《工业炉窑大气污染物排放标准》

修订说明

标准编制组

二〇一八年十一月

1 任务来源与工作过程

1.1 任务来源

为贯彻实施《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规，控制污染、改善环境，进一步控制工业炉窑大气污染物排放，受山东省环境保护厅委托，山东省环境规划研究院、山东师范大学承担了山东省《工业炉窑大气污染物排放标准》的修订工作。

1.2 工作过程

2018年2月，省环保厅立项对《工业炉窑大气污染物排放标准》进行修订。

2018年3月-5月，成立标准编制组，开展标准文献资料调研，编制标准开题报告。

2018年6月，《工业炉窑大气污染物排放标准》开题报告通过专家论证。

2018年7月-10月，编制组赴济南、临沂、淄博等市企业进行实地调研监测，根据调研情况编制完成《工业炉窑大气污染物排放标准》座谈会稿。

2018年11月，修改形成《工业炉窑大气污染物排放标准》征求意见稿，公开征求社会各界意见。

2 标准制修订必要性分析

2.1改善大气环境质量的需要

山东省政府发布实施《山东省2013-2020年大气污染防治规划》，提出到2020年，全省环境空气质量基本达标，比2010年改善50%左右。2017年，全省细颗粒物（PM2.5）平均浓度为57μg/m3；可吸入颗粒物（PM10）平均浓度为106μg/m3，比2010年改善30.3%；二氧化硫（SO2）平均浓度为24μg/m3，比2010年改善72.1%；二氧化氮（NO2）平均浓度为37μg/m3，比2010年改善21.3%，距离《环境空气质量标准》二级标准仍有一定差距（《环境空气质量标准》二级标准：PM2.5年均浓度35μg/m3，PM10年均浓度70μg/m3，SO2年均浓度60μg/m3，NO2年均浓度40μg/m3）。为实现我省环境空气质量目标，有必要根据实际需要对相关指标进行加严，以实现排放限值与大气环境管理目标的衔接。

2.2调整我省能源、产业结构的需要

工业炉窑污染物产生量和排放量较大，对大气污染物浓度贡献率较高，是造成大气污染的重要原因之一。通过工业炉窑排放标准的修订，有利于淘汰一批规模小、工艺落后、达标治理无望的小型工业炉窑，引导一批企业通过清洁能源替代实现达标排放，从而推动我省能源、产业结构调整，有效改善大气环境质量。

2.3标准管理的要求

2017年2月，山东省质量技术监督局印发的《山东省强制性地方标准整合精简结论的公告》(鲁质监标字〔2017〕42号)中提出要对《山东省工业炉窑大气污染物排放标准》(DB37/2375-2013)进行修订。标准的修订将进一步做好与山东省区域性大气污染物综合排放标准的衔接。

3 山东省工业炉窑概况及污染控制技术分析

3.1工业炉窑类型及分布情况

3.1.1 工业炉窑类型

工业炉窑是指在工业生产中用燃料燃烧或者电能等转化产生的热量，将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备，广泛应用在钢铁、冶金、有色金属、机电、化工、耐火材料、玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷、搪瓷等行业，炉型种类达上百种。按炉窑的用途分类有：炼焦、熔化、烧成、轧制、锻造、热处理、干燥等；按炉窑的使用能源分类有：燃煤、燃气、燃油、燃生物质等炉窑及利用电能等加热的炉窑，还包括吹氧、铝热法或原料参与燃烧等炉窑；按生产操作方式分类有：连续式、间断式等；按炉窑安装方式分类有：卧式、立式等。

根据各地市环保局提供的2017年炉窑专项整治情况统计表，全省炉窑4036座，分属3352家企业。炉窑类型以建筑卫生陶瓷窑、石灰窑、水泥窑、干燥炉窑、高炉等居多，其中建筑卫生陶瓷窑、石灰窑分别占总数的64.3%、11.5%。其中建筑卫生陶瓷窑、石灰窑、水泥窑等执行《山东省建材工业大气污染物排放标准》，钢铁企业高炉执行《山东省钢铁工业大气污染物排放标准》。

3.1.2 工业炉窑分布情况

（1）地区分布情况

山东省各市工业炉窑数目存在较大差异，其中，淄博市工业炉窑数量居全省首位，占总数的37.6%，见图3.1。

图3.1 山东省工业炉窑地区分布图

（2）行业分布情况

如图4.2所示，建筑陶瓷制品制造、水泥制造、炼钢等8个行业的工业炉窑数占山东省工业炉窑总数的94.1%，其中建材、钢铁两个行业的工业炉窑数占总数的83.4%。

图3.2 山东省工业炉窑行业分布图

山东省工业炉窑以煤炭为主要能源。如图3.3所示，使用煤炭作为能源的炉窑数占总数的48.2%，使用气作为能源的炉窑数占总数的41.4%，使用油作为能源的炉窑数占总数的0.6%，使用电力作为能源的炉窑数占总数的4.7%，使用生物质能作为能源的炉窑数占总数的2.1%。

图3.3山东省工业炉窑能源燃料比重图

3.1.3 本标准涉及的工业炉窑

山东省已经制定或正在制修订的排放标准包括钢铁工业、建材工业、火电厂和锅炉等4项，因此，钢铁工业、建材工业、火电厂和锅炉的工业炉窑执行地方及国家相关排放标准，不纳入本标准范畴。本标准参考GB9078-1996中工业炉窑的分类方法，结合山东省工业炉窑的主要类型，将本标准的工业炉窑分为8类12种（如表3.1所示），分别制定大气污染物排放标准。

表3.1本标准涉及的工业炉窑分类

3.1.4 典型工业炉窑调研

课题组选取临沂市、淄博市部分工业企业对其工业炉窑情况进行了现场调研，调研统计结果见表3.2。

表3.2本课题调研部分工业炉窑统计情况

3.2工业炉窑废气污染物产排污情况及污染控制技术分析

3.2.1工业炉窑废气污染物产排污情况

工业炉窑主要是靠燃料或电能等加热处理物料，其加热过程的污染排放包括两部分，加热用燃料燃烧产生的污染和部分被加热介质在加热过程中所散发的污染。工业炉窑除钢铁、水泥行业之外，以中小炉窑居多，多数炉窑以煤炭及其制品加热为主，其他使用燃料油、天然气、生物质等其他燃料及炉内原料参与燃烧、电能等加热。因此炉窑烟气中主要污染物是颗粒物、二氧化硫、氮氧化物；在有色金属熔炼炉、熔化炉、加热炉、热处理炉等烟气中还含有氟、铅、汞、铍、苯并（a）芘、沥青烟等污染物。

根据山东省工业炉窑调查情况统计，不同行业、不同炉窑涉及的污染物统计情况见表3.3。

表3.3 工业炉窑污染物排放情况统计表

3.2.2污染控制技术

3.2.2.1源头控制技术

（1）清洁生产工艺技术

强化炉内热力机制，优化工业炉窑整体设计

工业炉窑的核心技术问题是炉内热力机制的问题，改善炉内燃烧工况与强化炉内热力交换是根本的节能途径。强化炉内热力交换，诸如炉内定向辐射代替漫反射传热技术，通过强化炉内换热，也能起到节能减排的目的。

采用轻型炉衬材料，优化炉衬结构

工业炉窑炉衬的蓄热和散热，一般占工业炉窑总能耗的20～45%，如选用耐高温、容重小、导热系数低的耐火纤维代替耐火砖做炉衬，可减少炉体的蓄热和散热损失，提高热效率，缩短操作周期，可节约能源 35%左右。同时，采用轻质炉衬可大幅减少炉体重量，节约建炉钢材和炉体基础材料。缺点是轻质炉衬仅适用于中低温、周期作业的炉型，对于冶炼、融化及高温炉型不适用。

注重工业炉窑结构与操作的和谐统一，实现工业炉窑科学操作

根据工业炉窑的热工特性，工业炉窑节能包括结构节能与操作节能。操作因素的影响占有相当的比重，科学操作主要是对以下三个方面进行优化：①对于人工操作的工业炉窑，要注意工业炉窑工作的经济点，减少空烧；②对于已具基础控制的工业炉窑，注意动态过程的温度设定，空燃比调整十分重要；③努力实现工业炉窑动态过程的数学模型化，即计算机二级最佳控制，达到真正意义的工业炉窑过程科学操作。目前，我国工业炉窑自动化控制水平尤其关键性应用技术水平不高，提升空间较大。

（2）燃烧控制技术

从燃烧的角度控制工业炉窑的污染物排放，可以从使用清洁燃料和改进燃烧技术两方面入手。煤是我省工业炉窑的主要能源，从表3.4来看，产生同等数量的热值燃烧煤炭比燃烧天然气排放的污染物要大的多。因此，采用天然气等清洁燃料替代燃煤将降低炉窑大气污染物排放量。

表3.4 天然气与煤炭燃烧排放比较（单位：千克/吨标煤）

*硫含量煤炭按平均0.8%计，未考虑烟气脱硫。

改进工业炉窑的燃烧技术包括富氧燃烧、蓄热燃烧和低氮燃烧等，富氧燃烧现阶段可以用于燃煤炉窑，蓄热燃烧主要适合于燃气和洁净燃油的燃烧，低氮燃烧技术适用于煤粉燃煤工业窑炉。

富氧燃烧是采用比正常空气含氧量高的空气来助燃。由于富氧燃烧火焰温度大幅度提高，燃烧速度加快，同时烟气量大幅下降，烟气中高辐射率的CO2和水蒸气浓度增加，能使燃料燃烧时间大大缩短，有利于提高燃料的燃烧程度，能提高热效率，从而改善炉窑内的传热条件，使炉窑的产量提高，热耗下降。富氧燃烧技术可形成高效节能和结构紧凑的高温工业炉。当前富氧燃烧技术主要应用在玻璃窑、冶炼炉、陶瓷炉等领域。

高效蓄热技术是在蓄热室采用特殊材料的蓄热体，将经过蓄热室的高温烟气的热量最大限度地留在蓄热体内，使烟气温度降到200℃以下排放，然后让被预热气体经过蓄热室，吸收到蓄热体内的热量，使之温度预热到高温烟气温度的80%～90%，从而达到高效换热的目的。与常规工业炉窑相比，蓄热式工业炉窑具有很高的燃料节约率，可大幅度降低能耗成本和减少废气排放量。如排烟温度降到180℃以下，空气或煤气预热到800℃以上，可以节能30%～45%。蓄热式工业炉窑的建设投资与常规工业炉窑基本相当，但蓄热燃烧技术目前主要用于气体和洁净液体燃料的炉型，企业附近具有焦炉和高炉煤气来源的可考虑使用。

低氮燃烧技术指用改变燃烧条件来降低污染物排放的方法。目前有低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、低NOx燃烧器等几种方式，可使NOx排放浓度降低15～50%。

3.2.2.2末端治理技术

工业窑炉涉及的特征污染物主要包括：氟、铅、汞、铍、苯并（a）芘、沥青烟、二噁英等。

含氟气体主要为氟化氢、四氟化碳等气体。氟化氢对人体的危害比二氧化硫大 20 倍，对植物的危害比二氧化硫大 10～100 倍，其排放主要来自冶炼行业、印刷厂、玻璃制造、陶瓷工业等。

铅的毒性很大，在人体内可积蓄中毒。铅在 400～900℃高温时即有大量铅蒸汽逸出，在空气中形成铅的氧化物，凝聚为铅烟尘，其排放主要来自冶炼、印刷、陶瓷工业等。

汞蒸气和汞盐类的粉尘对生物体危害很大。汞是银白色液体金属，具有易挥发性，在大气中以蒸汽状态存在。由于汞比重大，在大气迁移过程中常变为颗粒态后沉降在地面上，经太阳照射可再变为挥发态汞，造成二次污染。其排放主要来自冶炼、轻工等行业。

铍及其化合物对生物体危害极大，其毒性指标属 1 级。铍蒸汽在空气中易被氧化成质量很轻的氧化铍粉尘，铍的化合物有氧化铍、氢氧化铍、硫酸铍、氟化铍、氯化铍等，其排放主要来自有色金属冶炼行业等。

沥青烟是沥青、煤炭、石油等原料在高温焙烧条件下逸散到空气中的一种烟雾状物质，组分与沥青接近，主要是多环芳烃类物质及少量氧、氮、硫的杂环混合物。凡是生产、加工和使用沥青、煤炭、石油的企业以及市政道路、建筑施工现场用沥青加热炉和使用煤、重油、油页岩、木柴等为燃料的工业炉窑，都产生不同排放浓度的沥青烟。

苯并（a）芘为挥发性有机物，具有明显的致癌性，主要来源于煤炭、石油等的不完全燃烧，冶金、焦化、沥青及碳素制品等生产和加工是苯并（a）芘的主要排放行业。

上述污染物的控制技术主要有物理除尘法、沉淀法、液膜法、离子交换法、掩盖法、凝聚法、吸附法、吸收法、水洗法、燃烧法、电捕法等。

3.3 山东省工业炉窑大气污染物治理及排放情况

本课题研究期间，在工业炉窑相对集中的淄博市、临沂市选取了25家工业炉窑企业进行了炉窑大气污染物的监测，同时，同时调研了济南8家炭素生产企业的在线监测数据和例行监测数据。各企业常规污染物监测数据统计情况详见附件，特征污染物监测数据详见表3.5。

根据表3.5分析可知，各类重金属、苯并芘、沥青烟排放浓度均较低，能够满足现行标准要求，且浓度远远低于现行浓度限值。

表3.5 本课题调研部分工业炉窑废气治理设施及特征废气污染物现状监测排放浓度

4 国家及其他省市相关标准情况

4.1 国家行业标准

调研了所有国家现行涉及炉窑的行业及炉窑工业污染物排放标准。

4.2 其他省市工业炉窑标准

共调研了《北京市大气污染物综合排放标准》（DB11501-2017）、《上海市工业炉窑大气污染物排放标准》（ DB31/ 860-2014）、《河北省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB13/ 1640-2012）、《天津市工业炉窑大气污染物排放标准》（DB12/ 556-2015）、《重庆市工业炉窑大气污染物排放标准》（DB 50/659-2016）、《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB 41/ 1066-2015）。

将上述调研的标准排放限值分别与本省工业炉窑大气污染物排放标准中的排放限值进行了对比，见表4.1、表4.2。

表4.1 国家行业标准与本省工业炉窑排放标准的对比（单位：mg/m3）

表4.2其他省市炉窑标准和本省工业炉窑排放标准的对比（单位：mg/m3）

4.3 本标准涉及污染物与其他标准对比情况

4.3.1氯化氢

对照国家行业标准、其他省市工业炉窑排放标准，涉及氯化氢污染控制因子的标准包括《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》(GB31574-2015)、《铜、镍、钴污染物排放标准》 (GB25467—2010)、《北京市大气污染物综合排放标准》（DB11501-2017）、《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB 41/ 1066-2015），上述标准排放限值与本省工业炉窑大气污染物排放标准中的排放限值对比见表4.3。

表4.3本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（氯化氢） 单位：mg/m3

4.3.2镉及其化合物

对照国家行业标准、其他省市工业炉窑排放标准，涉及镉及其化合物污染控制因子的标准包括《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》(GB31574-2015)、《锡、锑、汞工业污染物排放标准》(GB30770-2014)、《北京市大气污染物综合排放标准》（DB11501-2017）、《河南省工业炉窑大气污染物排放标准》（DB 41/ 1066-2015），上述标准排放限值与本省工业炉窑大气污染物排放标准中的排放限值对比见表4.4。

表4.4本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（镉及其化合物） 单位：mg/m3

4.3.3铬及其化合物

对照国家行业标准、其他省市工业炉窑排放标准，涉及铬及其化合物污染控制因子的标准包括《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》(GB31574-2015)，该标准排放限值与本省工业炉窑大气污染物排放标准中的排放限值对比见表4.5。

表4.5本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（铬及其化合物） 单位：mg/m3

4.3.4 其他重金属污染因子

其他重金属污染因子包括铅及其化合物、汞及其化合物、铍及其化合物、砷及其化合物，本省工业炉窑大气污染物排放标准中的排放限值与国家行业标准、其他省市炉窑标准排放限值与对比见表4.6。

表4.6本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（铅及其化合物、汞及其化合物、铍及其化合物、砷及其化合物） 单位：mg/m3

4.3.5氟化物

本省工业炉窑大气污染物排放标准中氟化物的排放限值与国家行业标准、其他省市炉窑标准排放限值与对比见表4.7。

表4.7本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（氟化物） 单位：mg/m3

4.3.6苯并芘、沥青烟

本省工业炉窑大气污染物排放标准中苯并芘、沥青烟的排放限值与国家行业标准、其他省市炉窑标准排放限值与对比见表4.8。

表4.8本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（苯并芘、沥青烟） 单位：mg/m3

4.3.7二噁英

本省工业炉窑大气污染物排放标准中二噁英的排放限值与国家行业标准、其他省市炉窑标准排放限值与对比见表4.9。

表4.9本省工业炉窑排放标准与国家行业标准、其他省市炉窑标准对比

（二噁英）

5标准修订内容

5.1调整了污染控制因子

为避免与《山东省区域性大气污染物综合排放标准》（DB37/2376—2013）重叠，本次标准修订针对常规污染物颗粒物、二氧化硫、氮氧化物不再进行控制，工业炉窑排放颗粒物、二氧化硫、氮氧化物执行DB 37/ 2376的有关要求，本标准控制工业炉窑排放的特征污染因子。

5.2调整了部分大气污染物排放浓度限值

（1）为做好与《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（GB31574-2015）的衔接，将镉及其化合物浓度限值由0.8 mg/m3调整至0.05 mg/m3，将氯化氢浓度限值由60 mg/m3调整至30mg/m3。根据监测数据统计，90%以上的调研企业均能达到调整后的标准限值。

（2）增加了铬及其化合物的浓度限值（1.0 mg/m3），与《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（GB31574-2015）进行了衔接。

5.3调整了部分基准氧含量的排放控制要求

《铝工业污染物排放标准》（GB25465-2010）规定“在国家未规定生产设施单位产品基准排气量之前，以实测浓度作为判定大气污染物排放是否达标的依据。根据我省监测数据统计，铝用炭素厂石油焦煅烧炉的氧含量平均为16.2%，最大值18%，最小值15%（表5.1）。因此，综合考虑我省铝用炭素厂焙烧炉、煅烧炉的类型及烟气氧含量的实际水平，与《铝工业污染物排放标准》（GB25465-2010）相衔接，将铝用炭素厂焙烧炉、煅烧炉基准氧含量由9%修改为15%。

表5.1 铝用碳素厂石油焦煅烧窑烟气氧含量统计

无机化学工业炉窑，烧碱、聚氯乙烯、石油化学、石油炼制、合成树脂等有机废气焚烧装置，石油炼制行业工艺加热炉、催化再生、酸性气回收等依据国家相关行业标准进行了衔接；剩余炉窑基准氧含量未做调整，与现行省区域标准要求一致。

表3 基准氧含量

5.4 明确了达标判定方法

参照环保部《关于<挥发性有机物排放标准 第7部分：其他行业(征求意见稿)>等2项地方环保标准意见的复函》(环办大气函〔2018〕241号)、《排污许可证申请与核发技术规范 总则》（HJ942-2018）和《关于印发<山东省环境保护厅应用污染源自动监测数据查处企业超标排污违法行为暂行规定>的通知》相关要求，本次修订中对达标判定方法进行了明确：

（1）各级环保部门按照相关手工监测技术规范获取的监测结果超过本标准排放浓度限值的，判定为排放超标。各级环保部门在对企业进行监督性检查时，可以将现场即时采样或监测的结果作为判定排污行为是否符合排放标准以及实施相关环境保护管理措施的依据。

（2）排污单位按照法律法规及标准规范要求与环保部门联网的自动监测数据，日均值超过本标准排放浓度限值的，判定为排放超标，或小时均值超过国家相关排放标准浓度限值的，判定为排放超标。

6 可行性分析

下面主要针对本次标准修订中加严及新增污染控制指标进行技术可行性分析。

（1）氯化氢

氯化氢主要来自再生铝有色金属熔炼炉，再生铝在熔炼过程中，一般会加入含氯化物的精炼剂，该精炼剂熔融之后，会与融体中的杂质进行反应，产生氯化氢。再生铝生产企业熔炼过程中加入较少量的精炼剂，氯化氢产生量较小。

氯化氢污染防治的方法有液体吸收法、活性炭吸附法、低温催化燃烧法、氧化法和高压静电抑制酸雾法等。此外还常采用氢氧化钠、碳酸钠、石灰乳等碱溶液的吸收流程，氯化氢吸收率可达98%以上。采用上述处理措施后，烟气中氯化氢的排放浓度可符合国家《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（30mg/Nm3）。综合考虑，将工业炉窑的氯化氢排放浓度调整为与国家《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》相一致，即降至30 mg/Nm3具有经济可行性。

（2）镉及其化合物

镉主要来源于铜、铝等有色金属熔炼炉。根据对我省铜、铝等有色金属生产企业的调研情况，企业熔炼炉均采用天然气为燃料，且均配套建设有布袋除尘器、碱法脱硫等烟气处理设施。根据对XX集团有限公司再生铜熔炼炉烟气中镉的监测数据，镉排放浓度为<0.008µg/m3，远远低于本标准修订排放限值（0.05mg/m3）。综上分析，窑炉尾气经布袋除尘器、碱法脱硫等烟气处理设施后，镉排放浓度可稳定达到0.05mg/Nm3以下，具有经济可行性。

（3）铬及其化合物

铬主要来自于再生铜、铝、铅、锌等有色金属熔炼过程。根据对我省再生铜、铝生产企业的调研情况，企业熔炼炉均采用天然气为燃料，且均配套建设有布袋除尘器、碱法脱硫等烟气处理设施。根据对XX集团有限公司再生铜熔炼炉烟气中铬的监测数据，铬排放浓度为2.72µg/m3，远远低于本标准排放限值（1mg/m3）。综上分析，经布袋除尘、碱法脱硫等多重处理后排放的废气，铬及其化合物的浓度控制在1.0mg/Nm3以下，目前技术比较成熟，具有经济可行性。

7 效益分析

7.1环境效益

与原工业炉窑标准相比，本标准对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、镉及其化合物、氯化氢等主要污染物的部分排放限值进行了加严，污染物减排效益显著，据测算，标准全面实施后，较2013年的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、镉及其化合物、氯化氢排放量，将分别减少60%、30%、30%、90%和50%左右。

《山东省工业炉窑大气污染物排放标准》的实施，将有效控制我省工业炉窑大气污染物排放，促进工业炉窑科技进步和清洁生产、与同时实施的其他几项大气污染物排放标准一起发挥作用，改善我省区域大气质量。

7.2社会效益

标准实施后，企业将进一步加大治理力度，有利于淘汰落后工艺和产能，促进清洁化生产，优化全省产业结构和产业布局。同时能够促进新的生产技术、治理技术和新兴产业的发展，提高区域竞争力，推动区域经济发展。通过标准的实施，倒逼企业加强污染治理，促进大气环境质量的持续改善，不断满足人们日益增长的美好生活环境的需要，将达到较好的社会效益。

附件1：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物末端治理技术

①大气颗粒物治理技术

工业炉窑颗粒物去除设备最为成熟高效的为静电除尘器和袋式除尘器等，它们可以单独使用，也可以组合使用。

静电除尘器。静电除尘器比较适合稳定的工作条件，例如长期运行的工业炉窑，因为静电除尘器对烟气的温度、流量和湿度条件变化较敏感。其优点是能在更高的温度下运行（高达到 450℃），因此无需进行气体的冷却过程，并且可实现净化后气体的能量回收。但是吸附剂和污染物之间的接触反应差于袋式除尘器。静电除尘器处理后气体能达到的颗粒浓度在5～50mg/m3。

袋式除尘器。袋式除尘器能够满足较低排放浓度的要求，并且对冶金烟尘颗粒具有较高的捕集效率，能够资源回收。袋式除尘器去除烟气中的粉尘适用于原始材料干燥制备中的粉尘去除，包括喷雾干燥、成形干燥、碾碎干燥过程，有时候需要与旋风预除尘器联合一起使用。袋式除尘器除尘效率一般能达到98～99%，燃煤炉窑烟（粉）尘出口浓度控制水平为20 mg/m3甚至10mg/m3以下。

电、袋组合除尘器可以实现更高水平的除尘效果。

二氧化硫治理

目前，二氧化硫（SO2）已经形成较为系统的处理方法，按照工艺顺序可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫是指采用物理、化学或微生物法将燃料中的硫分从中脱离出来的方法。如燃煤洗选可以将燃煤中的无机硫去除 80%，约占燃煤中硫含量的 15～30%，但该方法去除率较低，只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。燃烧中脱硫是在燃烧过程中，向炉内或煤中添加固硫剂，吸收燃煤燃烧过程中放出的二氧化硫，生成的亚硫酸盐和硫酸盐，随灰渣一起排出，脱硫率一般为 50～70%（煤内加石灰）或 70～85%（炉内喷钙）。燃烧后脱硫即一般意义上的工业尾气废气脱硫，就是利用吸收、吸附、氧化等化学方法脱除排气中的二氧化硫。该方法相对成熟，脱硫率较高，适应于大多数有脱硫需求的场合。目前，对于工业炉窑中含二氧化硫烟气的治理技术，按二氧化硫含量的高低可分为二类：

高浓度二氧化硫烟气。通常是指能满足接触法自热生产硫酸的含二氧化硫浓度在 3.5%以上的烟气，其生产流程包括烟气净化、二氧化硫转化以及三氧化硫吸收三部分。高浓度二氧化硫烟气经接触法制酸后，尾气中的二氧化硫同样需要经进一步处理以满足排放标准后方可排放。在有色金属冶炼如铜冶炼行业，接触法制硫酸既是炼铜废气处理工序，也是冶炼过程的配套工序之一。

低浓度二氧化硫烟气。对二氧化硫浓度低于 3.5%的烟气（包括上述接触法制硫酸后排放的尾气），由于不能满足接触法自热生产硫酸的条件，通常需进行脱硫处理达标后方可排放。常见的脱硫方法按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态可分为干法、半干法和湿法三种工艺。其中：

a.干法脱硫工艺是指用粉状或粒状吸收剂、吸附剂、催化剂或电子束照射法来脱除烟气中的二氧化硫，其中应用较广泛的活性炭吸附法，在脱硫的同时可实现脱硝、净化烟气中的二噁英、HF、HCl 和重金属等。电子束照射法能同时脱除硫氧化物和氮氧化物。

b.半干法脱硫工艺是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生，或者在湿状态下脱硫、干状态下处理脱硫产物的烟气脱硫技术，主要分循环流化床法（CFB）、旋转喷雾干燥法（SDA）、新型脱硫除尘一体化（NID）等，其中循环流化床法采用消石灰作为脱硫剂，脱硫效率可达 90%，并可吸收烟气中的其他酸性气体 HF、SO3、HCl、CO2等，对小颗粒粉尘具有很高的除尘效率。

c.湿法脱硫工艺是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，主要分为石灰石-石膏法、氨法、双碱法、氧化镁法、海水脱硫法、柠檬酸钠法等，其中最成熟的石灰石-石膏法脱硫工艺脱硫率可达 95%，但是存在二次污染、运行不经济等问题。近年来氨法脱硫技术逐渐受到重视，其中湿式氨法是目前较成熟、已工业化的脱硫工艺。湿式氨法脱硫工艺过程一般分成三大步骤：脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造；其中的氨硫铵法以液氨或浓氨水作脱硫剂，副产品为硫铵，脱硫率可达 95%，同时具有脱硝功能；但是脱硫后的硫铵溶液呈酸性，具有较强的腐蚀性，对脱硫塔等设备的防腐要求高，脱硫剂液氨价格高。为节约投资，也有采用简易的湿法脱硫工艺，其脱硫率为 70～75%。

根据煤炭的含硫率可以计算出二氧化硫排放的理论值。低硫煤指含硫量在 0.51～1% 之间的煤，假设燃煤的热值为22990KJ/kg，含硫量为1%，工业炉窑燃烧过剩空气系数α=1.75 （烟气含氧量为9%），燃料中硫的转化率为80%，计算可得烟气中的SO2浓度为1960mg/m3。如脱硫设备的脱硫率为 80%，则 SO2排放浓度为 392mg/m3。因此必须将脱硫率提高到 90% 以上，或燃用含硫量 0.5%以下燃煤，方可将 SO2排放浓度控制在 200mg/m3以内。

氮氧化物控制技术分析

燃料燃烧时产生的氮氧化物（NOx）分为两种，一种是燃料中的 N 经过氧化生成的 NOx（燃料型 NOx）；另一种是燃料高温燃烧时空气中 N2和 O2反应生成的 NOx（热力型 NOx）。NOx 主要是指 NO 和 NO2，习惯上被称为硝，工业炉窑废气中 NOx 的治理措施大致可分为一次措施和二次措施。

一次措施突出污染源控制，其特征是通过各种技术手段，在产生 NOx 的源头上进行控制，限制 NOx 的形成。可采取降低燃烧温度、减少过量空气、缩短气体在高温区的停留时间等措施减少燃烧阶段 NOx 的生成量。主要的一次措施包括采用低氮燃烧技术、富氧（纯氧）燃烧技术、燃烧优化调整等，其中低氮燃烧技术具有应用广泛、结构简单、经济有效等优点。采用一次措施对氮氧化物的减排效率可达 30～70%，当要进一步提高脱除率时，就要采用二次措施。

二次措施为净化烟气脱硝技术，是指对工业炉窑废气中已经产生的 NOx 进行处理，从而降低废气中 NOx 的排放量，主要的二次措施包括：

a.选择性催化还原法（SCR 法），是指在废气处理过程中使用氨、尿素等作还原剂，在催化剂的作用下，将氮氧化物还原成氮气，脱硝效率可达 60～85%，所要求的反应温度约为 250～450℃。

b.选择性非催化还原法（SNCR），是指在废气处理过程中使用氨、尿素等作还原剂，将氮氧化物还原成氮气，脱硝效率可达 40～70%，最佳反应温度为 950℃左右。但是 SCR、

SNCR 均存在设备昂贵、运行费用高等问题。

c.液体吸收法，NO2溶于水，可采用水或者其他溶液吸收烟气中的 NOx，同时具有一定的除尘能力。此法工艺简单，能够以硝酸盐等形式回收N进行综合利用，但是吸收效率不高。

d.吸附法是用吸附剂对烟气中的NOx进行吸附，然后在一定条件下使被吸附的NOx脱附回收，同时吸附剂再生。此法NOx脱除率非常高，并且能回收利用，但一次性投资很高。

e.臭氧氧化吸收脱硝技术，以臭氧为氧化剂将烟气中不易溶于水的 NO 氧化成 NO2或更高价的氮氧化物，然后以相应的吸收液（水、碱溶液、酸溶液、金属络合物溶液等）对烟气进行喷淋洗涤，使气相中的氮氧化物转移到液相中，脱硝效率大于 85%，对烟气温度没有要求，同时，臭氧的氧化能力对烟气中其他有害成分（如汞）也有氧化脱除作用。

f.联合脱硫脱氮技术。如固相吸附再生技术、湿式洗涤脱硝技术（WSA-SNOX)、MCT 脱硫脱硝技术等。其中 MCT 脱硫脱硝技术通过微孔磁性催化颗粒的多孔结构特性，在磁场和催化剂的作用下，使 SO2、NOx 与微孔磁性催化颗粒中的钾、钙进行反应，生成硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐，实现对烟气的脱硫脱硝，脱硫、脱硝效率可分别达 80%、75%以上，脱硫脱硝副产品可作农肥。

同时，半干法、湿法、活性炭吸附法等脱硫工艺也具有一定的脱硝能力。

上述技术措施可以单独使用，也可以组合使用以达到不同的 NOx 控制要求。对于天然气等清洁能源，采用低氮燃烧技术可把 NOx 排放浓度控制在 100mg/m3以下，有的炉窑可以控制的更低。对于燃煤、燃油等燃料，采用低氮燃烧+废气净化技术，可以把 NOx 排放浓度降低到 200mg/m3以下。但对于不同的炉窑、不同的燃料、不同的炉膛温度，NOx 生成量差别较大。

附件2：山东省现有工业炉窑颗粒物、二氧化硫、氮氧化物治理及排放情况

表3.5 本课题调研部分工业炉窑废气治理设施及常规废气污染物现状监测排放浓度