工业炉窑大气污染治理方案出炉

工业炉窑大气污染治理方案出炉

陆明伟 1 白艳伟 2 陈厶玮 3

1和 2沈阳格竹科技有限公司，辽宁 沈阳 110000

3沈阳鼓风机集团辅机成套工程有限公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：科技发展迅速的同时工业建设的发展也日新月异。进入21世纪以来，我国在工业领域发展迅猛，取得了举世瞩目的发展成就，为我国的经济建设打下了坚实的工业基础。但与此同时，工业设备发展的滞后性也随之显现，尤其是当前我国环境污染问题形势严峻，对于环境保护和治理也达到了前所未有的高度。我国是一个发展大国，对于能源的需求已经十分紧迫，而工业炉窑的高能耗、高污染的现实也理所当然的成为了当前关注和治理的重点。因此，对于工业炉窑的环境治理研究也成为了当前亟待解决的现实问题。

关键词：工业炉窑；大气污染治理；方案出炉

引言

工业炉窑主要是工业炉与工业窑的统称，两者的应用范围有所不同，前者主要是指加热或熔化金属的装置，且较广泛地应用于冶金与机械系统，而后者与工业炉相反，主要是用于加热或熔化非金属的装置，被广泛应用于硅酸盐工业系统。据调查发现，我国的工业窑炉中燃料炉所占比重最大，且工业炉主要是以煤等固体燃料为主，燃煤工业炉所占比重约为70%，虽然燃油与燃气炉窑近年来呈现逐渐上涨的趋势，但其上涨趋势相比燃煤工业炉仍然较小，因此可预测我国的以煤为主能源结构在近期内不会发生太大变化，这样的不平衡结构不利于工业炉窑的节能实施。目前也已经有不少企业开始探究工业炉窑的节能技术，通过优化设计、改进设备提高利用率并降低能耗、充分利用现代新科学新技术以达到节能减排的目的。

1概述

《方案》提出了工业炉窑大气污染综合治理的重点任务。加大产业结构调整力度，一方面要严格建设项目环境准入。新建涉工业炉窑的建设项目，原则上要入园区，配套建设高效环保治理设施。重点区域严格控制涉工业炉窑建设项目，严禁新增焦化、电解铝等产能；原则上禁止新建燃料类煤气发生炉（园区现有企业统一建设的清洁煤制气中心除外）。另一方面，要加快淘汰落后产能和不达标工业炉窑，分行业清理《产业结构调整指导目录》淘汰类工业炉窑。对热效率低下、敞开未封闭，装备简易落后以及无治理设施等严重污染环境的工业炉窑，依法责令关闭。要实施燃料清洁低碳化替代，对以煤、石油焦、渣油、重油等为燃料的工业炉窑，加快使用清洁低碳能源进行替代，重点区域禁止掺烧高硫石油焦。2020年年底前，重点区域淘汰炉膛直径3米以下燃料类煤气发生炉；加快淘汰燃煤工业炉窑。同时，还要深入推进涉工业炉窑企业综合整治。已有行业排放标准的工业炉窑，严格执行行业排放标准相关规定，配套建设高效脱硫脱硝除尘设施，确保稳定达标排放。已制定更严格地方排放标准的，按地方标准执行。重点区域焦化、石化、化工、有色等行业，二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、VOCs排放全面执行大气污染物特别排放限值。《方案》提出，将推进重点行业污染深度治理。重点区域内电解铝企业全面推进烟气脱硫设施建设；全面加大热残极冷却过程无组织排放治理力度，建设封闭高效的烟气收集系统，实现残极冷却烟气有效处理。推进具备条件的焦化企业实施干熄焦改造，在保证安全生产前提下，重点区域城市建成区内焦炉实施炉体加罩封闭，并对废气进行收集处理。

2有色金属工业炉窑的现状分析

随着行业的快速发展，冶金工艺技术不断取得突破性进展，火法冶炼中的传统工艺已几乎全部淘汰，比如传统炼铜中的鼓风炉、反射炉和电炉已被富氧闪速熔炼和富氧熔池熔炼技术取而代之；铅的火法冶炼中传统的鼓风炉处理高铅渣技术已被市场淘汰，现阶段底吹氧化炉、底吹还原炉、氧化炉炼铅法和底吹氧化炉、侧吹还原炉、烟化炉炼铅法等发展为国内市场的主流技术；锌冶炼由原有的传统工艺发展为密封鼓风炉技术等。现将一些先进的有色金属冶炼设备和技术等做简要阐述。目前全球最先进的火法炼铜工艺根据技术特点可简分为三大类：一是以芬兰奥图泰闪速炉为代表的闪速熔炼技术，有工艺成熟的奥图泰闪速炉熔炼，清洁环保的“双闪”工艺，以及直收率高，能耗更低、原料适应性更强的金川合成炉；二是以原料不需深度干燥的艾萨炉和澳斯麦特炉为代表的艾萨炉熔池技术；三是底吹熔炼和底吹吹炼技术，原料不需要深度干燥且可以实现熔炼与吹炼“热连接”。上述三类中的后两类都属于熔池熔炼技术，熔池熔炼炉具有流程短、备料工序简单、冶炼强度大、炉床能力高、节能环保、炉渣易于得到贫化和机械烟尘低等一系列优点，从而获得了广泛重视。富氧熔池熔炼有顶吹、侧吹和中国恩菲开发的氧气底吹熔炼，高富氧鼓风是这些先进的熔炼工艺的技术基础。熔池熔炼的炉型还有诺兰达炉、艾萨炉、澳斯麦特炉、瓦纽科夫炉及三菱法熔炼炉等。世界最大的澳斯麦特炉在我国大冶有色金属有限责任公司冶炼厂，采用顶吹富氧顶吹熔炼技术，取代原有的反射炉贫化工艺。澳斯麦特炉是赛罗炉和艾萨炉结合体的技术改进版，通过大量的技术创新，在熔体-炉料-气体之间形成强烈的搅拌，不仅使得熔池的质量、热量传递和化学反应速率大大强化，而且使熔池上方的金属蒸气和碳致颗粒充分燃烧，反应热效率提高的同时烟气性质大大改善。近些年我国铅冶炼不断引进国外先进技术，充分结合现有的技术设备优缺点，将各炉型完美嫁接，独树一帜，形成具有我国独特的多炉、连续、清洁化生产的创新技术，如双底吹、底吹+侧吹炼铅技术等。这些新工艺逐步实现连续化生产，能耗减少，有部分工艺采用天然气等清洁能源，改变了传统冶铅间断生产和采用大量燃煤作为还原剂的局面，烟气排放大大地减少，绿色环保。

3工业炉窑节能在线检测的实施过程

构建的主要作用在于对工业炉窑运行过程中的一系列相关数据进行准确测量，主要包括炉内温度的均匀性、分布情况以及稳定性等指标。该系统由红外测温仪、数据采集器、卷尺、测温支架等设备组成。另外，利用相关设备获取指标数据必不可少，在此实验过程中，红外测温仪功率分析仪以及数据采集器等相关设备的运用对实验的开展起着举足轻重的作用，这也同样对设备的准确性与稳定性提出了更为严格的要求。在此需要说明，这些设备所检测的参数均为中间数据，其次本系统还合理利用了隔热盒以及无线采集系统，主要原因是由于工业炉窑的运行环境一般应保持在800-1200℃。而红外测温仪的使用可有效改善炉内温度，进一步提高实验的准确性，最大程度的减小实验过程中可能出现的误差。通过以上测试设备的合理使用与布局，对本企业的炉温的均匀性进行了检测，其具体的检测流程为布线——炉内温度的设置――相关数据的收集与处理，本论文主要以尺寸为3.5mX1.5m的台车式电阻炉为例子。首先，对于第一步而言，主要是将测量热电偶置于炉窑内，且其放置位置需要按规定进行。通过实际操作，应观察最能反应坩埚温度的相关距离，这里的距离主要是指热电偶保护管顶部距离坩埚的距离，可得出结论发现，在热电偶保护管的顶部距离坩埚150-350mm时对坩埚温度的反映最为准确，距离太近或太远都不能真实的反映坩埚的温度。其次在设置温度的步骤中，需要将炉内进行升温操作，并主要测量650℃和950℃，随后进行相关数据的记录，应注意记录频率会随温度变化情况有所不同，在达到稳定温度的后五分钟之内需要记录一套数据，随后的记录频率主要为每两分钟记录一次，最后一直到连续五个以上在温控准确度范围的测试点出现作为终止测量的条件。通过实验得出本操作对象――炉温的均匀性以及稳定度分别为7.0~7.2℃、3.5~8.6℃，最后计算炉内的总热效率为65.76%。通过以上测试实验可以发现本电阻炉的总热效率在60%左右，而箱式炉温度一般会低于炉膛的中心温度30-50℃，这正是由于箱式炉炉口的密封性能不好所导致的。针对此现象，应该采取合理的方式提高炉门口处的温度，从而进一步增强炉温的均匀性，如可以在炉门处加装电热元件以达到改善目标。

结语

我国当前的环境保护形势严峻，环保政策也更为严格，工业炉窑作为工业生产中主要的污染源头，环境整治势在必行，结合当前的发展实际，工业产业化的深入调整，工业炉窑必须要进行全面的改造升级，迎合我国的健康可持续的经济发展目标，在环保领域走在国际前列，维护好我国的生态发展水平，实现我国的全面综合可持续发展。

参考文献

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[3]靳华.我国工业炉窑节能途径初探[J].工业炉,1982(04):42-45.

[4]李智敏,彭晓峰,曲艺.工业炉窑节能的思考[J].工业加热,2000(06):4-8.