《陶瓷工业节能减排技术丛书·陶瓷企业废气处理技术及典型案例》一书是著者近十多年来,在完成及参与完成的科研项目中陶瓷企业废气处理技术的基础性研究工作及陶瓷行业代表性企业在废气处理中实践技术的总结。本书在分析国内陶瓷行业窑炉烧成陶瓷产生的有害废气成分污染环境、危害人体健康和动植物生长发育、给社会健康发展和人类进步造成极大影响的基础上,介绍了多家典型陶瓷企业和环保企业合作共同解决了陶瓷企业废气有害污染的治理案例,大大丰富而且促进了陶瓷窑炉热工理论的研究,为陶瓷窑炉结构的优化、操作条件的优化、陶瓷窑炉研究技术的提高以及节能减排提供了必要的理论和应用基础。这些成果已在生产实践中得到应用,并在陶瓷窑炉工程中发挥了很大作用,大大地促进了陶瓷工业的可持续发展。
《羊城晚报》2000年7月18日B2版以醒目的大标题报道陶瓷厂烟尘令黄皮树(岭南佳果之一) 秃顶 三水华盛果园年收成3.5万千克的优质无核黄皮水果因陶瓷厂的污染而颗粒无收。这到底是天灾还是人祸?!2001年4月16日该报在珠三角新闻中报道千亩农田欲哭无泪
三水白坭镇由于受陶瓷厂的污染,秧苗一天天枯萎,蔬菜无法生长。其实广东的深圳、东莞、南海、潮州、清远、河源等地及全国其他瓷区已多次出现因陶瓷厂烟囱废气污染而造成附近农民果树及农作物枯死失收等纠纷。另该报2000年6月5日A2版有一条更惊人的报道广州是酸雨之城,出现酸雨的频率已上升到62.6%,即不到两场雨便有一场是酸雨的比例,使广州成为全国第二大酸雨发生区。专家们普遍认为,广州地区的酸雨与珠江三角洲地区,特别是佛山、南海、顺德、东莞、增城、清远和河源(即广州的周边)
的近千座陶瓷窑炉排放有害气体所造成的污染不无关系。
我国陶瓷窑炉使用的燃料主要为煤转气、重渣油、轻柴油及少量天然气、液化石油气等,燃料在陶瓷窑炉中燃烧产生的废气中含有大量的CO2、ROx
(粉尘)、SO2、NOx及CO等。据统计,我国大气中90%的SO2、85%的CO2、80%的ROx和50%的NOx来自煤的燃烧,其中煤炭燃烧后排放出来的温室气体CO2占我国全部燃料燃烧排放CO2总量的85%。我国CO2的排放量已占世界第二位(13.6%),每年因燃料燃烧可产生数百亿吨的温室气体,使地球产生温室效应,对人类的生态环境已造成重大的威胁和严重的后果。窑炉燃烧产生的SO2占我国大气中SO2的90%以上,它是有害气体,与空气中的水蒸气结合生成亚硫酸和硫酸,对森林植被、农作物、建筑物、文物古迹、牲畜及人类本身等均有很大的危害。而在废气中,危害最大且又最难处理的是氮的氧化物NOx,NOx是形成酸雨及生成光化学雾的重要因素之一。NOx的含量为15ppm时对人的眼睛有刺激作用,达到25ppm时,人只要接触数小时,就会发生肝水肿。由于它对人体健康和动植物生长发育有着直接的危害,故NOx的排放问题越来越引起人们的重视,各国对NOx的排放控制越来越严格。
我国是陶瓷生产大国,建筑卫生陶瓷、日用陶瓷、工艺美术陶瓷产量均居世界第一,拥有大小窑炉上万座,年耗标准煤上亿吨。在燃烧的陶瓷窑炉中,1t煤含有5~30kg的硫燃烧后生成SO2,而SO2在空气中遇水所产生的酸雾的毒性比SO2高10倍。陶瓷的烧成温度一般比较高,绝大多数在1000℃以上,部分达到1500~1600℃。NOx主要是在高温燃烧过程中产生,其中的氮少量来自原料,大部分来自空气中,在高温中同氧原子化合生成氮氧化物。陶瓷烧成的温度越高,产生的NOx量越多;空气过剩系数越大,氧氮的浓度越大,则NOx越容易生成;陶瓷窑炉内高温区越长,气体在高温区停留时间越长,则NOx产生得越多。故陶瓷窑炉废气中NOx的含量比较高,有的高达几百甚至上千ppm。可见NOx在大气污染中已占了非常重要的位置,已达到了非整治不可的地步。
《陶瓷企业废气处理技术及典型案例》一书全面介绍了国内外在废气处理技术方面的研究现状和最新工作进展,特别是对目前产生量最大、影响最明显的几种废气有害成分的处理及清除问题进行了分析。本书可为陶瓷工作者们提供陶瓷企业废气处理最新的信息和有益的帮助,使人们对解决陶瓷企业废气污染的问题有所启迪,主要内容包括窑炉烟气中粉尘的处理、SO2
污染物的处理、氟的处理、CO2 的分离回收处理及重金属的处理等。
为了探讨NOx在陶瓷窑炉中的生成机理,找到陶瓷烧成中影响NOx生成的主要因素,在国家自然科学基金及广东省自然科学基金项目资助下,借助计算流体力学(CFD)
软件,建立相应数学模型,对生产中的陶瓷窑炉进行模拟研究,结合实测窑炉中NOx的动态产生量,研究多功能TiO2光催化涂膜及光催化红外复合涂膜的制备方法及涂膜抑制、催化、净化NOx的作用,为减少及治理陶瓷窑炉中NOx的排放进行了基础性研究工作。
由于陶瓷种类繁多,陶瓷企业废气的综合处理技术涉及面很广,属于多学科交叉的领域,而且处理技术进步很快,书中疏漏和错误之处在所难免,希望本书的出版能对陶瓷企业废气处理技术和可持续发展起到积极作用。
本书在第9章列举了几家陶瓷企业和相关的环保公司合作,并成功解决了陶瓷企业生产中有害气体处理问题的典型案例,是陶瓷工作者和环保工作者们多年来艰辛而执着研究的结果。本书不仅在相关理论上能给读者以启示,在工艺实践上更有重要的参考价值。
由于作者知识水平有限,错误在所难免,加之陶瓷企业废气处理技术领域的发展速度很快,国家对环保指标要求越来越严格,许多新的工艺技术和研究成果在书中反映得不够全面或不够及时,请读者原谅并给予批评指正。
第1章 窑炉烟气中粉尘的处理
1.1 重力除尘器
1.2 旋风除尘器
1.3 传统布袋除尘器
1.4 低压脉冲布袋除尘器
1.5 喷淋塔除尘器
1.6 静电除尘器
第2章 烟气中化学有害气相SO2污染物的处理
2.1 SO2的来源以及脱硫的意义
2.2 脱硫处理方案
2.3 末端脱硫的方法
第3章 陶瓷窑炉内NOx生成机理及治理技术
3.1 氮氧化物的环境危害
3.2 燃烧过程中NOx的生成机理
3.3 燃烧过程中影响NOx生成的因素
3.4 燃烧过程中NOx的治理技术
第4章 陶瓷窑炉中NOx产生的模拟研究
4.1 陶瓷窑炉模拟研究现状
4.2 FLUENT软件简介
4.3 FLUENT在陶瓷窑炉模拟中的应用
4.4 NOx生成数学模型的建立
4.5 数值模拟及结果分析
第5章 多功能TiO2光催化涂膜的制备及抑制NOx有害成分的研究
5.1 TiO2光催化剂的制备及掺杂改性
5.2 光催化涂膜的制备及性能研究
5.3 TiO2光催化涂膜催化净化NOx的应用研究
5.4 光催化红外复合涂膜的制备及性能研究
第6章 氟的处理
6.1 湿法脱氟处理工艺
6.2 干法脱氟处理工艺
第7章 CO2的分离回收处理
7.1 CO2的物理处理法
7.2 CO2的化学处理法
第8章 烟气中重金属的处理
8.1 烟气中重金属的来源
8.2 烟气中重金属污染物的脱除
第9章 陶瓷企业烟气处理实用工艺与设备
9.1 双碱法脱硫工艺改进及脱硫塔分析
9.2 超低排放环保岛解决方案针对建陶烟气治理
9.3 络合吸收还原(CAR)脱硝技术
9.4 陶瓷行业烟气多种污染物协同控制技术与装备项目实例
9.5 建筑陶瓷烟气一站式净化技术与装备项目实例
9.6 广东萨米特陶瓷有限公司案例
9.7 陶瓷行业烟气脱硝工程应用
9.8 蜂窝陶瓷隧道窑烟气净化处理技术与装置应用
参考文献