對現有企業的調查情況，提出合理可行的防治措施。

內墻磚；大氣污染；防治措施

0　前言

建筑陶瓷是建材工業的重要組成部分，是美化生活環境不可缺少的建筑裝飾、裝修材料。建筑陶瓷包括外墻磚、內墻磚、地板磚、廣場磚、錦磚、玻璃磚、陶管磚等，是房屋建筑內外墻面、地面的重要裝飾材料。建筑陶瓷產品具有無毒、無味、防火、防老化、耐腐蝕、耐熱、易于清潔等特性，在國際、國內建筑裝飾市場中占有不可替代的重要地位。隨著人們對各類建筑陶瓷的需求越來越大，建筑陶瓷生產過程中的污染物排放也越來越嚴重。由于建筑陶瓷種類較多，各類建筑陶瓷的生產工藝也略有不同，這里僅針對以天然氣為燃料的內墻磚生產過程中產生的大氣污染物防治措施進行探討分析。

1　內墻磚生產工藝簡介

內墻磚生產所用的原料主要為長石、石英、黏土。塊狀物料經破碎后卸入原料堆棚。

原料堆棚中物料經計量稱重后落入配料斗下方皮帶運輸機，再由皮帶運輸機輸送到球磨機進料口上方進料斗，之后進入到球磨機內球磨。出磨泥漿經過篩、除鐵后放入裝有慢速攪拌機的泥漿池進行陳腐。

通過陳腐后的泥漿由泥漿柱塞泵打入到噴塔內霧化干燥，制備好的粉料出塔過篩，然后入皮帶運輸機、斗式提升機送至鋼料倉內，由葉輪給料器、皮帶運輸機和斗式提升機送至壓機料倉內供成型使用。成型合格的坯體由磚坯輸送線送至素燒輥道窯進坯機上準備進窯。

內墻磚生產采用二次燒成工藝，即素燒+釉燒。坯體先經1 100～1 120℃素燒，將坯體中大部分碳素和有機物質燒盡，可有效避免釉燒時出現棕眼、釉泡等缺陷，并可增加坯體強度，利于后續施釉、轉運操作，減少破損。經檢驗剔除不合格素胎后，進行施釉。施完釉的坯體由磚坯輸送線送至噴墨打印工序，然后噴墨打印圖案。噴墨打印后的坯體通過磚坯輸送線送至釉燒窯內在1120～1150℃下釉燒。

采用磨邊機對燒制成品規格尺寸進行修整，使產品規格尺寸一致，外觀漂亮，便于敷貼。

經磨邊后的成品通過輸送線進行檢查、分級，外觀由人工進行檢查，由機械進行包裝，包裝后的產品放在木托架上，由叉車運送入庫。

內墻磚生產工藝流程圖見圖1。

圖1　內墻磚生產工藝流程圖

2　內墻磚生產引起的大氣污染及防治措施

1）原料破碎粉塵

破碎車間主要是將來料為塊狀的石英、長石等破碎成粒徑約3 mm的細料。破碎過程粉塵產生濃度較高，如顎式破碎機出料口粉塵濃度3 000～3 200 mg/m3［1］，采用袋式除塵器處理，粉塵排放濃度可小于30 mg/m3，破碎機粉塵排放濃度能滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）的要求。

2）噴霧干燥塔廢氣

噴霧干燥塔熱源采用天然氣，粉料干燥過程產生大量煙氣，主要污染物為煙塵、SO2和NOx。

噴霧干燥塔尾氣含塵的濃度一般較高，且其中的游離硅含量高，需要采取兩級除塵。第一級可采用旋風分離器，除塵效率在80%以上。旋風式分離器既作為除塵設備又作為收料設備。第二級可使用袋式除塵器，袋式除塵器的主要功能是對一級處理后無法達標的廢氣作二次處理，總除塵效率99%。對現有陶瓷生產企業的監測數據進行統計分析，噴霧干燥塔尾氣含塵濃度約為2 000 mg/m3，經除塵后粉塵排放濃度約20.0 mg/m3，顆粒物排放濃度能滿足《陶瓷工業污染物排放標準》（GB 25464-2010）及修改單30 mg/m3的限值要求。

SO2產生于燃料中的硫，由于天然氣含硫率極低，噴霧干燥塔SO2產生濃度一般均小于10.00 mg/ m3，直接排放即可滿足《陶瓷工業污染物排放標準》（GB 25464-2010）及修改單50 mg/m3的限值要求。

NOx有三個來源，分別為快速NOx、熱力NOx及燃料NOx。快速NOx一般占總量的比例小于5%。燃料NOx生成量與燃料中氮含量密切相關。熱力NOx主要在燃料燃燒過程中生成，溫度低于1 400℃時生產速度較慢，高于1 400℃生產速度明顯加快。噴霧干燥塔采用燃天然氣熱風爐，工作溫度600～800℃，熱量傳輸迅速、燃燒完全。NOx產生濃度約為30.00 mg/m3，直接排放即可滿足《陶瓷工業污染物排放標準》（GB 25464-2010）及修改單180 mg/m3的限值要求。

3）壓制成型粉塵

成型主要采用全自動液壓壓磚機，屬于接觸型加壓形式，壓制成型工段會有粉塵產生。壓機廢氣中粉塵濃度約為700.00 mg/m3，經脈沖袋式除塵器處理后，廢氣中粉塵濃度小于30 mg/m3，滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）的要求。

4）輥道窯廢氣

輥道窯燒制過程產生高溫廢氣，燃料采用天然氣，廢氣中主要污染物為煙塵、SO2、NOx和氟化物。

天然氣屬于清潔能源，廢氣中基本無粉塵產生。天然氣通入輥道窯進行燒制，產生的高溫廢氣引入坯體干燥段作為烘干熱源，此過程中會從磚坯表面帶出極少量粉塵。輥道窯煙塵排放濃度一般小于5 mg/m3，可不經處理直接排放。

廢氣中SO2主要來源于燃料中硫及原料中硫。高溫時，原料中一部分硫形成SOx釋放到窯爐廢氣中。內墻磚生產原料中硫含量很少，有多大比例的硫形成SOx也不易確定。原料中含有CaO，CaO與SOx反應可消除部分硫的排放，反應產物留在坯體中。經類比同類項目，SO2產生濃度小于15 mg/m3，可不經處理直接排放。

內墻磚生產過程中燃料型及快速型燃燒產生的NOx極少，可忽略不計，主要考慮熱力型NOx。輥道窯的燒成溫度在1 100～1 150℃，釉燒窯較素燒窯略高，實際上，T＜1 400℃時，NOx的生成量非常少，因此，廢氣中的NOx濃度不高，一般均小于40 mg/m3，可不經處理直接排放。

氟化物是陶瓷生產特征大氣污染物之一，主要來自于原料中的氟元素，但原料中含氟量極小，以現有陶瓷生產企業的監測數據進行統計分析，經類比同類項目氟化物產生濃度小于1.0 mg/m3，可不經處理直接排放。

以天然氣為燃料的輥道窯燒成產生的廢氣污染物濃度較低，遠低于《陶瓷工業污染物排放標準》（GB 25464-2010）及修改單的限值要求，該廢氣可不經處理直接排放。

5）磨邊粉塵

內墻磚生產采用干法磨邊技術，內墻磚的磨余量約為1%，磨余量全部成為粉塵被磨邊機集氣罩收集并經袋式除塵器處理后達標排放，收塵灰返回球磨工段回用。磨邊廢氣進袋式除塵器粉塵濃度約為3 300 mg/m3，處理后粉塵濃度小于30 mg/m3，滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）的要求。

6）無組織粉塵排放

生產所需原料采用汽車運輸進廠，分類貯存于密閉原料庫內，貯存過程揚塵損失較小，一般不需考慮。無組織排放主要產生于卸料及向受料斗轉運作業過程產生的少量粉塵。原料庫頂部設置霧化噴淋裝置，用于平時卸料及貯存過程的降塵處理。無組織排放的少量粉塵再經庫房沉降，對外環境影響較小。

物料在通過輸送設備傳輸至生產設備及喂料過程中，由于外力或落差因素會產生粉塵。工程在設計時均采用全密封廊道輸送，應選用密閉性能好的輸送和給料設備。另外，由于物料含水量較大，粉磨采用濕式球磨（含水量約35%），壓制磚坯時粉料含水量較大（6%～9%），生產車間均為全封閉，在車間內布置吸塵器，及時清掃工作臺面及地面粉塵，這些保證了車間無組織排放粉塵達標，不會對環境造成明顯影響。

3　大氣污染防治措施分析

1）廢氣環保措施可行性分析

袋式除塵器是目前治理粉塵的主要除塵措施，袋式除塵的濾料利用網孔阻留塵粒間產生 “架橋”現象及碰撞、攔截、擴散、靜吸收和重力沉降等作用，使粉塵很快被纖維捕集，除塵效率極高，達99%。袋式除塵器具有附屬設備少、投資省、技術要求不高、性能穩定可靠、對負荷變化適應性強、運行管理簡便、適宜捕集細微而干燥粉塵的特點。

結露是袋式除塵器運行中最常見問題，水分是濾袋結露的最大原因。造成濾袋含有水分的原因通常是低溫發生凝露，尤其在處理燃燒或高溫煙氣時，當濾袋表面的初始粉塵層含有水分，干燥后就會使粉塵凝結、板結［2］。破碎機、壓機、磨邊機廢氣含水量非常低，露點溫度也非常低，袋式除塵器運行溫度遠高于廢氣的露點溫度，因此不會出現糊袋現象。但是噴霧干燥塔廢氣中含水量較高，工藝控制不當的話，袋式除塵器濾袋即可能出現糊袋。噴霧干燥塔煙氣設計出口溫度為80～120℃，正常運行情況下，噴霧干燥塔袋式除塵器不會出現糊袋。

綜上分析，項目噴霧干燥塔、破碎機、壓機、磨邊機等設備含塵廢氣采用袋式除塵器可以做到穩定達標運行。

2）無組織排放措施分析

無組織粉塵排放源主要有原料堆場、破碎車間、物料輸送、壓制車間以及磨邊車間。對于物料堆場，采取封閉措施，只留車輛出入口，堆場內布置噴水裝置；對于物料輸送，采用封閉的皮帶輸送廊；對于破碎車間、壓制車間及磨邊車間，采取車間封閉并加袋式除塵器的措施。采用上述措施后，可減輕堆場揚塵污染，減少各工序無組織粉塵排放，項目無組織排放防范措施可行。

4　結論

以天然氣為燃料的內墻磚生產線主要大氣污染物為煙粉塵、SO2、NOx和氟化物。由于SO2、NOx和氟化物的產生濃度均遠低于《陶瓷工業污染物排放標準》（GB 25464-2010）及修改單的要求，可直接排放，因此以天然氣為燃料的內墻磚生產線大氣污染防治主要針對煙粉塵。在采用袋式除塵器對有組織廢氣進行除塵處理，采取車間封閉、全密封廊道輸送對無組織排放廢氣進行除塵處理的情況下，內墻磚生產引起的大氣污染對環境影響較小。

［1］沈帥冰.淺談建筑陶瓷廠生產中的除塵措施［J］.山東陶瓷，2000，23（3）：29～31.

［2］汪波，劉晶.袋式除塵器運行中常見問題淺析［J］.中國環保產業，2010：45～52.