淺析陶瓷行業(yè)大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及防治對策

李名 張楊

摘 要：陶瓷行業(yè)屬于高污染、高耗能行業(yè)，陶瓷生產(chǎn)企業(yè)對環(huán)境產(chǎn)生較大污染，尤以大氣污染為甚。本文主要分析了陶瓷行業(yè)對大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀，包括：煙氣污染（SO2、NOx）、粉塵及氟化物污染等，并分析了現(xiàn)階段我國陶瓷行業(yè)各污染物的主要污染防治對策。

關(guān)鍵詞：陶瓷；環(huán)境；大氣污染；治理

1 引言

目前我國是陶瓷生產(chǎn)及出口的主要國家之一，自1993年起我國陶瓷產(chǎn)量、人均消費及出口量均位列世界第一。2011年全國累計銷售陶瓷磚3000億元以上，已經(jīng)成為建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)和消費大國[1,2]。

但我國陶瓷行業(yè)屬于資源型、高污染、高耗能行業(yè)，粗放式經(jīng)營方式及工藝方面缺乏創(chuàng)新嚴(yán)重制約了陶瓷行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1t陶瓷，平均約消耗600度電或2.5t標(biāo)煤，對環(huán)境，特別是對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染[3]。尋找有效的大氣污染防治措施，是陶瓷行業(yè)如何創(chuàng)新發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

2 陶瓷行業(yè)對大氣環(huán)境污染的現(xiàn)狀

我國大氣環(huán)境污染屬于燃煤型污染，主要污染物為二氧化硫和粉塵，其中陶瓷行業(yè)二氧化硫排放量位于行業(yè)前列。而我國陶瓷產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)問題同樣突出，陶瓷生產(chǎn)的主要地區(qū)“三山一海夾兩江”均存在大氣區(qū)域總量超標(biāo)問題。

陶瓷產(chǎn)品種類繁多，但生產(chǎn)工藝基本上為以下幾個工序：配料、球磨、制漿、過篩、噴霧塔制粉、陳腐、成形、施釉、燒成及拋光等。陶瓷生產(chǎn)對大氣環(huán)境的污染貫穿其生產(chǎn)全過程。主要污染物有：燃料燃燒的高溫?zé)煔?、生產(chǎn)性及運輸過程中的排放粉塵和氟化物污染等。

2.1煙氣污染及危害

我國陶瓷產(chǎn)區(qū)酸雨的pH值多在4.3～4.6之間，二氧化硫引起的酸雨、氮氧化物引起的光化學(xué)反應(yīng)等環(huán)境污染問題已經(jīng)是全球急需解決的環(huán)境問題。

陶瓷行業(yè)噴霧塔制粉、窯爐燒成及鍋爐等均需要大量熱量。陶瓷行業(yè)多采用煤、重柴油、混合油、水煤氣、水煤漿等作為燃料，這些燃料含灰率、含硫率高，燃燒過程中產(chǎn)生大量煙塵、SO2、NOx、林格曼黑度，對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。

2.2 粉塵

飄塵是引起鼻炎、支氣管炎、氣管炎和肺炎的禍?zhǔn)祝叫∮?5?滋m的飄塵危害尤為突出。未來PM2.5亦是陶瓷行業(yè)粉塵監(jiān)控重點項目之一。

2.2.1生產(chǎn)性粉塵

陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵一般分為兩種：一種為粉塵狀污染物，主要來自于原料稱配、原料加工、制坯、釉料制備和施釉等工序；另一種為氣體污染物，主要來源于干燥和燒成工序[4]。

2.2.2運輸過程中的粉塵

我國陶瓷企業(yè)分布相對比較集中，如：廣東的清遠(yuǎn)、佛山，福建、四川等地，陶瓷企業(yè)所需的原料量大，運輸車輛散落的原料及道路揚塵會對道路及沿線大氣環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)筆者對清遠(yuǎn)及佛山等地的陶瓷工業(yè)區(qū)進(jìn)行實地調(diào)查，道路沿線大氣中粉塵濃度嚴(yán)重超標(biāo)，大氣環(huán)境質(zhì)量較差。

2.3氟化物污染

氟化物是目前人們關(guān)注的環(huán)境污染物之一，這是一種細(xì)胞原漿毒物，神經(jīng)細(xì)胞對它特別敏感。它可經(jīng)呼吸道、消化道及皮膚浸入人體。陶瓷生產(chǎn)中氟化物產(chǎn)生的主要過程是施釉后的燒成工序。

釉料是由長石粉（主要成分KAlSi3O8）、硼砂、石英、雙飛粉（精制白石灰）、高嶺土、二氧化鋯、氧化鋅等原材料按一定的配比經(jīng)高溫熔融而制成，在制備釉料時，常因工藝的需要配入一些具有毒性的化工原料，如鉛丹、氟硅酸鈉（Na2SiF6）等，Na2SiF6在高溫熔融狀態(tài)下全部分解，向大氣中排放SiF4，SiF4進(jìn)一步水解生成HF，污染大氣環(huán)境。

3 陶瓷行業(yè)大氣污染防治措施

陶瓷行業(yè)大氣污染防治工程應(yīng)兼顧技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行性。同時，應(yīng)根據(jù)我國環(huán)境保護(hù)法核心思想，以源頭控制、預(yù)防為主、防治結(jié)合、因地制宜為基本原則。

我國陶瓷企業(yè)大氣污染物都能實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但由于企業(yè)分布集中，陶瓷工業(yè)園及其區(qū)域大氣污染物總量大多超標(biāo)。因此，從源頭上控制，減少污染物產(chǎn)生量是我國陶瓷行業(yè)大氣防治未來發(fā)展的總趨勢。

3.1源頭控制、預(yù)防為主

我國現(xiàn)在大力推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)及節(jié)約能源法，其基本思想是從源頭控制污染物，做到預(yù)防為主。改變我國現(xiàn)行的先污染后治理的粗放式經(jīng)濟(jì)模式，從長遠(yuǎn)、整體系統(tǒng)的角度解決大氣污染問題，陶瓷行業(yè)想要取得突破性的發(fā)展，并調(diào)整改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從源頭控制污染物，做到預(yù)防為主，是陶瓷行業(yè)大氣污染防治的主要手段之一。

我國于2006年發(fā)布的《陶瓷行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系（試行）》中對相關(guān)工序污染物產(chǎn)生量做出明確規(guī)定，推行清潔生產(chǎn)是陶瓷行業(yè)減少大氣污染物產(chǎn)生的有效途徑。主要從以下幾方面實現(xiàn)：

（1）主要從選擇清潔能源（如使用天然氣、輕油、生物質(zhì)等清潔燃料替代高硫、高灰燃料），使用清潔能源不僅從源頭上減少了污染物產(chǎn)生，同時降低產(chǎn)品成本。根據(jù)《現(xiàn)代技術(shù)陶瓷》相關(guān)報道，醴陵陶瓷業(yè)經(jīng)過幾年努力，對傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)線進(jìn)行技改，燃煤改為燃?xì)?，其能源成本降低約四成。

（2） 采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、新型無毒、低毒材料，可有效減少大氣污染物產(chǎn)生[5]。

（3） 選用新型節(jié)能低污染燃燒技術(shù)，如高溫空氣燃燒技術(shù)、脈沖控制高速燃燒系統(tǒng)、受控脈動燃燒技術(shù)等。這些技術(shù)在日本、美國及法國均有使用，主要特點是節(jié)能，并減少大氣污染物產(chǎn)生，但成本較高[6]。

（4） 加強(qiáng)環(huán)境管理，以預(yù)防為主，減少污染物產(chǎn)生。

3.2治理措施

3.2.1煙氣治理措施

陶瓷行業(yè)污染治理主要包括三個方面[4]：一是煙氣燃燒過程中脫硫、脫硝；二是采用尾氣脫硫除塵技術(shù)；三是增加煙囪高度。

（1） 煙氣燃燒過程中脫硫、脫硝: 如采用循環(huán)流化床鍋爐，就能在爐內(nèi)實現(xiàn)低氮燃燒和脫硫；或者燃燒過程添加燃燒促進(jìn)劑，可使用燃料充分燃燒、氧化等，減少污染物產(chǎn)生。

（2） 尾氣脫硫除塵技術(shù)

尾氣脫硫除塵技術(shù)在我國現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛，陶瓷行業(yè)煙氣主要來自燃料燃燒，其污染物成分復(fù)雜，主要包括二氧化硫、氮氧化物、煙塵及林格曼黑度。因此，在實際工程中，窯爐、鍋爐及噴霧塔燃燒煙氣多采用幾種治理措施相結(jié)合的方式治理。常見治理措施組合有：

1） 布袋除塵+濕式脫硫脫硝

布袋除塵其除塵效率可達(dá)99%以上，在大氣粉塵防治方面運用極為廣泛。但值得注意的是，布袋除塵器對煙氣含水率及溫度均有所要求，布袋除塵器不宜安裝在濕式脫硫工藝后面；布袋耐溫一般在120°C左右，而陶瓷行業(yè)燃燒煙氣其溫度較高。因此，在布袋除塵器前應(yīng)充分考慮降溫措施，多選用旋風(fēng)除塵器或降溫系統(tǒng)作預(yù)處理。

目前，陶瓷行業(yè)的煙氣治理多以濕法——雙堿法脫硫為主，因其兼具除塵、脫硫、脫硝作用，且脫硫效率一般可達(dá)80%以上[7]，為我國應(yīng)用較為成熟的大氣污染治理措施之一。

NOx污染問題以往不被陶瓷企業(yè)和環(huán)保部門重視，隨著國家“十二五”規(guī)劃，將NOx列入我國大氣總量控制指標(biāo)，各企業(yè)和環(huán)保部門也已逐漸認(rèn)識到NOx治理的必要性。而雙堿法除脫硫外，還兼具脫硝的作用。因此，應(yīng)用廣泛。 2） 電除塵+濕式脫硫脫硝

電除塵其除塵效率可達(dá)99%以上，且其對煙氣含水率及溫度要求不高。因此，得到廣泛應(yīng)用，但其造價及運營費用較高。

3.2.2粉塵污染防治措施

（1）生產(chǎn)性粉塵污染防治

在陶瓷行業(yè)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的粉塵治理技術(shù)主要有：水膜除塵、旋風(fēng)除塵、袋式除塵及靜電除塵等。國內(nèi)已有多家企業(yè)采用花崗巖水膜除塵器，除塵效率在90%以上；而旋風(fēng)除塵器的除塵效率可達(dá)到60%～70%，與其它除塵器聯(lián)合使用效果更好；袋式除塵器和靜電除塵器除塵效果一般可達(dá)到99%以上，除塵效果較好[8]。

（2） 運輸過程中的粉塵污染防治

陶瓷原料運輸過程如不進(jìn)行嚴(yán)格的管理，運輸粉塵將會對沿線及區(qū)域環(huán)境質(zhì)量造成較大的影響。目前，針對運輸過程中產(chǎn)生的粉塵主要是對運輸原材料的車輛加蓋密封方可運輸，避免因風(fēng)等天氣產(chǎn)生揚塵，導(dǎo)致粉塵對道路及沿線大氣環(huán)境的影響。

3.2.3氟化物污染防治措施

氟化物是陶瓷企業(yè)大氣特征污染物之一，如未經(jīng)處理直接排放到大氣中，將會造成臭氧層的破壞。目前，陶瓷行業(yè)廢氣中氟化物的治理，主要采用的處理技術(shù)有干法和濕式為主，干法的主要吸收劑為：CaCO3；濕式法的吸收劑主要有：Ca（OH）2、NaHCO3及NaOH等，去除效率一般均可達(dá)90%以上[3]。

3.3因地制宜

陶瓷行業(yè)還應(yīng)充分考慮所在地的地理、氣候條件，因地制宜，合理布局等，減少大氣污染物對周邊環(huán)境的影響。同時，根據(jù)不同生產(chǎn)工藝，選擇經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行的污染治理措施，最大程度地減少污染物產(chǎn)生。

4 結(jié)語

目前，我國陶瓷行業(yè)存在較多的環(huán)境問題，尤以大氣污染最為嚴(yán)重，特別是陶瓷企業(yè)較為集中的地區(qū)。因此，從改善區(qū)域大氣環(huán)境角度出發(fā)，陶瓷企業(yè)應(yīng)逐步提高各項大氣污染防治措施，不斷改進(jìn)大氣污染處理工藝和防治措施，加強(qiáng)管理，增加環(huán)保投資，改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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