《上海市工业炉窑大气污染物排放标准》征求意见稿编制说明.doc

工业炉窑大气污染物排放标准（二次征求意见稿）编 制 说 明上海市工业炉窑大气污染物排放标准编制组二八年十二月目 录编制说明11 制订本标准的依据、必要性和基本思路11.1 项目依据及工作回顾11.1.1 项目来源和依据11.1.2 工作回顾11.2 标准制定必要性31.2.1相关行业发展概况31.3.5 工业炉窑的分类91.2.2现行排放标准存在的主要问题111.2.3 制定本标准的目的和意义121.3 标准制定总体思路121.3.1 标准制定原则121.3.2 主要技术依据131.3.3 标准内容框架131.3.4 标准的适用范围132 排放限值及技术要求的确定142.1 区域和时段划分142.2大气污染物排放限值制定依据142.2.1 污染物控制指标的确定152.2.2 污染物的控制技术分析15（一）燃料替代15（二）燃烧技术16（三）装备及控制等172.2.2.2 污染物控制技术分析18（一）熔化炉182.2.2.4 氮氧化物控制技术分析222.2.2 烟尘排放限值确定222.2.2.1排放浓度标准值的计算222.2.2.1 熔炼炉242.2.2.2 熔化炉252.2.2.3 加热炉282.2.2.4 热处理炉292.2.2.5 干燥炉、窑302.2.2.6 非金属焙（锻）烧炉窑、耐火材料窑302.2.2.7 陶瓷、搪瓷、砖瓦窑312.2.2.8 其它炉窑312.2.3 有害气体排放限值确定312.2.3.1 二氧化硫排放限值的制定依据312.2.3.2 氮氧化物排放限值的制定依据342.2.3.3 其它有害污染物的制定依据362.2.4 工业炉窑辅助工艺颗粒物排放402.2.5 污染物最高允许排放速率的确定402.2.6 工业炉窑颗粒物无组织排放限值的确定443 本标准与国内外相关排放标准的比较453.1 与国内排放标准的比较453.1.1 国家标准对比453.1.2 地方标准对比473.2 与国外排放标准的比较494 相关技术规定和监测要求514.1工业炉窑的烟囱高度514.2工业炉窑的测试工况514.3无组织排放烟尘的监测514.4关于工业炉窑过量空气系数的换算值525对附录的补充说明535.1射线法535.1.1实验目的545.1.2实验器材545.1.3实验步骤545.1.4实验结果及数据处理545.1.5结论565.2其他分析方法566标准实施后的社会、经济、环境效益566.1 污染物控制技术选择566.1.1 颗粒物控制576.1.2 脱硫及其它586.1.3 计算例596.2环境投资的估算596.3 环境效益60上海市工业炉窑大气污染物排放标准征求意见稿编制说明1 制订本标准的依据、必要性和基本思路1.1 项目依据及工作回顾1.1.1 项目来源和依据2006年，上海市环保局将“上海市工业炉窑大气污染物排放标准研究项目”列入2006年第一批环保科研招标项目，确定由上海市环境监测中心、东华大学和同济大学组成课题组。上海市环保局沪环保科200884号文已申报将本标准纳入上海市地方标准制修订项目计划。依据中华人民共和国环境保护法第10条、中华人民共和国大气污染防治法第7条、国家环境保护标准制修订工作管理办法、制定地方大气污染物排放标准的技术方法、上海市环境保护条例第13条等相关规定，市人民政府可以对国家污染物排放标准中未作规定的项目，制定地方标准；对国家污染物排放标准已作规定的项目制定严于国家标准的地方排放标准。依据中华人民共和国标准化法实施条例等的规定，本标准属于强制性标准。1.1.2 工作回顾(1) 市质监局沪质技监标【2008】360号文关于下达二00八年上海市地方标准制修订项目计划（第一批）的通知下达。上海市环境监测中心、东华大学和同济大学组成课题组进行投标，承担了该课题研究。(2) 资料收集与研究编制组较为全面地收集了北京、广东等地区工业炉窑排放标准，欧盟等国外发达国家工业炉窑相关标准；同时收集了有关工业炉窑污染控制的期刊文献，国内外炉窑大气污染控制方面的最佳实用技术等资料，完成了国内外工业炉窑大气污染物排放标准调研文集、国内外工业炉窑大气污染物控制最佳实用技术调研文集。(3) 监测数据采集对本市涉及炉窑的有色金属、建材、机械加工等行业的污染现状、炉窑设施的排放水平开展调研；收集了本市各区县监测站对于本辖区内重点监管企业炉窑的监测数据；选定典型工业炉窑进行现场测试，基本掌握了工业炉窑的大气污染物排放规律和最高排放限值情况。在上述工作的基础上，标准编制组通过研究生产工艺、污染预防、排放因子、处理技术、排放水平以及处理成本等方面的因素，并参考国内外相关排放标准及国内外现有的最佳实用技术，确定出标准限值，完成上海市工业炉窑大气污染物排放标准（征求意见稿）和编制说明。本标准的制订主要是通过重点污染源调查，对上海工业炉窑大气污染物排放和治理现状进行技术经济评估，同时考虑行业环境影响、参考国外相关排放标准和研究相关行业的政策、法规，最后确定排放标准限值和相关管理规定，并适当分析成本和环境效益，技术路线示意图见图1-1。通过向社会广泛征集意见，共收到15家单位共87条意见，采纳48条，不采纳39条（意见汇总见下表）。其中环保部提出如下意见：“鉴于工业炉窑和生活垃圾、危险废物焚烧炉的大气污染物排放控制适用于不同的法律，标准体系、结构和表达方式均不同，建议分别制定标准。”经研究，拟将本课题研究成果分成工业炉窑、生活垃圾焚烧炉及危险废弃物焚烧炉大气污染物排放标准三个独立标准。本课题先完成工业炉窑标准。进一步完成其他两个标准通过另外立题或后续补充课题解决。其他意见的主要焦点集中在炉窑烟尘排放浓度的限值上，普遍认为20mg/Nm3的限值对于中小型炉窑来说达标排放比较困难，除非使用高效除尘器，但从经济方面考虑不太现实。综合各方意见，将针对不同炉窑分别制定不同的颗粒物限值。序号单位反馈意见采纳不采纳1污控处6602华东理工大学资源与环境工程学院10733上海京华化工厂2114上海市环境监察总队14955上海鑫冶铜业有限公司1016上海宏腾环保工程有限公司1017嘉定区环保局6428上海化学工业区太古升达废料处理有限公司4049上海市绿色工业促进会44010上海新格有色金属有限公司20211上海环城再生能源有限公司1871112松江环保局41313监督管理处84414环保部65115奉贤环保局101合计8748391.2 标准制定必要性1.2.1相关行业发展概况目前上海市的大气污染属煤烟型与石油型并重的复合型污染。区域内工业炉窑数量多、种类繁，几乎遍布各个工业行业中，工业炉窑的耗原煤量仅次于工业锅炉、电站锅炉，是大气污染的主要来源之一，由于工业炉窑形成的污染源量大面广，对环境空气质量有着直接的影响。目前本市所辖各区县各类工业炉窑以中小型炉窑居多，分布在外环线以外，其中部分企业炉窑安装较先进的除尘设备（如静电除尘、布袋除尘等）能稳定达标外，其余炉窑仅安装了简易除尘设备或直排，对周边环境影响较大。1.2.1.1 本市工业炉窑的污染现状本市工业炉窑主要涉及行业主要包括有色金属行业、建材行业、机械加工行业等。有色金属工业炉窑包括金属熔炼炉窑和熔化炉；建材工业炉窑包括耐火材料炉窑、砖瓦窑等；其他：机械加工行业的电弧炉、冲天炉、金属和非金属加热炉等。（一）调研工业炉窑类型及分布情况课题组对本市194个工业炉窑的大气污染物排放进行调研，工业炉窑类型及数量见表1-1。图1-1为调研的各种工业炉窑类型数量的比例示意图，图1-2为上海市各区工业炉窑的分布情况比较。据工业炉窑污染源的调查结果可知，上海市区内环路以内基本无工业炉窑，工业炉窑主要集中在宝山区、崇明县和金山区三个区域，占所调研工业炉窑总数的40%左右。本市工业炉窑中以熔化炉和加热炉数量居多，且多为小型工业炉窑。本市大中型的工业炉窑主要集中在有色金属熔炼炉中。课题组结合本次全国污染源普查重新对本市工业炉窑进行了统计，从可得数据可知，列入本次普查范围的在本标准适用范围之内的炉窑目前本市约有2000台左右（包括填写简表，只有数量，没有炉窑类型等，无法记入下表统计）。序号炉窑类型数量1有色金属熔炼炉992熔化炉冲天炉110金属熔化炉314非金属熔化、冶炼炉343加热炉金属压延、锻造加热炉172非金属加热炉394热处理炉2685干燥炉、窑1346非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)927陶瓷、搪瓷、砖瓦窑1358其他炉窑267总计1664从这次炉窑统计结果看，基本与上次调研结果相同：内环线内基本无工业炉窑，工业炉窑主要集中在郊区，炉窑以熔化炉和加热炉数量居多，且多为小型工业炉窑。本市大中型的工业炉窑主要集中在有色金属熔炼炉中。图1-1 标准制定路线示意图表1-1 本市调研的工业炉窑种类及数量序号炉窑类型数量1有色金属熔炼炉162熔化炉冲天炉36金属熔化炉18非金属熔化、冶炼炉253加热炉金属压延、锻造加热炉46非金属加热炉64热处理炉115干燥炉、窑66非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)187陶瓷、搪瓷、砖瓦窑68其他炉窑6总计194图1-2 本市调研工业炉窑类型数量的比例图1-3 本市调研工业炉窑类型分布情况（二）工业炉窑主要大气污染物及排放现状对本市调研的工业炉窑的烟尘、二氧化硫和氮氧化物三项主要大气污染物进行了测试。表1-21-4是本市工业炉窑主要污染物的排放情况。表1-2 本市工业炉窑及焚烧炉烟尘的排放现状序号炉窑类型烟尘排放浓度(mg/Nm3)最小值最大值平均值1有色金属熔炼炉1131055.52 2熔化炉冲天炉、化铁炉11.5908211.85 金属熔化炉116823.21 非金属熔化、冶炼炉3.2620179.39 3加热炉金属压延、锻造加热炉512150.97 非金属加热炉1759050.34 4热处理炉1710239.80 5干燥炉、窑1816056.43 6非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)7.8581120.687陶瓷、搪瓷、砖瓦窑19.71370284.82 8其他28.972.944.44 表1-3 本市工业炉窑SO2的排放现状序号炉窑类型SO2排放浓度(mg/Nm3)最大值最小值平均值1有色金属熔炼炉1731.269.86 2熔化炉冲天炉、化铁炉49022.2171.22 金属熔化炉268583.58 非金属熔化、冶炼炉5708701004.09 3加热炉金属压延、锻造加热炉5937192.80 非金属加热炉25546138.67 4热处理炉29480149.48 5干燥炉、窑1331374.00 6非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)10023506.177陶瓷、搪瓷、砖瓦窑87229264.33 8其他34311199.25 表1- 4 本市工业炉窑NOx的排放现状序号炉窑类型NOx排放浓度(mg/Nm3)最大值最小值平均值1有色金属熔炼炉942.647.46 2熔化炉冲天炉、化铁炉900.8942.39 金属熔化炉32511.981.20 非金属熔化、冶炼炉68030408.643加热炉金属压延、锻造加热炉2365.6105.58 非金属加热炉2303348.18 4热处理炉12327.2550.07 5干燥炉、窑47.951034.24 6非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)68019.8325.17陶瓷、搪瓷、砖瓦窑1521275.75 8其他10113.1349.50 （三）工业炉窑主要大气污染物控制水平本市工业炉窑的烟尘、二氧化硫、氮氧化物的污染控制水平见表1-51-7。表1-5 本市工业炉窑烟尘污染控制水平序号炉窑类型烟尘排放达标情况30mg/m3达标率/%1有色金属熔炼炉7946.72熔化炉冲天炉、化铁炉3 1714.3 金属熔化炉31714.3非金属熔化、冶炼炉14477.83加热炉金属压延、锻造加热炉41917.4非金属加热炉143131.14热处理炉3650.05干燥炉、窑3260.06非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)3350.07陶瓷、搪瓷、砖瓦窑8850.08其他2340.0总计6411935.97表1- 6 本市工业炉窑SO2污染控制水平序号炉窑类型二氧化硫排放达标情况200mg/m3达标率/%1有色金属熔炼炉150100.00 2熔化炉冲天炉、化铁炉14766.67 金属熔化炉12191.67 非金属熔化、冶炼炉32013.04 3加热炉金属压延、锻造加热炉202445.45 非金属加热炉4180.00 4热处理炉4180.00 5干燥炉、窑40100.00 6非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)3350.00 7陶瓷、搪瓷、砖瓦窑5183.33 8其他3260.00 总计876059.18表1- 7 本市工业炉窑NOx污染控制水平序号炉窑类型氮氧化物排放达标情况400mg/m3达标率/%1有色金属熔炼炉90100.00 2熔化炉冲天炉、化铁炉210100.00 金属熔化炉100100.00 非金属溶化、冶炼炉20860.00 3加热炉金属压延、锻造加热炉440100.00 非金属加热炉30100.00 4热处理炉50100.00 5干燥炉、窑40100.00 6非金属焙(煅)烧炉窑(耐火材料窑)5550.00 7陶瓷、搪瓷、砖瓦窑40100.00 8其他50100.00 总计1301390.911.3.5 工业炉窑的分类根据本市调研现有工业炉窑的情况，本标准参考GB9078-1996中工业炉窑的分类方法，并结合本市工业炉窑调研结果，将其中的熔炼炉中1）高炉及高炉出铁厂；2）炼钢炉及混铁炉（车）；3）铁合金熔炼炉等，铁矿烧结炉中的1）烧结机；2）球团竖炉带式球团，以及石灰窑等钢铁行业的工业炉窑，不归入本标准的炉窑范围内，而执行国家或本市的钢铁行业标准。最后确定将本标准的工业炉窑分为八类十一种，分别制定大气污染物排放标准。本标准的工业炉窑分类及所包括炉型如下：(1) 有色金属熔炼炉熔炼炉是将金属或非金属熔化、调整其成分、去除杂质，获得所设定成分的金属或非金属的工业炉。如铁合金熔炼炉、有色金属熔炼炉（包括各种铅、锌、铜有色金属冶炼用的鼓风炉、闪射炉、焙烧炉、炼铜转炉等）。(2) 熔化炉熔化炉是指将固体金属或非金属熔化成液体的工业炉。包括冲天炉，化铁炉，金属熔化炉，非金属熔化、冶炼炉；1）化铁炉、冲天炉 冲天炉结构简单，投资较省，燃料供应有保证，可连续也可间歇出铁水浇注。因此，在铸铁生产中得到广泛应用。2）金属熔化炉：包括各种熔铜炉、化铅炉、熔铝炉等。有色金属熔炉种类有坩埚炉（焦炭、煤气、重油、电阻加热）、反射炉（火焰式、电阻式）、单相电阻炉、感应电炉及电弧炉。3）非金属熔化、冶炼炉 包括玻璃熔炉、刚玉冶炼炉、硅冶炼炉、耐火及保温材料熔化炉等。 (3) 加热炉加热炉一般特指对物料加热提高其温度而不改变其形态，以满足加工工艺要求的工业炉，主要包括： 金属压延、锻造加热炉：包括各种钢坯加热炉、均热炉、锻造加热炉、感应加热炉； 非金属加热炉：包括沥青加热炉、玻璃塑型炉、沥青混凝土搅拌炉等。(4) 热处理炉主要包括： 金属热处理炉：包括各种退火炉、调质炉（淬火、回火）、钎焊炉、马弗炉等； 非金属热处理炉。(5) 干燥炉、窑除去物料中所含水分或挥发分的工业炉窑。包括各种金属、非金属加工用干燥炉（窑）。(6) 非金属焙（煅）烧炉窑（耐火材料炉）包括各种用于非金属焙烧、生产耐火材料的回转窑、竖窑等。(7) 陶瓷、搪瓷、砖瓦窑(8) 其他炉窑包括各种煤气发生炉、造气炉以及不包括在上述各类中的其它工业炉窑。1.2.2现行排放标准存在的主要问题我国环境保护标准体系由国家和地方两级构成。国家级环境保护标准包括环境质量标准、污染物排放（控制）标准、标准样品、环境保护行业标准及其他国家环境保护标准。地方环境保护标准包括环境质量标准和污染物排放(控制)标准。目前本市工业炉窑大气污染物排放标准分别执行1996年国家发布的工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996），已经有十多年历史。该标准的执行对推动本市工业炉窑相关产业的结构调整，促进清洁生产工艺和末端治理技术发展，遏制污染物排放总量增长起到了重要的作用。随着我国工业生产格局的变化、污染治理技术的进步，以及社会对环境质量的要求日益严格，现行的排放标准已不能适应新形势变化下环境管理的需求，势必对工业炉窑大气污染物治理提出新要求，制订更为严格的新标准对大气污染物排放进行控制，促进行业污染治理和技术进步，十分必要。就目前执行情况来看，现行标准体系存在如下几个主要问题：1) 排放限值过于宽松，特征污染物排放指标数量少，明显落后于目前的治理技术水平。工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）中烟尘排放限制为100150mgN/m3，二氧化硫为850 mg/Nm3，而欧盟及美国烟尘排放限制为2050mg/Nm3，二氧化硫在600 mg/Nm3。采用我国目前的大气污染治理最佳实用，烟尘的排放水平可控制在30mg/m3，甚至10mg/m3。另外，在现行工业炉窑大气污染物排放标准中，未考虑对氮氧化物、苯系物、二噁英类等特征污染物的排放限值进行规定。2) 污染物排放区域的划分规定不太适合上海市的实际情况。国家工业炉窑大气污染排放标准按照环境空气质量功能区规定排放限值，现行的国家标准难以支持上海在中心城区和基本无燃煤区开展燃煤设施的清洁能源替代工作。适当加严工业炉窑和焚烧炉大气污染物排放限值，进一步控制烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二噁英的排放，明确排放技术要求以杜绝烟囱冒黑烟等严重影响城市形象的现象，明确在线监测要求，促进行业污染治理和技术进步，都迫切需要上海市出台地方性的工业炉窑大气污染物排放标准。本标准为本市首次制定工业炉窑大气污染物排放地方标准。1.2.3 制定本标准的目的和意义我国政府明确2010年节能减排目标和要求：“十一五”期间，中国主要污染物排放总量减少10。针对国家要求，上海市节能减排实施方案提出了上海节能减排工作的主要目标：全市化学需氧量(COD)排放量比2005年削减15%，二氧化硫排放量比2005年削减26%。为贯彻落实科学发展观，实现上海建设资源节约型、环境友好型城市的目标，有必要针对上海地区工业炉窑及焚烧炉的实际情况，制定一套技术先进、经济合理、环境允许、实践可行的大气污染物排放标准。1.3 标准制定总体思路1.3.1 标准制定原则标准的制定应体现标准的科学性、可行性、时间性和可操作性。本标准制定时遵循了以下具体原则：(1) 适当区分新旧污染源，分别制定现有和新增污染源的排放限值，对于现有污染源给予一定的改造时间，对新污染源排放限值从严。为实现环境标准标准动态运行机制，在体现标准先进性和严格性的同时，又需要考虑与目前执行的工业炉窑大气污染物排放标准相衔接，使不同企事业单位在执行新标准时有一个延续性的过渡过程。因此，本标准按二个时段制定污染物的控制指标。(2) 划分区域应符合本市的实际情况，不再按国家的环境空气质量功能区规定排放限值，而依据本市不同区域的环境保护要求，分区执行排放标准。(3) 根据炉型制定排放标准限值为了体现在生产全过程中控制污染物的环境战略思想，针对各种工业炉窑排放污染物的差异，本标准结合当地工业炉窑的实际情况，针对不同炉型的炉窑制定不同的排放限值。(4) 根据本市工业炉窑的实际控制水平，参照国内外工业炉窑大气污染物排放标准和最佳控制技术，制定切实可行的大气污染物排放限值。(5) 标准的控制项目本标准中工业炉窑的主要控制因子为烟尘、生产性粉尘及烟气黑度，以及与工业炉窑排放大气污染物密切相关的二氧化硫、氟及其化合物、铅、汞及其化合物等有害污染物。结合本市工业炉窑的特点，增加对某些特殊污染物的控制指标。 (6) 标准限值的确定本标准排放浓度标准值的计算参照大气污染物综合排放标准编制说明中制定现有企业和新（扩、改）建企业排放标准的基本方法。具体方法和要求在第二部分中阐述。1.3.2 主要技术依据（1）对新设立污染源，应根据国际先进的污染控制技术设定严格的排放控制要求， 对现有污染源， 应给予充分改造时间，根据较先进的技术设定排放控制要求。（2）大气污染物治理技术已相当先进，各种高效除尘器如布袋除尘器、电除尘器、高效湿式除尘器等适用各种条件，这些除尘器性能先进，已达到国际先进水平。（3）参照已有各类国内外的工业炉窑大气污染物排放标准要求，进行对比与分析，保证标准的严谨性和可操作性。1.3.3 标准内容框架本标准包括：前言、适用范围、规范性引用文件、术语和定义、大气污染物排放控制要求、大气污染物监测要求、实施与监督、附录，共8部分。大气污染物排放限值是本标准的重点。针对不同的炉窑类型，执行不同的考核指标。对采用不同燃料的工业炉窑，标准限值也适当加以区分。另外，标准考虑企业新旧差异，对现有和新建企业区别对待，对新建企业要求从严。本标准主要技术内容包括： 1）工业炉窑大气污染物排放标准及技术要求； 2）无组织排放烟尘排放限值； 3）烟囱高度要求等。1.3.4 标准的适用范围本标准适用于除水泥、钢铁、玻璃制造、化工行业及焦炉以外的工业炉窑大气污染物排放。对于量大且污染较严重的炼焦工业，水泥工业、钢铁工业等涉及的工业炉窑大气污染物排放控制，按相应的国家行业标准执行。目前炼焦炉执行1996年颁布的炼焦炉大气污染物排放标准(GB 16171-1996)，水泥工业炉窑执行水泥工业大气污染物排放标准(GB 4915-2004)；玻璃制造行业和钢铁行业已经在制定新的国家标准。自本标准实施之日起，本标准规定范围之内的位于上海市行政管辖区域内的工业炉窑大气污染物排放按本标准执行。2 排放限值及技术要求的确定2.1 区域和时段划分 (一) 区域划分1996年国家发布的工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)适用地区按照环境空气质量标准(GB3095-1996)中的环境空气质量功能区进行“适用区域”划分，分三区执行一级、二级和三级排放标准。本标准体现地方性及严格性，依据本市不同区域对环境保护要求和工业炉窑的实际情况，对工业炉窑进行适当的区域划分。本标准将上海市划分为A、B两个区域：A区：内环线以内的区域、风景名胜区、自然保护区和上海市人民政府按照环境空气质量功能区要求确定需要特殊保护的区域；B区：除A区以外的其它区域。(二) 时段划分本标准对工业炉窑现有污染源按照不同年限分别规定了烟尘、烟气黑度和有害污染物的最高允许排放浓度等指标。具体划分为两个时段，分别执行相应的标准限值：年月日前安装包括尚未安装，但环境影响报告书（表）已经批准的工业炉窑，分两个时间段执行相应的大气污染物排放限值。年月日前，执行GB9078-1996规定的排放限值，辅助工艺执行GB16297-1996规定的排放限值。自年月日起，执行本标准规定的排放限值。自年月日起，新建、改建、扩建项目执行本标准规定的排放限值。自年月日起，在A区，除市政、建筑施工临时用沥青加热炉外，禁止存在各种工业炉窑。2.2大气污染物排放限值制定依据2.2.1 污染物控制指标的确定本市工业炉窑以中小炉窑居多，多数炉窑以燃煤、燃重油为主，少数采用天然气、煤气及轻油。因此炉窑烟气中主要污染物是烟尘、SO2、NOx，在有色金属冶炼炉、熔化炉、加热炉等烟气中还含有氟、铅、汞、沥青油烟等污染物。本标准在原国家工业炉窑排放标准设定的污染控制因子基础上，并结合本市炉窑的实际情况，增加对苯系物中苯、甲苯、二甲苯及二噁英为控制对象。本标准选取如下的控制指标：1）烟尘（烟气黑度）；2）二氧化硫；3）氮氧化物；4）氟及其化合物；5）铅；6）汞；7）铍及其化合物；8）沥青油烟；9）苯系物：苯、甲苯、二甲苯；10）苯并(a)芘；11）二噁英类。共11项污染控制指标。本标准规定的污染物排放浓度指标，单位为mg/Nm3（二噁英类单位为ngTEQ /Nm3）。实测的炉窑烟尘及有害污染物排放浓度应换算到规定的掺风系数或过量空气系数时的数值，不同类型炉窑的掺风系数具体见第4部分。2.2.2 污染物的控制技术分析2.2.2.1 工业炉窑技术的进步工业炉窑主要是靠外加燃料或能量来加热处理物料，其燃烧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产生散发的污染。以下对窑炉技术趋势讨论。工业炉窑技术的进步体现在使用燃料的清洁化（燃气、电取替代目前常见的燃煤），助燃气体的预处理（燃烧余热换热利用、助燃气氧含量的调整），燃烧器、炉体设计和筑炉材料的优化、自动控制水平的提高，更先进可靠的环保控制技术等方面。（一）燃料替代采用天然气或电等清洁能源代替燃煤是提高能源效率和减少污染排放的有力手段之一。其制约因素为清洁能源的来源和价格。我国作为产煤用煤大国，煤仍然是今后主要的能源。但从国家节能减排规划布局的角度，各种小型用能设施应减少直接使用燃煤作为能源。两种燃料的燃烧排放比较情况如表2-1所示。不同燃料的费用比率情况如表2-2所示。从表2-1可见采用清洁燃料替代燃煤后，采用天然气时，燃料运行费用增加为原来的1.92左右；采用电时，燃料运行费用增加为原来的3.7倍。（二）燃烧技术燃烧技术改进包括富氧燃烧和蓄热燃烧等，其中蓄热燃烧主要适合于燃气和洁净燃油的燃烧。现阶段能用于燃煤炉窑的技术为富氧燃烧。 表2-1天然气与煤炭燃烧排放大致比较 单位：千克/吨标煤项目CO2SO2NOx烟尘煤炭287020.07.72.9天然气16800.0142.00* 硫含量煤炭按平均0.8%计，未考虑烟气脱硫。表2-2 不同燃料的效用价格比较项目天然气人工煤气动力煤电2007年价格2.3(元/m3)1.05(元/m3)580(元/吨)0.77(元/kwH)热值（千焦/ m3）334401588422990单位热值价格（元/kwh）0.500.570.260.96* 注：设备的能源利率为燃气0.50，人工煤气0.42，人工燃煤0.35，电0.80。（1）富氧燃烧技术近年来，随着制氧成本的逐步降低，富氧燃烧技术逐渐引起人们的注意。富氧燃烧就是采用比正常空气含氧量高的空气来助燃，富氧的极限就是使用纯氧。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，不仅能使燃料的燃烧时间大大缩短，有利于提高燃料的完全燃烧程度，而且还能提高热效率，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，固体废弃物等低热值燃料也有富氧燃烧技术。但火焰的高温化引起NOX大幅度增加是严重制约富氧燃烧技术进入更多领域的关键因素之一。（2）蓄热燃烧技术高效蓄热技术就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。蓄热式工业炉与传统工业炉相比，具有以下特点：炉温的均匀性好，加热质量高；炉子热效率高，能耗低，排烟温度低；炉子热效率的提高, 减少了燃料消耗, 同时减少空气消耗量，也就使燃料燃烧生成的含氮氧化物的烟气量大大降低，有利于减少污染，改善环境。高效蓄热式工业炉可以将空气或煤气预热到800，甚至1000以上，使燃烧温度大大提高, 因而即使燃用低热值燃料,也能满足工业炉加热坯料所要求的温度。这就为直接燃用高炉煤气等低热值燃料提供了有效途径。近几年，我国高效蓄热式工业炉的开发应用取得了长足的 发展, 并且在国内已建成投产多座，包括室式炉、罩式炉、均热炉和连续加热炉，均取得了很好的节能效果和环保效益。如排烟温度降到180以下，空气或煤气预热到800以上，节能30%45%，而且还可减少氧化烧损，提高炉子的生产率，提高炉温的均匀性。与常规工业炉相比，高效蓄热式工业炉虽然要装备换向系统，但却没有空煤气换热器，没有高温管道和高温阀门，因此在建设投资方面与常规工业炉基本相当。另一方面, 高效蓄热式工业炉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。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。在一些附近具有焦炉，放生炉和高炉煤气来源的区域可优先考虑使用。（三）装备及控制等炉窑工业技术进步在燃烧器、炉体设计和筑炉材料的优化、自动控制水平的提高等方面主要通过设备和控制水平的提高近可能高的提高能源的利用率，从而达到减少单位产品能耗的目的。更先进可靠的环保控制技术在后面的章节有专门的叙述。上海地区工业炉窑中比例较高的两类炉窑的技术趋势概要如下。（1）冲天炉技术发展趋势目前，大多数的小型冲天炉为冷风冲天炉作业，操作笨重复杂、工人劳动强度大，炉料品种多、占地面积大，且不易控制铁水的成分和温度，更为严重的是烟尘排放量大、环境污染严重。国家发改委、科技部和环保总局2005年联合发布了国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术中推荐了外热风冲天炉。目前国内已研发出相应的设备。“外热风冲天炉”对传统的冲天炉（一般为冷风炉）进行了全面改进与创新，改进创新多处炉体结构，设置强化预热段，变截面分层送风段，保温隔热砌体，使生产过程中风量风压稳定。炉子热效率高，较一般炉节能1/5到1/4，并同时适应铸造焦或冶金焦，在送风系统中设置热交换器（加热炉），将烟气中的可燃气体如CO等经燃烧利用变害为利，使风机鼓出的冷风转换为热风送入炉中。由于热效高熔化快，生产效率较一般炉提高1/5左右，适用于铸造行业的铁水熔炼。随着无芯感应炉的出现，冲天炉有逐渐被取代的趋势。电炉熔炼的原理是通过金属（炉料）切割磁力线产生感应电动势，同时产生感应电流，金属炉料在感应电流的作用下发热、熔化，所以在整个电炉熔炼过程中基本不产生烟尘。电炉熔炼工艺先进，操作步骤少，生产组织灵活，效率高且用工少，几乎没有环境污染。青岛纺机2007年改建原冲天炉为一台5吨/时、两台1.5吨/时的中频感应电炉，除生产能力大大提高外，污染物排放也大大减少。（2）玻璃池炉技术发展趋势近来，纯氧助燃技术得到了较大的发展。目前，这种技术已广泛地应用于玻璃工业（包括玻璃包装等行业中的池炉）。在美国发展纯氧助燃熔制玻璃技术的强大源动力包括：1）减少NOx的排放；2）如果要提高设备产量而又不能增加NOx的排放量，就必须采用纯氧助燃技术，工业报告宜称，由空气助燃改用纯氧助燃后，平均增加15%到20%的产量玻璃；3）从经济的角度出发，利用纯氧燃烧可能是满足EPA排放标准的最经济方法。其他使用氧气的方法也在研究，包括氧助熔(作为电助熔的另一种选择)，或与电助熔联合使用。氧气还可用作鼓泡介质，特别是应用于氧气在低温下易于溶解的玻璃上，这样可减少玻璃中的砂点。2.2.2.2 污染物控制技术分析（一）熔化炉熔化炉除尘中的最佳控制技术（欧盟BAT）就是利用袋式除尘器或者湿式洗涤器进行烟气除尘。两种治理技术设备的比较见表2-3。表2- 3 湿法和干法除尘设备比较治理技术干法净化系统湿法净化系统多管旋风分离器布袋除尘器文丘里洗涤器生物过滤器排放水平(mg/Nm3)1002005-2020-15020-150投资费用低高低中等能量消耗低低-中等高高优点其他废气净化方法的预处理设备操作规范能有很高的除尘效率；能够实现粉尘的回用去除部分的SO2，再次生成几率低安装简易，不易造成二次污染缺点效率低，尤其对于细颗粒物的去除效率低体积大，火灾隐患，滤料容易阻塞湿污泥，废水处理，损耗后处理效率下降高能两消耗，易磨损，湿污泥，废水处理一般湿式洗涤器具有低投资费用和维护，但是要达到满意的捕集效率需要高能量消耗，同时存在污泥和洗涤液的处理处置问题。为了杜绝或降低二氧吲哚以及呋喃的含量，使其控制在0.1ngTEQ/Nm3以下。有些情况下，还要优先选择湿式除尘器。干式除尘系统的投资费用较高并且需要控制进入气体的条件(温度、水分和有机气体含量、CO：O2比)，但是其运行能量消耗较湿式洗涤器少。此外，回收的干态冲天炉粉尘还可回用到冲天炉中。干式除尘系统的除尘设备主要包含以下几种类型：1）多级旋风分离器多与袋式除尘器联合使用，作为前级的大颗粒粉尘的分离器。可以阻止带火星的焦炭颗粒接触滤布。如果旋风分离器设计时采用内衬耐火材料和高碳钢，能够在高温度下运行。但是，单独使用旋风分离器，其捕集效率不能满足现有法规要求，因此，其常常与其他除尘系统联合使用。2）袋式除尘器袋式除尘器能够满足较低排放浓度的要求，并且可以对冶金烟尘颗粒具有较高的捕集效率，能够资源回收。3）静电除尘器该系统在铸造工业并不普遍。该系统比较适和稳定的工作条件，例如长期运行冲天炉，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。混杂空气的未燃尽含尘气体，由于其体积比除尘器要大的多，容易发生爆炸危险。图2-1是带有热回收和袋式除尘器的鼓冷风冲天炉示意图。图2-1 带有热回收、冷却的冲天炉干法袋式除尘系统流程图冲天炉采用最佳实用技术的控制水平见表2-4和表2-5，排放值均为实际测量时期的平均值。当连续监控可行时，可用每日平均值，在标准工况273K，101.3kPa的干空气下测定。表2-4化铁炉的污染控制水平参数控制水平颗粒物5-20mg/Nm3PCDD/PCDF0.1ngTEQ/Nm3表2-5 冲天炉的污染控制水平类型参数控制水平(mg/Nm3)冲天炉热鼓风CO20-1000SO220-1000NOX20 100NM10 200鼓冷风SO2100-400NOX20-70NM-VOC10-20焦炭NOX160-400电弧炉NOX10-50CO200旋转炉SO270-130NOX50-250CO20-30（二）陶瓷、搪瓷、砖瓦窑陶瓷、搪瓷、砖瓦窑污染物治理最佳实用技术主要有袋式除尘器和烧结材料过滤器。（一）袋式除尘器袋式除尘器去除烟气中的粉尘适用于陶瓷制造工业的所有生产部门，尤其是适用于原始材料的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超过98%达到99%，出口浓度控制水平为2-20 mg/m3。（二）烧结材料过滤器该过滤器的重要组成是作为链接元件镶嵌在过滤系统中的刚性的过滤介质。该过滤元件由PTFE包裹的烧结聚乙烯组成，使得过滤元件具有坚固的结构和防水性能。这些先进的过滤介质主要优点是具有很高的烟尘净化效率，并且系统阻力低，尤其是对于粗糙的陶瓷颗粒，还具有高耐磨性能。图4-4是带有脉冲喷吹清灰系统的刚性烧结材料过滤器示意图。利用过滤单元，净化效率能达到99.99%，净化后烟气浓度能达到1mg/m3，可以将干净气体回送到工作场所。利用烧结网过滤器能够去除如在喷雾上釉产生的含湿烟尘。这种过滤系统能将来自喷雾室的废气中分离的上釉粉尘直接回用。逆流的静止区能保证粉尘在系统中的相对干燥。在理想状态下，分离的有上釉颗粒在过滤系统中以油滴状粉末上升。图2-2是带有袋式除尘设备的干法废气净化工艺示意图。该工艺中吸附剂以干粉末状吹入废气气流中。酸性成分在反应器或反应区被吸附，可以是介于炉窑和过滤设备之间的输送管道。，并应保证足够的接触时间。反应器之后的过滤设备去除来至废气中的反应中和产物及过量的吸附剂。该部分主要采用袋式除尘器，因为它能够为吸附剂和气态污染物提供很好的接触。滤袋的过滤材料必须能耐酸碱，并且能承受所处理废气的温度。袋式除尘器干法废气净化系统能达到处理后废气中氟化物浓度低于5mg/m3，悬浮颗粒物浓度220mg/m3。图2-2 带有袋式除尘器的干法废气净化示意图静电除尘器能够取代袋式除尘器，采用相同粉末状反应剂注入系统。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。但是另一方面，吸附剂和污染物之间的接触反应差于袋式除尘器。静电除尘器废气净化系统处理后气体能达到的颗粒浓度在550 mg/m3。采用上述最佳控制技术，颗粒物污染控制水平：1-20mg/m3；NO的排放控制水平低于500mg/m3，日平均值，以NO2计。具体见表2-6。表2-6 采用最佳实用技术有害污染物排放水平参数单位，日平均值污染排放水平氟以HF计mg/m31-5氯以HCl计mg/m31-5SOx以SO2计mg/m31-5002.2.2.4 氮氧化物控制技术分析工业炉窑废气中的氮氧化物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，即在产生NOx的源头上进行严格控制，限制NOx的形成，主要的一次措施包括纯氧阻燃技术和改进燃烧技术，见2.2.2.1工业炉窑技术的进步。二次措施是指对工业炉窑废气中已经产生的NOx进行处理，从而降低废气排放时NOx的浓度和排放量，主要的治理措施包括：3R技术、SCR和SNCR脱硝技术。其中，采用SCR技术脱硝效率可达7080%。2.2.2 烟尘排放限值确定2.2.2.1排放浓度标准值的计算一、主要计算方法（1）实测数据的来源筛选编制本标准所依据的实测数据主要由上海市各区、县环境监测站监测测定。对实测数据的初审表明，各种类型炉窑排放同一种污染物的状况差别较大，因而必需对数据进行初步的筛选。数据筛选的基本原则是剔除那些无污染治理措施，基础资料不完整，表达不清楚和各种明显的异常值。在数据量比较充分的前提下，要求筛选后保留的数据应不少于20个。（2）数据的排列和百分位数的确定将筛选后保留下来的数据按从小到大的顺序排列，并按下式确定其百分位数。 （2-1）式中：P百分位数；N数据总数；n百分数；Zp百分位数值；mP值中的整数；ZmP值中的整数位数值；RP值中的小数。（3）排放浓度标准值的范围从上述计算得到第60、70、80百分位数值，即为排放浓度标准值范围。在一般情况下，将选择第70百 分位数作为排放浓度标准值，但仍然可以在6080百分位数作适当的调整。这样得到的排放浓度标准值从本市的事情情况出发，具有适当的宽严程度，保证各企业在进行认真的污染治理和管理后，可以达到排放标准。（4）数据不足情况下的处理方法由于本标准涉及的工业炉窑种类较多，覆盖的企业面广，污染物项目也很多，并且有些项目是国家标准中没有的，加上有写项目的监测非常规监测，因而一些项目的数据量较少，还有少数项目的数据严重缺乏，对此类情况将采取相应的处理方法。由于数据不足，致使取得浓度的百分位数发生困难，采用的处理方法如下：1）污染物的排