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文檔簡介
《石灰、電石工業(yè)大氣污染物排放標準》
編制說明
1項目背景
1.1任務來源
2010年原環(huán)境保護部下發(fā)《關于下達2010年度國家環(huán)境保護標準制修訂項目計劃的通
知》(環(huán)辦函〔2010〕486號)文件,要求制定《電石工業(yè)污染物排放標準》,由中國環(huán)
境科學研究院牽頭承擔標準編制任務。
1.2工作過程
2010年6月,成立標準編制組,開展行業(yè)背景情況調(diào)查,收集國內(nèi)外相關標準和產(chǎn)業(yè)
政策、環(huán)保政策,收集監(jiān)測數(shù)據(jù),并進行典型電石企業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測與調(diào)研。
2011年11月3日,原環(huán)保部科技標準司在北京主持召開開題論證會并通過了開題論證。
2014年4月,編制組通過電石工業(yè)協(xié)會向主要會員單位發(fā)放調(diào)查函,收集到9家主要電
石企業(yè)101臺電石爐、配套炭材干燥窯及石灰窯等的調(diào)查數(shù)據(jù)。
2015年10月,第一次向全國公開征求意見,共收集征求意見53條。
2016年1月~2016年12月,根據(jù)意見匯總情況,經(jīng)過多次研討形成標準送審稿。
2017年因標準管理體制發(fā)生變化,標準轉(zhuǎn)到原環(huán)保部大氣司進行管理,根據(jù)最新管理
要求決定第二次征求意見。2017年11月27日,原環(huán)保部大氣司主持召開標準二次征求意見
審查會并通過審查。
2018年3月,第二次向全國公開征求意見,共收集征求意見60條。
2018年5月~2019年9月,根據(jù)意見匯總處理情況,開展專項調(diào)研并補充了監(jiān)測數(shù)據(jù),
形成標準二次送審稿。
2019年10月,生態(tài)環(huán)境部根據(jù)管理要求,建議將石灰納入標準管控,標準名稱更改為
《石灰、電石工業(yè)大氣污染物排放標準》,不再單獨制定石灰工業(yè)大氣污染物排放標準,
1
并決定第三次征求意見。
2020年4月2日,生態(tài)環(huán)境部大氣司主持召開了標準第三次征求意見稿技術審查會(視
頻會)并通過了技術審查。編制組經(jīng)修改完善形成第三次征求意見稿。
2行業(yè)概況
2.1我國石灰工業(yè)概況
石灰是一種以氧化鈣(CaO)為主要成分的無機凝膠材料,用石灰石、白云石、貝殼
等碳酸鈣含量高的原料,經(jīng)900~1100℃煅燒而成。我國石灰產(chǎn)業(yè)主要分布于河北、山東、
廣東、廣西、浙江、福建、四川、江蘇、江西、湖南等多個省市。我國石灰產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)
展,2018年,我國有各類石灰窯4000多座,石灰產(chǎn)量約2.7億噸,約占世界總產(chǎn)量的70%。
我國石灰窯普遍企業(yè)規(guī)模小,窯爐類型多,按燃料分有混燒窯(即燒固體燃料、焦炭、
焦粉、煤等)和氣燒窯(即燒高爐煤氣、焦爐煤氣、電石尾氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣等),
平均生產(chǎn)規(guī)模不足10萬噸/年,既有工藝先進的回轉(zhuǎn)窯、套筒窯、雙膛窯、梁式窯等,還有
大量普通的機械豎窯,也有大量相對落后的其他各類窯型。年產(chǎn)量超過100萬噸的企業(yè)不
足20家,而且80%以上為鋼鐵行業(yè)或氯堿化工行業(yè)附屬工廠,先進產(chǎn)能不足30%;年產(chǎn)量
少于10萬噸小規(guī)模企業(yè)比例超過70%。
由于我國石灰行業(yè)分屬不同行業(yè)管理,如鋼鐵、建材、化工、有色金屬等,管理標準、
要求不一,再加上我國各區(qū)域環(huán)境、資源、發(fā)展水平差異難以達到統(tǒng)一,造成了石灰行業(yè)
先進與落后并存的狀態(tài),制約了石灰行業(yè)的整體進步與發(fā)展。隨著環(huán)保要求的日益嚴格,
建筑等低端石灰供應萎縮,高端石灰需求增大帶動了高活性石灰產(chǎn)能釋放,我國回轉(zhuǎn)窯等
高品質(zhì)石灰窯的建設進入快速發(fā)展階段。
2.2我國電石工業(yè)概況
近年來我國電石行業(yè)發(fā)展速度較快,2019年,世界電石產(chǎn)能約4200萬噸,其中我國電
石產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的96%,世界其他國家產(chǎn)能基本處于維持狀態(tài)。我國是世界唯一大
規(guī)模采用電石法路線生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)的國家。2014年至2019年,我國退出落后電石
產(chǎn)能1114萬噸/年,密閉式電石爐比重提升到85%,但內(nèi)燃式電石爐仍有600多萬噸的產(chǎn)能。
電石產(chǎn)能向能源、資源產(chǎn)地集中的趨勢非常明顯。2019年我國有電石企業(yè)145家,分
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布在全國20個省市,其中內(nèi)蒙和新疆電石產(chǎn)能超過全國的50%,西北地區(qū)除甘肅電石產(chǎn)能
達到100萬噸/年,新疆、內(nèi)蒙、陜西、寧夏4省電石產(chǎn)能均超過300萬噸/年,5省區(qū)電石產(chǎn)
能合計占國內(nèi)總產(chǎn)能的74%以上。
日本、美國、德國曾經(jīng)是世界上電石工業(yè)發(fā)達的國家,但由于被石油化工逐漸替代,
技術水平停滯,已趕不上我國電石行業(yè)的技術發(fā)展水平。目前,只有日本、美國、歐盟等
還保留少量的電石生產(chǎn)裝置。
3標準制訂的必要性
3.1國家產(chǎn)業(yè)政策與環(huán)保要求
2016年12月,中國石灰協(xié)會發(fā)布《關于促進石灰產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的指導意見》,提出加
快石灰行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐:鼓勵發(fā)展帶預熱器及冷卻器的回轉(zhuǎn)窯、雙膛石灰立窯、
套筒式石灰立窯、梁式石灰立窯等先進技術裝備,總量控制符合節(jié)能減排標準要求的、自
動化監(jiān)控的混燒式石灰立窯,逐漸取締任何形式的不符合節(jié)能減排要求的石灰立窯(包括
機械立窯),堅決杜絕土立窯生產(chǎn)方式。2019年7月,中國石灰協(xié)會在《2019年石灰行業(yè)
大氣污染防治攻堅戰(zhàn)實施方案》中提出,2019年淘汰落后產(chǎn)能1000萬噸,涉及石灰窯約500
座。
《石化和化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(2016~2020年)中提出,電石行業(yè)產(chǎn)能過剩尤為明顯,
應嚴格控制新增產(chǎn)能,加大對電石行業(yè)安全、環(huán)保、質(zhì)量、節(jié)能等檢查力度。加強污染物
在線監(jiān)測和聯(lián)網(wǎng)管理,加大對違法排放污染物、違規(guī)處置危險廢物的打擊力度。
2013年以來,我國大氣環(huán)保要求顯著提高,發(fā)布了《國務院關于印發(fā)大氣污染防治行
動計劃的通知》(國發(fā)〔2013〕37號)、《國務院關于印發(fā)打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃
的通知》(國發(fā)〔2018〕22號)、《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》(環(huán)大氣〔2019〕
56號)等文件,明確要求加大落后產(chǎn)能和不達標工業(yè)爐窯淘汰力度,實施污染深度治理,
全面加強無組織排放管理,推進重點行業(yè)污染深度治理,修訂完善涉各類工業(yè)爐窯的環(huán)保、
能耗等標準。
3.2行業(yè)發(fā)展帶來的主要環(huán)境問題
石灰和電石行業(yè)目前執(zhí)行《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078—1996)和《大
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氣污染物綜合排放標準》(GB16297—1996),距今已超過20年,存在污染物種類不全面、
排放限值過于寬松等問題,造成行業(yè)污染治理的積極性較低,末端治理水平不高。一些石
灰和電石企業(yè)由于工藝相對落后,無組織排放造成的環(huán)境污染非常嚴重。
環(huán)境監(jiān)管手段不足,現(xiàn)有環(huán)保設施運行情況不清。2019年,國內(nèi)有電石生產(chǎn)企業(yè)145
家,電石生產(chǎn)環(huán)節(jié)有在線監(jiān)控的企業(yè)不到10%,并且監(jiān)控的工藝環(huán)節(jié)和污染物項目不全。
我國石灰窯基礎數(shù)據(jù)非常薄弱,僅能在環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)中找到行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)涉及的石灰窯數(shù)
量,以及在污染源普查數(shù)據(jù)中找到部分污染物排放信息,缺少石灰窯裝備水平、在線監(jiān)測、
污染物排放水平等相關數(shù)據(jù)。目前,石灰窯在線監(jiān)控設施主要在鋼鐵和電石企業(yè),但安裝
的數(shù)量較少,部分未聯(lián)網(wǎng),部分在線監(jiān)測數(shù)據(jù)只測顆粒物,石灰窯在線數(shù)據(jù)質(zhì)量不高,不
利于環(huán)境管理需求。
3.3現(xiàn)行環(huán)保標準存在的主要問題
現(xiàn)行標準屬于綜合排放標準,行業(yè)針對性不強,不利于進一步引導石灰和電石工業(yè)生
產(chǎn)工藝及污染防治技術進步,更不利于倒逼石灰和電石工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟增長優(yōu)化。
我國石灰和電石工業(yè)在經(jīng)歷多年快速發(fā)展的同時帶來了不容忽視的環(huán)境問題,并且由
于排放標準的限值寬松或缺失,沒有引起企業(yè)的足夠重視?,F(xiàn)有石灰和電石工業(yè)大氣污染
物排放標準已遠遠落后于行業(yè)的綠色發(fā)展和環(huán)境管理的需求,制定排放標準是促進落后產(chǎn)
能淘汰、加快行業(yè)污染治理技術進步的重要手段,標準的制定是非常必要的。
4行業(yè)產(chǎn)排污情況及污染防治技術分析
4.1生產(chǎn)工藝及原輔材料
石灰生產(chǎn)主要工藝原理是以石灰石、白云石為原料,經(jīng)過高溫反應、水解消化等工藝
生產(chǎn)石灰產(chǎn)品。使用的能源可以是煤炭或焦粉等固體燃料,也可以是電石爐氣、焦爐煤氣、
轉(zhuǎn)爐煤氣等氣體燃料。主要的窯型有工藝先進的回轉(zhuǎn)窯、套筒窯、雙膛窯、梁式窯等,還
有大量普通的機械豎窯,也有大量相對落后的其他各類窯型。
電石生產(chǎn)主要工藝原理是以石灰(CaO)和炭材(C)為原料,混合后加入電石爐內(nèi),
憑借電弧爐和電阻熱在1800~2200℃高溫下反應而制得碳化鈣(CaC2),同時生成副產(chǎn)品
一氧化碳(CO)。主要設備分為內(nèi)燃式和密閉式兩種?,F(xiàn)階段內(nèi)燃式電石爐和密閉式電石
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爐并存,內(nèi)燃式電石爐已退出主導地位,密閉式電石爐成為主流生產(chǎn)設備。
炭材干燥窯原料是焦炭或蘭炭,干燥用能源可以是煤粉、焦粉、凈化灰等固體燃料,
也可以是電石爐氣或石灰窯余熱等。
4.2污染物產(chǎn)生情況
石灰和電石行業(yè)排放量較大的污染物是顆粒物,此外還會排放氮氧化物、二氧化硫等。
石灰和電石生產(chǎn)從原料石灰石、炭材進廠到石灰、電石成品出廠,始終伴隨著固體破碎、
篩分和運輸?shù)裙に囘^程,都有粉塵產(chǎn)生,石灰窯、電石爐、干燥窯等生產(chǎn)中會產(chǎn)生煙塵、
二氧化硫、氮氧化物等。電石高溫合成反應生成副產(chǎn)物一氧化碳、氫氣及少量煤焦油、氰
化物等,內(nèi)燃爐燃燒不充分時會排放少量一氧化碳和微量氰化氫;密閉電石爐因爐氣用于
石灰煅燒,設備自身無排放口。
4.2.1原料加工和成品包裝
原料石灰石、炭材等加工(輸送、破碎、篩分)過程中產(chǎn)生顆粒物,主要成分為CaCO3
和C。成品破碎及包裝過程中產(chǎn)生的粉塵,主要成分為CaO、CaC2。
4.2.2石灰生產(chǎn)(石灰窯)
石灰生產(chǎn)過程中有組織排放的廢氣主要有石灰窯煅燒時產(chǎn)生的煙氣,主要污染物為粉
塵、二氧化硫和氮氧化物等;以及原料加工、窯頂上料/布料、石灰窯出灰、石灰粉磨篩分、
石灰?guī)煨读霞把b車等過程產(chǎn)生的粉塵。生產(chǎn)過程中無組織排放的污染物主要為石灰石和燃
煤在堆存和運輸過程產(chǎn)生的粉塵及揚塵等。
4.2.3炭材干燥(干燥窯)
干燥窯的燃料是炭材(焦炭、蘭炭等)篩分的粉末,干燥過程是炭材(焦炭、蘭炭等)
在烘干窯內(nèi)與300~1000℃的高溫煙氣接觸,炭材中的水分高溫氣化隨煙氣處理后排放,主
要污染物是顆粒物(C)、氮氧化物(NOx)和二氧化硫(SO2)。
4.2.4電石生產(chǎn)(電石爐)
電石生產(chǎn)主要設施為電石爐,工藝環(huán)節(jié)包括高溫合成過程和電石出爐過程。
(1)高溫合成過程。內(nèi)燃式電石爐,由于無法完全密封,部分煙氣在生產(chǎn)時從加料
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口、觀察口與爐體的縫隙中逸出,以無組織形式從車間屋頂、門窗排出;密閉式電石爐采
用了全密閉爐蓋,爐氣在隔絕空氣的狀態(tài)下用抽氣設備抽出后處理和利用,避免了大量無
組織煙塵的直接排放。
(2)電石出爐過程。電石出爐是目前電石生產(chǎn)中無組織排放較為嚴重的過程。熾熱
的電石從出爐口流出時產(chǎn)生大量高溫煙氣。部分企業(yè)未安裝出爐口煙氣捕集罩,出爐煙粉
塵在車間內(nèi)逸散。即使在電石爐出爐口安裝有集煙罩,如果沒有單獨設立抽風系統(tǒng),捕集
效率很低,仍有大量煙氣外逸。內(nèi)燃式電石爐生產(chǎn)1t電石的煙氣量約為9000m3,經(jīng)處理后
煙氣通過煙囪排放。密閉式電石爐煙氣(爐氣)量約為400~500m3/t電石,正常生產(chǎn)時爐氣
凈化處理后綜合利用不外排。
4.3行業(yè)排污現(xiàn)狀
石灰和電石企業(yè)大氣污染物排放設施主要是石灰窯、電石爐和干燥窯。我國石灰窯特
別是一些獨立生產(chǎn)建材用的石灰窯污染防治設施相對不足,環(huán)境管理水平較低,部分燃煤
石灰窯無任何治理設施,環(huán)境管理水平較差。相比而言,電石企業(yè)的石灰窯污染治理水平
較高,普遍使用袋式除塵,顆粒物排放大部分都能滿足現(xiàn)有排放限值的要求;因原燃料含
硫量相對較低,大部分企業(yè)二氧化硫排放濃度相對較低,也有個別企業(yè)超標排放;氮氧化
物因不同窯型和工藝的差別造成排放濃度相差較大。
石灰和電石企業(yè)無組織排放問題較為嚴重。在多家石灰和電石企業(yè)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn),顆
粒物無組織排放環(huán)節(jié)多,環(huán)境管理水平普遍較低,石灰、電石在出窯(爐)、轉(zhuǎn)運、貯存
等過程普遍缺乏有效治理措施,特別是凈化灰因直接利用難度大,在暫存、運輸、傾倒、
填埋等處置過程易引起二次揚塵。
4.4污染防治技術
4.4.1行業(yè)清潔生產(chǎn)技術
石灰和電石行業(yè)清潔生產(chǎn)技術主要包括:電石爐氣、石灰窯尾氣的高附加值利用,以
及炭粉、石灰粉的資源化回收。通過使用低硫燃料、生產(chǎn)工藝改進(密閉電石爐替代內(nèi)燃
電石爐、炭材烘干的固廢及余熱利用、高效節(jié)能石灰窯的使用),能夠有效減少有組織排
放顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物的產(chǎn)生;通過對原燃料儲運、破碎、篩分、物料
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投加方式的改進等措施,電石爐和石灰窯出爐口廢氣的有效收集和處理等,可顯著減少顆
粒物的產(chǎn)生。
4.4.2行業(yè)末端治理技術
(1)顆粒物治理技術
石灰窯和炭材干燥窯的污染防治主要以控制顆粒物為主,氣燒石灰窯污染治理設施主
要是加裝袋式除塵器,混燒窯污染治理設施采用“袋式除塵器+濕法除塵器”二級凈化處
理后排放。密閉式電石爐氣大多用于氣燒石灰窯,炭材干燥、供暖等方面,其治理和利用
技術主要是“干法除塵+氣燒石灰窯”和“干法除塵+濕法凈化”后再利用技術兩種。內(nèi)燃
式電石爐廢氣的治理技術主要是袋式除塵。
(2)二氧化硫和氮氧化物治理技術
石灰窯和炭材干燥窯燃燒溫度通常低于1100℃,氮氧化物產(chǎn)生濃度相對較低;個別企
業(yè)溫度控制不好會造成氮氧化物濃度顯著升高,目前主要通過采用低氮燃燒的方式降低氮
氧化物的產(chǎn)生。部分重點地區(qū)城市對氮氧化物排放提出了更高要求,石灰窯脫硝已有成功
的案例。某企業(yè)對回轉(zhuǎn)窯石灰生產(chǎn)線實施了SCR煙氣脫硝處理,氮氧化物進口濃度為300~
400mg/m3,出口排放濃度穩(wěn)定在50~70mg/m3。從不同行業(yè)石灰窯采取的措施看,重點地
區(qū)鋼鐵行業(yè)的石灰窯和部分安裝了在線監(jiān)測設施的獨立石灰窯加裝了臭氧脫硝、濕式氧化
法脫硝設施,個別企業(yè)安裝了SNCR或SCR脫硝設施。
由于電石爐爐內(nèi)為堿性氛圍,二氧化硫等酸性氣體濃度相對較低,且電石爐內(nèi)沒有大
量的氮氣存在,氮氧化物含量也相對較低,一般不用采取單獨的治理措施。
(3)氰化物治理技術
氰化物可通過水洗吸收或爐氣燃燒利用協(xié)同處理,但因水洗吸收存在二次污染問題,
目前已逐步被替代。
5標準制定的原則與思路
5.1標準制定的原則
(1)合法與支撐原則。標準中規(guī)定的各項要求符合國家各項法律、法規(guī)的要求,支
撐環(huán)境影響評價、排污許可、環(huán)境保護稅、監(jiān)督執(zhí)法等生態(tài)環(huán)境管理制度的實施。
(2)綠色與引領原則。標準充分考慮國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃、
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行業(yè)發(fā)展規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)政策、發(fā)展的目標和要求,推動石灰和電石工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、生產(chǎn)
工藝和污染防治技術進步,促進清潔生產(chǎn),引領行業(yè)綠色、低碳發(fā)展。
(3)客觀公正性原則。標準的制訂客觀真實反映石灰和電石工業(yè)生產(chǎn)工藝、污染防
治技術水平及污染物排放狀況等,在充分調(diào)研、掌握吸納國家有關部門、地方生態(tài)環(huán)境部
門、行業(yè)協(xié)會及生產(chǎn)企業(yè)等有關方面意見,提出排放控制要求,做到客觀、公正。
(4)體系協(xié)調(diào)性原則。本標準的制訂充分考慮到與其他相關行業(yè)大氣污染物排放標
準相銜接,避免交叉重疊,污染物項目和排放限值與監(jiān)測分析方法標準相適用、配套,滿
足環(huán)境監(jiān)督管理對標準的要求。
(5)合理可行性原則。標準作為實施環(huán)境準入和退出、削減污染物排放、改善環(huán)境
質(zhì)量和防范環(huán)境風險的手段,根據(jù)國家經(jīng)濟、技術水平制訂,明確達標技術路線,并進行
環(huán)境效益與經(jīng)濟成本分析,確保標準技術可達、經(jīng)濟可行。
5.2總體思路
(1)現(xiàn)有企業(yè)經(jīng)過適當時間的過渡期后執(zhí)行,新建企業(yè)自標準實施之日起執(zhí)行。
(2)通過生產(chǎn)活動原輔材料使用、污染物產(chǎn)排污特征的分析,確定本標準控制重點
為石灰窯、電石爐和炭材干燥窯,以及顆粒物無組織排放。
(3)排放限值能夠引導企業(yè)使用低硫炭材和低硫煤炭,實施清潔能源的替代,促進
行業(yè)余熱等資源化利用,建設并運行高效末端凈化設施,實現(xiàn)達標排放。
(4)通過有組織、無組織排放控制要求,推動石灰和電石企業(yè)開展源頭、過程、末
端治理全過程控制,實現(xiàn)達標排放。
(5)污染防治重點地區(qū)的企業(yè)執(zhí)行污染物特別排放限值,執(zhí)行的地域范圍和時間由
國務院生態(tài)環(huán)境主管部門或省級人民政府規(guī)定。
6標準主要技術內(nèi)容及確定依據(jù)
本標準主要內(nèi)容包括:前言、適用范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、有組織排放
控制要求、無組織排放控制要求、企業(yè)邊界及周邊污染監(jiān)控要求、污染物監(jiān)測要求、實施
與監(jiān)督。
6.1標準適用范圍
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本標準規(guī)定了石灰、電石工業(yè)大氣污染物排放控制要求、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求。在鋼
鐵、鋁工業(yè)、化學工業(yè)等聯(lián)合企業(yè)中存在石灰分廠、電石分廠,以及直接向環(huán)境排放的獨
立石灰生產(chǎn)設施(如無機化學工業(yè)中鈣化合物生產(chǎn)企業(yè)中獨立的石灰窯)執(zhí)行本標準。國
家鋼鐵工業(yè)、鋁工業(yè)等行業(yè)排放標準中已規(guī)定石灰窯排放控制要求的,自本標準實施之日
起應執(zhí)行本標準的規(guī)定,不再執(zhí)行原標準中的控制要求。
6.2執(zhí)行標準的時間
(1)建議新建企業(yè)自標準發(fā)布之日起執(zhí)行標準中大氣污染物排放濃度限值。
(2)考慮到現(xiàn)有企業(yè)整改需一定時間,建議2022年7月1日以前,現(xiàn)有企業(yè)仍執(zhí)行
現(xiàn)行標準。自2022年7月1日起,現(xiàn)有企業(yè)執(zhí)行表1規(guī)定的大氣污染物排放限值。
(3)執(zhí)行表2大氣污染物特別排放限值的地域范圍、時間由國家生態(tài)環(huán)境行政主管
部門或省級人民政府確定。
6.3術語與定義
本標準術語和定義共有13個,其中石灰工業(yè)、電石工業(yè)、石灰窯、電石爐、密閉式
電石爐、內(nèi)燃式電石爐等6個術語采用了行業(yè)相關定義;無組織排放、現(xiàn)有企業(yè)、新建企
業(yè)、重點地區(qū)、標準狀態(tài)、排氣筒高度、企業(yè)邊界等7個術語的定義與已發(fā)布的相關國家
污染物排放標準一致。
6.4污染物項目的選擇
本標準在深入調(diào)研石灰和電石工業(yè)產(chǎn)排污現(xiàn)狀的基礎上,參考國內(nèi)外有關標準以及其
他指導性文件,主要依據(jù)如下原則篩選污染物項目:
(1)優(yōu)先控制石灰和電石生產(chǎn)中產(chǎn)生量(或排放量)大并與國家總量減排、大氣污
染聯(lián)防聯(lián)控密切相關的污染物,包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物;
(2)對人體健康有較大毒性的行業(yè)特征污染物氰化氫進行控制。
根據(jù)生產(chǎn)工藝與污染物排放分析,本標準分別對石灰窯、電石爐、干燥窯和其他設施
(破碎篩分、粉磨、包裝、轉(zhuǎn)運及其他通風生產(chǎn)設備)確定了污染控制項目。
9
6.5污染物排放限值的確定
6.5.1石灰窯大氣污染物排放限值
石灰窯顆粒物排放濃度較高。因石灰窯中為堿性氛圍,SO2排放濃度不高。因窯內(nèi)煅
燒溫度通常低于1100℃,NOx產(chǎn)生及排放濃度相對較低,但隨著高品質(zhì)石灰的需求,有些
回轉(zhuǎn)窯等先進工藝煅燒溫度高,NOx排放濃度相對更高。
(1)顆粒物
石灰石入窯有一定粒度要求,因此顆粒物初始濃度一般在2000mg/m3左右。目前降低
顆粒物的控制措施主要是末端袋式除塵,除塵效率通常達到99%以上。我國相關行業(yè)顆粒
物的排放控制要求基本一致,根據(jù)除塵技術可達性,顆粒物排放限值確定為30mg/m3,重
點地區(qū)特別排放限值確定為20mg/m3。
根據(jù)石灰窯2019年在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,顆粒物達到30mg/m3限值要求的數(shù)據(jù)(小時
值)占數(shù)據(jù)總量的78.1%,達到20mg/m3限值要求的數(shù)據(jù)(小時值)占數(shù)據(jù)總量的64.3%;
根據(jù)2019年對電石行業(yè)石灰窯開展的調(diào)研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,顆粒物平均濃度為
49.2mg/m3,顆粒物達到30mg/m3的石灰窯數(shù)量占75.0%,達到20mg/m3的石灰窯數(shù)量占
50.0%。
(2)二氧化硫
3
石灰窯因堿性環(huán)境有一定固硫效果,SO2初始濃度一般<200mg/m,但個別地區(qū)石灰
33
石中硫含量高,SO2濃度甚至超過1000mg/m。目前排放限值確定為200mg/m,不能達
標的石灰窯可采用原料、燃料替換,或末端濕法、干法和半干法等脫硫設施。對于重點地
區(qū),特別排放限值確定為100mg/m3,部分石灰窯應配備脫硫設施。
3
根據(jù)石灰窯2019年在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,SO2達到200mg/m限值要求的數(shù)據(jù)(小時值)
占數(shù)據(jù)總量的80.5%,達到100mg/m3限值要求的數(shù)據(jù)(小時值)占數(shù)據(jù)總量的54.2%;
根據(jù)2019年對電石行業(yè)石灰窯開展的調(diào)研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,SO2平均濃度為185.8
333
mg/m,SO2達到200mg/m的石灰窯數(shù)量占73.6%,達到100mg/m的石灰窯數(shù)量占45.3%。
(3)氮氧化物
石灰窯因窯型不同,NOx排放水平差異較大,對于目前普遍推廣的回轉(zhuǎn)窯因煅燒溫度
較高,含氧量較高,初始濃度水平一般在500~600mg/m3;其他石灰窯一般在300mg/m3
左右。目前降低NOx的控制措施主要包括工藝措施和末端脫硝措施,對于除回轉(zhuǎn)窯外的其
10
他一般石灰窯因初始濃度不高、排放量較低,不要求進行脫硝處理,但需通過低氮燃燒等
工藝措施降低NOx排放,回轉(zhuǎn)窯則需要采取“工藝控制+SCR脫硝”等措施,排放限值確
定為300mg/m3,對于重點地區(qū),回轉(zhuǎn)窯需要采取強化的脫硝措施,其他石灰窯根據(jù)初始
排放濃度情況有些亦需要進行脫硝治理,特別排放限值確定為200mg/m3。
3
根據(jù)石灰窯2019年在線監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,NOx達到300mg/m限值要求的數(shù)據(jù)(小時值)
3
占數(shù)據(jù)總量的79.2%,NOx達到200mg/m限值要求的數(shù)據(jù)(小時值)占數(shù)據(jù)總量的50.4%。
根據(jù)2019年對電石行業(yè)石灰窯開展的調(diào)研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,NOx平均濃度為239.9
3333
mg/m,NOx達到300mg/m和200mg/m的石灰窯數(shù)量均占67.9%(在200~300mg/m無
石灰窯數(shù)據(jù))。
6.5.2電石爐大氣污染物排放限值
內(nèi)燃式電石爐排放的污染物主要有顆粒物、SO2、NOx,因燃燒不完全和煙氣泄漏等還
會排放微量HCN;密閉式電石爐無尾氣排放口。內(nèi)燃式電石爐和密閉式電石爐出爐口均有
顆粒物排放。
(1)顆粒物(內(nèi)燃爐+密閉爐)
內(nèi)燃式電石爐排放口顆粒物濃度相對較高,目前降低顆粒物的控制措施主要是末端袋
式除塵,排放限值確定為30mg/m3;對于重點地區(qū),特別排放限值確定為20mg/m3,電石
爐排放口應配備高效袋式除塵等設施。根據(jù)電石企業(yè)的調(diào)研和監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,內(nèi)燃式電石
爐排放口顆粒物達到30mg/m3的電石爐數(shù)量占33.3%,達到20mg/m3的電石爐數(shù)量占
21.2%。
電石爐出爐口顆粒物排放是間歇式的,排放濃度瞬間較高,目前降低顆粒物的控制措
施主要是末端袋式除塵,排放限值確定為30mg/m3。對于重點地區(qū),特別排放限值確定為
20mg/m3,電石窯出爐口應配備高效袋式除塵等設施。根據(jù)電石企業(yè)的調(diào)研和監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)
計,電石爐出爐口顆粒物達到30mg/m3的電石爐數(shù)量占68.1%,達到20mg/m3的電石爐數(shù)
量占33.3%。
(2)二氧化硫(內(nèi)燃爐)
內(nèi)燃式電石爐SO2排放主要取決于原料焦炭/蘭炭中硫含量,用于電石生產(chǎn)的炭材原料
含硫量普遍較低,因此內(nèi)燃式電石爐SO2排放濃度相對較低,目前行業(yè)未采取末端治理措
3
施,降低SO2的控制措施主要是使用低硫原料燃料,排放限值確定為50mg/m。對于重點
11
地區(qū),考慮到通過控制原料燃料中硫含量可以使SO2排放量降到較低水平,重點地區(qū)已無
必要進一步采取更嚴格措施,因此建議特別排放限值也為50mg/m3。根據(jù)調(diào)研收集和實測
33
的內(nèi)燃式電石爐排放口數(shù)據(jù)統(tǒng)計,SO2濃度平均值為64.7mg/m,達到50mg/m的電石爐
數(shù)量占31.7%。
(3)氮氧化物(內(nèi)燃爐)
內(nèi)燃式電石爐中的NOx初始排放濃度普遍較低,根據(jù)調(diào)研收集和實測的內(nèi)燃式電石爐
33
排放口數(shù)據(jù)統(tǒng)計,NOx濃度平均值為49.1mg/m,達到50mg/m的內(nèi)燃式電石爐數(shù)量占
53.4%。本標準限值確定為50mg/m3,重點地區(qū)特別排放限值確定為50mg/m3,未達標企
業(yè)可采取降低溫度等工藝控制措施降低排放水平。
(4)氰化氫(內(nèi)燃爐)
內(nèi)燃式電石爐爐氣燃燒不完全時,會有微量劇毒物質(zhì)HCN排放,如果含量過高會直
接影響工人的健康。根據(jù)編制組調(diào)研及實測的HCN排放濃度數(shù)據(jù)統(tǒng)計,內(nèi)燃式電石爐煙
氣HCN平均排放濃度為1.76mg/m3。因HCN屬高毒性物質(zhì),參考GB16297—1996中規(guī)
定的氰化氫排放限值1.9mg/m3,本標準規(guī)定HCN排放限值和特別排放限值均為1.9mg/m3。
6.5.3干燥窯大氣污染物排放限值
干燥過程主要是通過熱煙氣將炭材中的水分帶走,熱煙氣需要摻入一定的空氣量降溫
到700~900℃,因此干燥窯煙氣中含氧量普遍較高。干燥窯烘干物料,如果使用篩分下來
的炭粉等,顆粒物初始濃度高于2000mg/m3甚至更高。目前降低顆粒物的控制措施主要是
末端袋式除塵,排放限值確定為30mg/m3。對于重點地區(qū),干燥窯應配備覆膜袋式等高效
除塵設施(除塵效率在99%以上),排放限值確定為20mg/m3。根據(jù)2019年對干燥窯開展
的調(diào)研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,顆粒物平均濃度為49.6mg/m3。顆粒物達到40mg/m3的干燥
窯數(shù)量占38.5%,顆粒物達到30mg/m3的干燥窯數(shù)量占21.9%,達到20mg/m3的干燥窯占
17.6%。
干燥窯SO2排放濃度差異較大,主要取決于使用燃料種類。如果個別地區(qū)燃料中硫含
3
量高,SO2不能達標排放的,應配備脫硫設施。本標準確定SO2排放限值為200mg/m,主
要是通過燃料控制來實現(xiàn)。對于重點地區(qū),采用燃料替換或末端濕法、干法和半干法等脫
硫設施,特別排放限值確定為100mg/m3。根據(jù)2019年對干燥窯的調(diào)研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)
33
計,SO2平均濃度為86.7mg/m,SO2達到200mg/m限值要求的干燥窯數(shù)量占94.9%,達
12
到100mg/m3限值要求干燥窯占79.6%。
干燥窯燃燒溫度通常低于1100℃,NOx產(chǎn)生及排放濃度相對較低。本標準確定NOx
排放限值為300mg/m3,主要是通過低氮燃燒來實現(xiàn)。對于重點地區(qū),采用低氮燃燒、末
端SCR、SNCR等脫硝措施,特別排放限值確定為200mg/m3。根據(jù)2019年對干燥窯的調(diào)
33
研和專項監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,NOx平均濃度為301.4mg/m,達到300mg/m的干燥窯數(shù)量占
48.1%,達到200mg/m3的干燥窯數(shù)量占49.0%。
立式干燥窯生產(chǎn)工藝與其他干燥窯差異較大,其工藝要求干燥溫度在300℃以下造成
摻風量較大,顆粒物初始排放濃度高,在同等含氧量(16%)折算條件下,其污染物排放
限值相對嚴格??紤]到公平性,對于立式干燥窯的顆粒物限值進行了調(diào)整,排放確定為
40mg/m3,重點地區(qū)特排限值確定為30mg/m3。
6.5.4其他生產(chǎn)設備大氣污染物排放限值
石灰原料礦山開采和破碎篩分、粉磨、包裝、轉(zhuǎn)運及其他通風生產(chǎn)設備主要污染物是
顆粒物,生產(chǎn)工藝屬于冷態(tài)操作過程,一般風量較小、廢氣性質(zhì)穩(wěn)定、易于處理,石灰和
電石企業(yè)一般都采用袋式除塵。本標準規(guī)定破碎篩分、粉磨、包裝、轉(zhuǎn)運及其他通風生產(chǎn)
設備顆粒物排放限值為30mg/m3,重點地區(qū)特排限值為20mg/m3。
6.5.5基準含氧量
對于石灰窯、干燥窯和內(nèi)燃式電石爐廢氣排放口,大氣污染物排放濃度應按基準含氧
量進行折算。根據(jù)調(diào)研的石灰窯、電石爐含氧量數(shù)據(jù)以及國內(nèi)外同類標準要求,本標準規(guī)
定石灰窯排氣中的基準含氧量為10%,干燥窯排氣中的基準含氧量為16%,內(nèi)燃式電石爐
排氣中的基準含氧量為9%;其他車間或生產(chǎn)設施排氣按實測濃度計算,但不得人為稀釋
排放。
6.5.6無組織排放控制要求
石灰和電石工業(yè)大氣污染物無組織排放較為嚴重,在原燃料堆場、運輸、破碎篩分、
粉磨包裝等環(huán)節(jié),需要對電石及其他粉、粒狀物料進行大量的加工、輸送、裝卸和貯存操
作,一些不合理的設計(如露天堆存)、不完善的設備(如設備密封性差,造成跑、冒、
漏、撒)、不恰當?shù)牟僮鳎ㄈ邕^量裝載)、不嚴格的管理(如漏料清掃不及時),都會造成
粉塵逸散,惡化廠區(qū)及周邊環(huán)境。因此,本標準提出了無組織排放控制措施要求,并規(guī)定
13
了企業(yè)廠區(qū)內(nèi)及邊界大氣污染物無組織排放限值。
7與現(xiàn)行標準的比較
目前,我國石灰、電石企業(yè)執(zhí)行的大氣污染物排放標準如下:
石灰窯、電石爐排放口、炭材干燥窯大氣污染物排放執(zhí)行GB9078—1996表2二級標
準;石灰石破碎、篩選、石灰窯配料及電石爐出爐口廢氣顆粒物排放執(zhí)行GB16297—1996
表2二級標準;車間無組織排放執(zhí)行GB9078—1996,企業(yè)邊界無組織排放執(zhí)行GB
16297—1996。
本標準與GB9078—1996比較,區(qū)分了石灰窯、電石爐和干燥窯,其中電石爐區(qū)分了
排放口和出爐口,增加了NOx和HCN排放限值,顆粒物和SO2排放限值明顯加嚴;石灰
窯和干燥窯增加了NOx排放限值,顆粒物和SO2排放限值明顯加嚴,具體結(jié)果見表7.1。
表7.1與《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078—1996)排放限值對比
單位:mg/m3,含氧量除外
氮氧化物
生產(chǎn)工藝或設施顆粒物二氧化硫氰化氫含氧量
(以NO2計)
石一般限值/特排限值30/20200/100300/200─10%
灰
窯GB9078—1996200850──9%
出爐口30/20───未折算
電一般限值/特排限值
石排放口30/2050/5050/501.9/1.99%
爐
GB9078—1996200850──9%
立式干燥窯40/30200/100300/200─16%
干一般限值/特排限值
燥其他干燥窯30/20200/100300/200─16%
窯
GB9078—1996200850──9%
本標準與GB16297—1996比較,破碎、篩分及其他通風生產(chǎn)設備顆粒物排放限值明
顯加嚴,增
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