电子玻璃工业污染物排放标准.pdf

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1、 电子玻璃工业污染物排放标准电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)(征求意见稿)编编 制制 说说 明明 电子玻璃工业污染物排放标准编制组 2 0 0 5 年 7 月 电子玻璃工业污染物排放标准编制组 2 0 0 5 年 7 月 国家环境保护总局 i 项目主管部门:国家环境保护总局科技标准司 罗毅 冯波 项目承担单位及主要研究人员:郑晓宇 周扬胜 张国宁 中国环境科学研究院环境标准研究所 地址:北京市安外大羊坊8号(100012)电话:010-84934069 传真:010-84919396 姜传松 陈利 中国硅酸盐学会电子玻璃分会 地址:北京307信箱玻璃分会(100840)电话:010-6

2、4327475 传真:010-64324597 i 目 录 目 录 1.前 言.11.前 言.1 1.1 电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制.1 1.2 电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控制和管理.2 1.3 项目的由来和本标准的起草单位.3 2.本标准制订总体思路.42.本标准制订总体思路.4 2.1 标准制订总体思路.4 2.2 标准制订技术路线.4 2.3 标准征求意见稿编制过程.5 2.4 内容框架.5 2.4 适用范围.6 3 大气污染物排放限值的制订依据.73 大气污染物排放限值的制订依据.7 3.1 受控设施与污染排放分析.7 3.1.1 锥、管、屏玻璃配料除尘设备.7 3.1

3、.2 锥玻璃、管玻璃熔炉.7 3.1.3 屏玻璃熔炉.8 3.1.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉.8 3.2 指标选取与设置.8 3.2.1 控制指标的选取.8 3.2.2 浓度限值与单位产品排放量限值.8 3.2.3 指标设置的特殊情况说明.10 3.2.4 燃料选择与标准限值.10 3.3 大气污染物排放限值的制订依据.11 3.3.1 配料、破碎及其他通风生产设备.11 3.3.2 锥玻璃、管玻璃熔炉.11 3.3.3 屏玻璃熔炉.17 3.3.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉.17 3.3.5 NOx排放限值的确定.18 3.3.6 HCl排放限值的确定.21 3.4 排气筒高度.2

4、1 4.水污染物排放指标选取及限值确定.234.水污染物排放指标选取及限值确定.23 4.1电子工业废水排放特性.23 4.2电子工业废水排放限值确定.23 4.2.1 排放特性和处理工艺.23 4.2.2 现有设施废水排放水平.24 4.2.3 标准限值确定.24 4.2.4 国内外相关标准.25 5.相关技术规定和监测要求.265.相关技术规定和监测要求.26 5.1 技术管理规定的说明.26 ii 5.1.1 黑白玻壳执行限值问题.26 5.1.2 碎玻璃生产监督管理.26 5.1.3 除尘系统的规定.26 5.1.4 纯氧助燃熔炉.27 5.1.4 除尘收集的铅尘.27 5.2 监测.

5、27 6.经济评估及环境效益.296.经济评估及环境效益.29 6.1 经济评估.29 6.2 环境效益.30 iii 图 表 目 录 图 表 目 录 表1 我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计.1 图1 电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线.4 表2 不同燃料SO2排放水平(单位:mg/Nm3).12 图2 池炉烟气处理流程图.12 表3 现有玻璃生产线烟气颗粒物排放水平*.14 表4 欧盟电子玻璃生产线烟气颗粒物排放水平.14 表5 国外电子玻璃颗粒物排放限值.14 表6 现有含铅玻璃生产线烟气排铅水平*.15 表7 国外电子玻璃铅排放限值.16 表8 不同燃料SO2排放水平(单位:mg/N

6、m3).17 表9 国外玻璃行业SO2排放限值.17 表10 低熔点玻璃熔炉烟气排铅水平.18 表11 采用SCR技术NO2排放水平.20 表12 国外玻璃行业NO2排放限值.20 表13 欧盟电子玻璃生产线HCl排放水平.21 表14 国外玻璃行业HCl排放标准.21 图3 研磨废水处理工艺实例流程图.23 表15 现有企业废水实际排放水平(单位:mg/L).24 表16 电子玻璃工业相关废水排放限值.25 表17 部分生产线大气污染物控制设施费用(单位:万元).29 表18 废水处理设施费用统计(单位:万元).29 表19 部分电子玻璃企业环保投资占工程总投资比例.30 电子玻璃工业污染物

7、排放标准(征求意见稿)编制说明-1-1.前 言 1.前 言 电子玻璃主要指构成彩色显像管、黑白显像管以及背投电视用投影管的玻壳,以及管颈管、显象管芯柱用管玻璃、排气管、低熔焊料玻璃粉、电子枪用支架玻杆等玻璃部件,它是构成显像管的核心部件。据统计,2004年,我国彩色玻壳日出料量7781吨,年产量达8560万套,居世界首位。现在,日本已无生产线,美国最后一条生产线即将拆除。我国已经成为全球电子玻璃最大集中生产国。虽然电子玻璃产品丰富了人们的生活,促进了经济的增长,但其生产过程造成的环境污染也是比较严重的。1.1 电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制电子玻璃工业排放铅尘,需从严控制 由于锥玻璃、管玻璃

8、等电子玻璃部件为防止显像管工作大量的X射线从锥体部位泄漏从而损害人体健康,在其原料中必须加入一定量的铅以吸收X射线。一般锥玻璃含铅量(PbO)为2224,管玻璃含氧化铅34%,低熔焊料玻璃粉成分中氧化铅含量更是高达75%。在电子玻璃窑炉融解工艺阶段,将排放大量含铅尘(主要是氧化铅)的废气。目前,全国共有彩色锥玻璃熔炉13台,日出料量约2324吨,若按平均每吨玻璃排放0.05kg(排放浓度约20mg/L)计算,初步估计全国锥玻璃生产线每年排放铅尘42.4吨。管玻璃和低熔点玻璃,由于产量很低,每年排放铅尘量约1吨。生产黑白玻壳1.7万吨,年排放铅尘量8.6吨。对于含铅碎玻璃,由于存在管理上的漏洞,

9、全国至少三分一的电子含铅碎玻璃不是由正规企业生产,其排放也无任何治理设施,按初始平均排放浓度1000mg/Nm3计算,年排放铅尘量约133万吨。因此,初步估计全国电子玻璃行业年铅尘年排放量约177.8吨,见表1。表表1 我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计我国电子玻璃行业铅尘排放总量统计 类别 产量 单位:t/年*)平均排放水平 单位:kg/t 排放量 单位:t/年 彩色锥玻璃*)70.4万(13座炉)0.05*)35.2 彩色管玻璃 1.22万 0.05 0.61 黑白玻壳 1.7万 24.58mg/Nm3 8.6 低熔点玻璃 0.75万 0.05 0.38 含铅碎玻璃 约16万 至少三分之一左

10、右直排,约2.5*)约133 合计 约102万 约177.8 注:*)仅统计熔化面积大于85m2以上的熔炉。*)年产量以311天计算。*)相当于8含氧量下20mg/Nm3。*)相当于8含氧量下1000mg/Nm3。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-2-由于铅是公认的有毒污染物,可损害人体所有的器官,对于人的智力有着极大的损害,尤其会造成婴儿先天痴呆、智力低下,因此,对铅尘的排放需从严控制。但我国目前尚未对该行业大气污染物排放制定专门的限值。由于没有行业排放标准,目前可暂时作为限值依据的有两个标准:GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准和GB 16297-1996大气

11、污染物综合排放标准。GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准对铅尘的排放源仅规定了两类:“金属熔炼”和“其他”类,而忽视了“含铅玻璃熔炼”这一类。电子玻璃熔炉显然不能参照“金属熔炼”执行。但执行“其他”类仅0.1mg/Nm3排放限值,对电子玻璃行业是不适用的。因为,电子玻璃的原料成分与其他非金属熔炼不同,如锥玻璃配料中含铅量达23,初始排放浓度至少在700mg/Nm3以上(见3.3.1 铅限值制订依据),要达到0.1mg/Nm3排放水平,无论从技术上,还是从经济上,都是是一项“无法完成的使命”。为此,国家环境保护总局于2001年发布了关于执行工业炉窑大气污染物排放标准有关问题的复函(

12、环函【2001】254号),作出如下解释:“考虑到铅玻璃制造工艺的特点,在工业炉窑大气污染物排放标准 未修订前,彩色显像管玻壳厂铅玻璃窑炉烟气中铅的最高允许排放浓度,可暂按大气污染物综合标准(GB 16297-1996)中的规定,即0.7mg/m3执行。”可见,0.7mg/m3是临时性的限值,缺少充分依据。某些企业藉此为由,参照国外铅尘的排放标准,如日本20mg/Nm3标准执行,显然这也是不合适的。因此,需针对电子玻璃行业铅尘排放,制定符合行业特性、体现污染物治理最佳技术水平、并考虑环境风险的排放限值。1.2 电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控制和管理电子玻璃工业其他污染物排放,也需进行控

13、制和管理 除了铅尘外,电子玻璃行业污染物还排放其他大气污染物。例如,电子玻璃工业单位产品NOx的排放水平在5.4kg/t(折算成8%含氧量浓度在2700mg/Nm3)左右,高于如电厂、水泥、锅炉等行业。据粗略估算,彩色显像管玻壳中:屏玻璃池炉每年排放NOX约16731.75吨;锥玻璃池炉每年排放的NOX约5352吨。此外,电子玻璃行业存在水污染物排放的问题。电子玻璃废水分为冲洗水、研磨废水和电镀废水。其中,玻壳研磨生产线产生的研磨废水水量最大,主要含悬浮物、油类等污染物,而电镀废水则含重金属。电子玻璃行业固体废弃物包括电镀污泥、研磨污泥以及烟气除尘收集粉尘。据估算,各彩色显像管玻壳厂每年排放电

14、镀污泥量约21.5吨;研磨污泥量约31394.6吨;烟气除尘收集粉尘每年约5472吨。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-3-鉴于这些情况,需要制订相应的标准限值和相关的环境保护技术规定对这些污染物的排放进行控制。1.3 项目的由来和本标准的起草单位项目的由来和本标准的起草单位 根据关于下达2002年度国家环境保护标准制修订项目计划的通知(环办2002106号),将玻璃工业污染物排放标准列入标准制订计划。根据该通知,玻璃工业污染物排放标准由中国环境科学研究院环境标准研究所牵头、中国硅酸盐学会电子玻璃分会参与起草、制订。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-4-2.本标

15、准制订总体思路 2.本标准制订总体思路 2.1 标准制订总体思路标准制订总体思路 本标准制订思路如下:1、根据电子玻璃工业铅尘排放最佳控制技术,并考虑环境风险,制订切实可行的铅尘排放限值。2、电子玻璃工业的大气污染物、水污染物、固体废物控制与管理技术规定在本标准中统一制订。3、标准限值包括最高允许浓度排放限值和单位产品污染物排放量限值两种,以期对污染物源排放水平进行科学合理的考核。2.2 标准制订技术路线标准制订技术路线 本标准的制订主要是通过重点污染源调查,对我国电子玻璃工业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电子玻璃行业相关政策、法规,最后

16、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。图图1 电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线电子玻璃工业污染物排放标准制订技术路线 行业环境影响 重点污染源 调查 资料研究(环评及监测报告问卷调查(行业调查现场考察(典型企业)技术经济评估生产工艺 污染预防 排放因子 处理技术 排放水平 处理成本 国外标准研究 环境风险分析 成本和环境效益分析 标 准 限 值 确 定 电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-5-2.3 标准征求意见稿编制过程标准征求意见稿编制过程 技术经济评估是制订工作的核心。技术经济评估的前提是进行重点污染源调查。污染源调查分为资料

17、研究、问卷调查和对部分典型企业的现场考察三部分内容。资料研究:编制组较为全面地收集了有关电子玻璃污染控制的学术期刊文献、环境工程建设环评报告书、欧盟相关技术资料、以及国内外电子玻璃工业环保法规和标准等资料和数据。问卷调查:编制组于2003年对电子玻璃行业10多个企业发放了污染源调查表,并于2003年7月8月召开电子玻璃污染物排放标准制订工作预备会议,会上收到10余份各企业提供的较为详细的工艺、污染物排放特点及治理技术等数据和资料。现场考察:2004年10月,标准编制组赴河南安阳市对河南安彩玻壳生产污染物排放和治理情况进行考察。2005年4月15日标准编制组赴深圳对深圳赛格三星进行现场调研和讨论

18、。2005年4月27日,编制组又走访河北石家庄宝石电子集团,对玻管生产过程污染物排放情况进行了调研。在上述工作的基础上,标准编制组通过综合考虑生产工艺、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,并参考国外相关环境标准,确定出标准排放限值,起草了电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)和编制说明。2.4 内容框架内容框架 本标准包括:前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、大气污染物排放限值、水污染物排放限值、其他管理规定、监测、实施与监督共8章。在大气污染物排放限值部分,将生产工艺分为四类:1)锥、管、屏玻璃配料除尘设备;2)锥玻璃、管玻璃熔炉及含铅碎玻璃熔炉;3)屏玻璃

19、熔炉;以及4)低熔点玻璃配料、熔炉、球磨及包装。针对不同的工艺类型,分别制订排放限值。熔炉分为空气燃炉和纯氧助燃熔炉,其考核指标也有所差异。此外,标准考虑技术差异和新旧差别,对现有和新建电子玻璃生产线区别对待,新建生产线要求从严。在水污染无排放限值部分,对研磨废水和冲洗水排放限值进行了规定。限值分为最高允许排放浓度限值和单位产品污染物排放量限值。与大气污染物排放不同,此时水污染物排放限值不区分现有和新建设施,统一执行表4规定的限值。在其他管理规定部分,主要包括一些规范性条款,针对碎玻璃生产和固体废物提出的控制要求。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-6-2.4 适用范围适用范围

20、本标准适用于现有电子玻璃企业的大气污染物、水污染物(不含电镀废水)排放和固体废物控制与管理,以及新建、改建、扩建电子玻璃生产线的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的污染物排放控制管理。本标准制订发布后,电子玻璃各生产设备大气污染物排放按本标准执行,不再执行GB 16297-1996大气污染物综合排放标准和GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准;电子玻璃工业研磨废水和冲洗废水(不含电镀废水)排放按本标准执行,不再执行GB 8978-1996污水综合排放标准。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-7-3 大气污染物排放限值的制订依据 3 大气污染物排放限值的制订依据 3

21、.1 受控设施与污染排放分析 受控设施与污染排放分析 3.1.1 锥、管、屏玻璃配料除尘设备 包括配料仓、碎玻璃破碎机、以及混料机等设备和生产工序。配料包括石英砂、长石、纯碱、碎玻璃及其他辅助料等。配料通过气流输送到筒仓经自动称量后混合。碎玻璃一般需经破碎机破碎,并经磁选机称量进行混合。原料送至炉头混料机,混合后送入池炉中。此部分主要污染物为粉尘;如果是锥玻璃和管玻璃配料,铅尘也是一项重要的污染物指标。3.1.2 锥玻璃、管玻璃熔炉 由于锥玻璃和管玻璃需加入一定量的铅以吸收X射线,因此在其配料中含大量的铅。通常情况下,彩色显像管锥玻璃一般含铅量为23左右,管玻璃更高达2934%。生产锥玻璃和管

22、玻璃一般采用池炉进行熔解。在窑炉融解工艺阶段,将排放大量含铅尘(主要是氧化铅)的废气。铅是有毒有害污染物。铅一般经呼吸道、消化道及皮肤进入人体,可损害所有的器官,其中大脑及肾脏受累最重。铅进入人体后可以蓄积在各个器官中。铅与人体内的血液生成血铅,对于人的智力有着极大的损害,人体中的血铅每增加10微克,其智商数便会下降2至3。铅对儿童,特别是小于6岁的发育影响严重,它是造成儿童先天痴呆、智力低下的重要原因。根据美国EPA的研究,铅及其化合物浓度非常低的情况下,就能影响人的血酶和儿童的神经系统发育,他们认为不宜确定铅的毒性阈值。基于上述关于铅毒理学的认识,必须严格控制铅污染源的排放。锥玻璃和管玻璃

23、两者在生产工艺上,唯一不同之处在于成型阶段:锥玻璃是玻璃液经锥压机压制成型,而管玻璃则是玻璃液经丹纳机马弗炉牵引机按一定速度牵引拉出管玻璃,并按一定长度将其切断。由于成型阶段基本无大气污染物排放,且锥玻璃和管玻璃熔解阶段排放的烟气性质类似,均含有大量的氧化铅,因此本标准将锥玻璃和管玻璃归为一类生产工艺。除了铅尘排放外,锥玻璃和管玻璃烟气中还存在如下污染物:SO2:由于锥玻璃、管玻璃熔炉采用燃料中存在含硫成分(如采用重油作为燃料),另外,由于原料中含有芒硝(Na2SO4),这些含硫物燃烧氧化或分解,导致烟气中有大量SO2产生。NOx:由于锥玻璃、管玻璃熔炉火焰温度高达16502000,空气中氮气

24、便会与氧气反应电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-8-生成大量NOx。因此,烟气中有大量的NOx排放,一般浓度达2000mg/Nm3以上。HCl:由于原料、碎玻璃中含有的氯化物杂质,当燃烧时便会生成一定量的HCl。3.1.3 屏玻璃熔炉 屏玻璃是指位于玻壳前端具有一定透过率并吸收X射线能力的玻璃部件。屏玻璃是玻壳的重要组成部分,一般采用池炉(因其形状而得名)进行熔制。相对其他CRT玻璃部件生产,生产屏玻璃的熔炉规模很大,出料量一般在200500吨/天之间。由于屏玻璃配料不含铅,在熔炉烟气排放中无铅尘排放。因此将其归为一类制订限值。与锥、管玻璃类似,屏玻璃熔炉也排放大量NOx、SO

25、2以及HCl等污染物。3.1.4 低熔点玻璃熔炉和支架玻杆熔炉 生产低熔点玻璃、支架玻杆等产品的熔炉,通常为全铂金坩锅炉,间歇式生产。在常压下采用全电加热方式对玻璃原料进行熔解,熔化温度在1150左右。低熔焊料玻璃配料中铅含量高达75%,而支架玻璃不含铅。由于这种间歇式生产玻璃熔炉,通常几个熔炉的烟气混合集中排放,情况较为复杂。此外,由于采用全电加热,不涉及NOx和SO2等污染物。故本标准将其归为一类。3.2 指标选取与设置指标选取与设置 3.2.1 控制指标的选取 锥、管、屏玻璃配料除尘设备:颗粒物、铅尘。锥玻璃、管玻璃熔炉:由于原料含铅,烟气中铅是重点考核指标。此外,颗粒物、SO2、NOx

26、、HCl也应该控制。屏玻璃熔炉:颗粒物、SO2、NOx、HCl。由于目前国内所有屏玻璃生产线,原料已不含氟化钙,排放也无HF,因此未将HF作为控制指标。低熔点玻璃和支架玻杆熔炉:将铅纳入控制指标;此外,还包括颗粒物指标。3.2.2 浓度限值与单位产品排放量限值 考虑到管理习惯、监测可操作性、以及标准的前后衔接等,本标准对受控设施的大气污染物排放,规定了最大允许排放浓度限值指标。实测的熔炉烟(粉)尘、大气污染物排放浓度应换算到规定的参风系数或过量空气系数时的数值。玻璃熔炉按过量空气系数1.7计,折算成含氧量为:电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-9-%87.1%21)17.1((1

27、)此外,本标准还规定了单位产品污染物排放量指标。单位产品污染物排放量指标,直接反映污染源的排放水平的高低,它是排放标准中最为本质的指标。另外,考虑到燃烧方式有空气助燃和纯氧助燃两类,仅以排放浓度限值很难科学地考核采用纯氧助燃的熔炉烟气排放。因此,本标准规定了各类生产设施(间歇式玻璃熔炉除外)吨产品污染物最大允许排放量,单位为kg污染物/t产品。如何计算吨产品污染物排放量呢?首先必须确定污染物排放量,设污染物排放质量为W,可按下式计算:QCW=(2)(2)式中,Cp为该污染物浓度,单位:mg/Nm3;Q为烟气量,单位:Nm3/h。其次,确定排放这些污染物时,对应的实际产品产量P。电子玻璃行业实际

28、的产品产量以熔炉的实际玻璃出料量计,产品产量理论上应该是:000)(tdttpPt=(3)(3)式中,P为单位小时出料量(单位:t/h),是一个平均值;p(t)为瞬时出料量(单位:t/h);t0为监测周期。最后,根据定义,吨产品排放量M(单位:kg/t)可由下式计算:0060)(10tdttpQCPWMt=(4)由于在监测时段内,出料量一般保持不变,P为常数,因此(4)式可简化为:PQCM610=(5)在相同的过量空气系数下,生产同类产品条件下,烟气排放浓度C与吨产品排放量M存在相对稳定的换算关系系数k。设k=(Q/P)10-6,(5)式可为:kCM=(6)电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见

29、稿)编制说明-10-根据我国实际情况,并参考欧盟综合污染预防控制指令(96/61/EC)玻璃工业BAT参考文件,对于玻璃制料、锥玻璃、管玻璃及其他含铅电子玻璃,浓度指标与吨产品排放量指标换算系数k12.510-3;对于屏玻璃,浓度指标与吨产品排放量指标换算系数k23.010-3。本标准吨产品排放量限值大部分基于这两个换算系数得出。3.2.3 指标设置的特殊情况说明(1)关于纯氧助燃熔炉)关于纯氧助燃熔炉 由于纯氧助燃熔炉烟气初始温度很高(通常高达12001300),在进入除尘设备之前通常采用掺入冷空气降温。经过空气稀释后,烟气量约为采用空气燃烧熔炉烟气量的70-150。由于不同设备混合后的烟气

30、量不能统一确定,加之工艺上的特殊性,此时采用过量空气系数折算出的浓度限值显然是不适用的。因此,本标准对纯氧助燃熔炉,只能以吨产品排污量作为指标进行考核,而不采用浓度限值控制。(2)关于间歇式生产熔炉)关于间歇式生产熔炉 前文已经提到,间歇式熔炉生产指的是生产低熔点玻璃、支架玻杆的坩锅熔炉。通常情况下,多个坩埚熔炉的烟气混合集中收集后,经布袋除尘器处理后排放,很难确定单个熔炉的污染物排放量。另一方面,由于多个熔炉间歇式运行,在这种情况下,烟气排放所对应的产品产量不容易准确获得。因此,采用吨产品排放量指标难以考核设施污染物排放。本标准规定了最高允许排放浓度或污染物最低去除率指标。由于污染物最终还是

31、要依靠处理设施的正常运行得到去除,因此规定了处理设施的最低保证去除率,就能确保污染控制设施的正常运行,污染物得到有效的削减和控制,这与基于技术的排放标准的本质是一致的。3.2.4 燃料选择与标准限值 目前,电子玻璃工业主要采用两种燃料:重油和天然气。本标准不按燃料的不同而制订不同的限值,而是统一制订限值,无论采用重油还是天然气都必须达到相同的标准。这样制订主要是基于如下几点考虑:1、本标准控制的重点污染物是铅尘。由于铅是有毒污染物,对其排放应采取当前技术经济可行的最佳控制技术,其限值应统一,不因燃料的不同而照顾哪种燃料。2、无论是燃气还是燃油的电子玻璃熔炉,其末端的废气处理技术和设施是类似的。

32、基于这些处理技术而制定的排放限值也相差不大。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-11-3、燃烧重油存在SO2排放问题。当燃烧重油玻璃熔炉能够达标,采用天然气的企业也可以能够达标。4、其他大气污染物如NOx、HCl,采用两种燃料初始排放水平虽有差异,但相差不大。5、基于市场公平的原则。3.3 大气污染物排放限值的制订依据大气污染物排放限值的制订依据 3.3.1 配料、破碎及其他通风生产设备 配料、破碎及其他通风除尘设备主要污染物为颗粒物(粉尘)。污染物主要在原料加工、投入、称量、混料和输送过程中产生。粉尘的排放特点为:排尘点多,各排气筒排气量小,多数排尘点间断排放。目前绝大部分生产

33、线,采用高效布袋除尘器进行处理。布袋除尘器具有很高的除尘效率,能达到9599的除尘效率(原因之一与初始浓度有关,浓度越高效率越高)。多数情况下,颗粒物排放水平低于30-50mg/m3。由于目前除尘技术非常成熟,且收集起来的原料普遍回收利用,因此本标准将排放限值统一为50mg/Nm3。对于锥玻璃、管玻璃配料,由于存在含铅原料,因此标准规定了铅尘的限值。一般含铅配料为PbO或PbSiO3,采用布袋除尘技术,运行良好的情况,铅尘的排放浓度可达到5mg/Nm3或更低的水平。因此本标准限值订为5mg/Nm3。3.3.2 锥玻璃、管玻璃熔炉(1)工艺描述及污染排放特征)工艺描述及污染排放特征 电子玻璃生产

34、过程中,最主要的污染源是玻璃熔炉。燃料燃烧产物不仅有颗粒物(烟尘)、SO2和NOX,由于锥玻璃、管玻璃原料含铅,烟尘中还含大量铅,因此该工艺段是本标准控制的重点。本节主要针对烟尘和SO2限值确定依据进行论述,关于NOx限值的确定,由于污染物削减的技术路线不同,故在下文单独作为一节进行论述。(A)铅尘和烟尘 熔炉熔融阶段排放出的烟尘,主要由于燃料燃烧、原料挥发造成的。其烟尘排放特点如下:电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-12-1、锥熔炉烟气中总含尘量不高,但含铅量较高,一般占总粉尘量的60以上。2、含铅粉尘的比电阻值很高,当温度在200300时,其比电阻值一般在10的11次方10

35、的13次方欧姆厘米范围内。3、排放烟尘中粉尘的粒径很细,平均粒径一般都小于1微米。4、烟气的露点温度较高,一般在150160左右。铅的熔点为175,沸点为327,玻璃在池炉熔制过程达1500以上,受热熔化的铅有一部分分子脱落液面,随之氧化生成铅氧化物或铅盐,以气溶胶状态悬浮在空气中,形成铅烟。(B)SOSO2 2 电子玻璃熔炉排出废气中SO2,主要来自燃料中的含硫成分。目前我国电子玻璃熔炉所用燃料,主要是重油和天然气两种。使用不同燃料或不同含S量的重油,其烟气SO2初始排放浓度相差较大,见表2。表表2 不同燃料SO不同燃料SO2 2排放水平(单位:排放水平(单位:mg/Nm3)燃料 SO2排放

36、水平 天然气 3001000 含1S重油 12001800 含2S重油 22002800 对于燃烧天然气,SO2排放水平在200500mg/Nm3 之间,甚至低于200 mg/Nm3。对于使用低硫重油的排放水平在5001200 mg/Nm3之间。(2)污染物处理技术)污染物处理技术 对于锥玻璃和管玻璃生产,目前全国12条生产线,均采用的是电除尘技术。典型的处理流程如图2所示。需要注意的是,在烟气进入电除尘器之前,须经过调湿塔。调湿塔的目的在于除硫、降温和增湿,特别具有调整铅尘比电阻的作用。经过调湿塔,调节铅尘的比电阻到合适的范围,极大地提高电除尘器对铅尘的去除效率。烟气经调湿塔后,进入电除尘器

37、除尘,最后由风机经过管道输送至烟囱排入大气中。除硫,降温电场除尘烟道调湿塔静电除尘排放 图 图2 池炉烟气处理流程图池炉烟气处理流程图 电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-13-(A)烟气脱硫技术 烟气脱硫主要通过调湿塔实现的。如果采用重油做燃料,烟气中含有大量SO2,此时调湿塔的一项重要功能便是脱硫。一般而言,脱硫根据吸收工艺的不同,可以分为湿法、干法和半干法等。湿法脱硫工艺的脱硫率和吸收剂利用率相对较高,但处理系统复杂,投资较高,且玻璃熔窑废气的降温幅度过大;干法或半干法脱硫工艺的脱硫率和吸收剂利用率相对较低,但处理系统简单,投资较低,而且能有效的控制玻璃熔窑废气的降温。因此

38、,目前,电子玻璃熔窑的废气脱硫工艺多采用干法或半干法,吸收剂为NaOH或Ca(OH)2等。干法废气脱硫工艺的特点是在调湿塔中添加NaOH或Ca(OH)2等固体粉末,再适当喷水和加入空气以降低废气温度后进入静电除尘器处理,经处理后的废气外排,固体物质被收集。半干法废气脱硫工艺的特点是将经溶解后的NaOH或Ca(OH)2等吸附剂溶液喷入调湿塔,再输送到静电除尘器进行处理。一般情况下,采用半干法,脱硫率在6080之间,较好情况下可达90。(B)静电除尘系统 治理电子玻璃熔炉排放的烟气,关键是如何高效率地捕集高比电阻亚微米级铅尘。而通过前端的调湿塔的降温、增湿调节,可以将铅尘的比电阻到合适的范围,增加

39、了高比电阻亚微米级铅尘捕集效率。目前,国内通过多年实践采用电除尘系统,在各玻壳厂运行后稳定可靠,总体性能已与国外引进的同类系统水平相当。静电除尘器有板状和管状两种,目前我国该行业采用的多为管极式电除尘器,也有少数企业采用板状静电除尘器。电除尘器的实际性能主要取决于废气特性和电除尘器的设计。电除尘器在收集粒径在0.1um到10um 的颗粒物时非常有效,总的除尘效率能达到9599%。一般情况下电除尘器的效率与电场数量有关,一般采用两个电场或三个电场。按锥玻璃熔炉初始排放烟气铅尘含量3001000 mg/Nm3计,采用二到三电场,运行状态良好情况下,铅尘排放水平低于5mg/m3是可以达到的。(3)颗

40、粒物排放限值的确定)颗粒物排放限值的确定(A)国内、外烟气颗粒物排放水平 由于目前锥玻璃和屏玻璃烟尘处理技术路线是一致的,故这里将锥玻璃和屏玻璃的颗粒物排放情况统一进行说明。但需要指出的是,虽然技术路线一致,但要求的除尘效率却是有差异的,锥玻璃由于排放铅尘,故要求更高;屏玻璃由于烟气中不含铅尘,其除尘效率可以要求相对较低。表3是国内部分现有生产线的烟气颗粒物排放水平。可见,目前,多数企业采用电除尘技术,颗电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-14-粒物排放水平有高有底,但大部分能够达到50 mg/Nm3的水平。表表3 现有玻璃生产线烟气颗粒物排放水平现有玻璃生产线烟气颗粒物排放水平

41、*单位:mg/Nm3 生产线 编号 产品类别 前期 中期 后期 除尘技术 1(宝石)管玻璃 26.8 35.8 48.4 调湿塔+2EP 2(赛格三星)屏玻璃 16.29 半干法+2EP 3(赛格三星)锥玻璃 15.33 半干法+2EP 4(上海旭硝子)锥玻璃 180.8 180.2 210.5 调湿塔+2EP 5(安彩)锥玻璃 9.74 调湿塔+3EP 6安飞)屏玻璃 52 调湿塔+2EP*)由于上报数据可能存在偏差,如缺少含氧量多少情况下的排放浓度,故此表数据仅供参考。表4是目前欧盟几条电子玻璃生产线烟气颗粒物的实际排放数据。欧盟大部分生产线采用的是电除尘技术,这与我国目前生产线采用的除尘

42、技术是一致的;另外,也有少数企业采用布袋除尘技术。由表4可见,它们的颗粒物排放水均低于20mg/Nm3,这说明采用电除尘技术是完全可达到较低排放水平的。表表4 欧盟电子玻璃生产线烟气颗粒物排放水平欧盟电子玻璃生产线烟气颗粒物排放水平 生产线 编号 产品类别 燃料 排放浓度 单位:mg/Nm3吨产品排放量Kg/t 污染控制技术 SG1 屏玻璃 天然气或油10 0.033 EP+SCR SG2 锥玻璃 天然气或油3 0.006 布袋除尘器 SG3 屏玻璃 天然气 15 0.06 EP+SCR SG4(19%O2)屏玻璃 天然气 1 0.003 EP+纯氧助燃 SG5(20%O2)锥玻璃 天然气 0

43、.9 0.004 EP+纯氧助燃SNCR(B)国外玻璃行业烟气颗粒物排放标准 表5是国外电子玻璃颗粒物排放标准,可见大部分国家将颗粒物控制在50mg/Nm3以内,欧盟IPPC指令BAT排放标准则低于30mg mg/Nm3。表表5 国外电子玻璃颗粒物排放限值国外电子玻璃颗粒物排放限值 国别 美国 卢森堡 奥地利 日本 英国 欧盟IPPC 限值*0.25 kg/t(燃气)0.325 kg/t(燃油)50 mg/Nm350 mg/Nm3100200 mg/Nm3 50 mg/Nm3 530 mg/Nm3*)浓度限值均在O2含量在8条件下。(C)烟气颗粒物限值的确定 综上所述,按现有除尘技术水平,对比

44、国外相关排放标准,现有源为50mg/Nm3是比较合适电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-15-的;新源定为30mg/Nm3。(4)铅尘的排放限值的确定)铅尘的排放限值的确定(A)控制铅尘的其他途径 上述烟气除尘技术外是削减铅尘排放的主要手段,但还存在如下两种辅助途径可控制电子含铅玻璃铅尘排放。1、原料的改进。为防止显像管工作时X射线的辐射,在彩锥玻璃生产的原料中要投入23的铅。目前,含铅原料有两种:氧化铅和硅酸铅。根据报道,采用硅酸铅作为原料,可以提高利用率,烟气排铅量可大大减少。但也有企业反映,使用硅酸铅作为原料,并不能显著降低烟气的排铅量。另外,使用硅酸铅生产1吨玻璃比用氧化

45、铅成本高400500元。因此,本标准未将原料作为确定排放限值的考虑因素。2、熔炉运行状况。随着窑炉炉龄的增加,熔炉燃烧效率降低、烟道逐渐堵赛,烟气排放情况恶化,铅尘浓度也随之发生变化。铅尘排放的初始浓度一般从3001000mg/Nm3不等,平均在700 mg/Nm3以上。根据某玻壳厂锥玻璃池炉烟气排放情况的经验,锥玻璃池炉运行中期铅尘浓度约为前期的2倍,后期约为前期的3倍。可见,铅尘的实际排放水平,与炉窑的设计和运行关系密切。(B)现有源的排放水平 经过处理后,现有生产线的排放水平,见表6。表表6 现有含铅玻璃生产线烟气排铅水平现有含铅玻璃生产线烟气排铅水平*单位:mg/Nm3 生产线 编号

46、产品类别 前期 中期 后期 除尘技术 1(上海硝子)锥玻璃 8.07 12.61 15.35 2EP 2(安彩1线)锥玻璃 0.05 3.1 3EP 3(安彩2线)锥玻璃 0.54 2.59 3EP 4(安彩)锥玻璃 0.16 0.31 4EP 5(宝石)锥玻璃 0.44 8 17 2EP 6(赛格三星)锥玻璃 0.807 2EP(1备用)7(咸阳彩虹)锥玻璃 0.2-2 约4 约6 2EP*)由于上报数据可能存在偏差,如缺少含氧量多少情况下的排放浓度,故此表数据仅供参考。(C)国外玻璃行业铅排放限值 表7是各国电子玻璃铅尘排放限值。美国对铅的排放要求最为严格,规定各类炼铅熔炉铅尘电子玻璃工业

47、污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-16-排放浓度不得高于2mg/Nm3。绝大部分欧盟国家已将铅控制在5 mg/Nm3以内,其治理技术采用的是电除尘和布袋除尘技术,污染物治理的技术路线与我国现有企业采用的技术路线完全相同。虽然日本的铅尘国家排放限值20mg/Nm3,相对宽松,但该标准是1977年(平成11年)制定的,是按当时的技术路线制订的,并且后来的地方限值为7mg/Nm3,已明显地提高了控制要求。此外,目前日本国内已经没有锥玻璃、管玻璃等含铅电子玻璃生产线,因此,20mg/Nm3限值参考意义并不大。表表7 国外电子玻璃铅排放限值国外电子玻璃铅排放限值 国别 美国 奥地利 比利时 日本 英

48、国 欧盟IPPC 排放限值 单位:mg/Nm3 2 5 5 20(国标)7(滋贺县)5 5(D)限值的确定 目前我国锥玻璃管玻璃等含铅电子玻璃产能居世界第一,而美国、日本等国基本都已淘汰。行业铅尘排放量大,根估算,电子玻璃行业年铅尘年排放量约177.8吨。故需严格控制铅尘排放。根据目前国内的烟尘控制技术比较成熟,与国外处理技术路线基本一致,参照欧盟等国的控制水平,现有生产线铅尘排放限值统一订为5mg/Nm3(0.0125kg/t)较为合适。而对于新源,无论从炉窑和除尘系统的设计上,还是设备的运行和维护上,都有可能采用最好的控制技术和管理措施,因此,应进一步加严控制,故将其控制在2.0mg/Nm

49、3(0.005kg/t)以内。根据目前的产量、规模和排放水平,标准实施后,若现有生产线全部达标,全国电子玻璃行业铅尘年排放量将削减约164吨,环境效益显著。(5)SO2排放限值的确定排放限值的确定(A)不同含S量燃料SO2排放水平 虽然在市场价格上,低硫燃油价格要高于高硫燃油,但由于脱硫需要较大成本,此外,在使用电除尘器除尘之前,也需要烟气中酸性气体去除,所以一般倾向于采用低硫燃料。最终排放水平是由燃料的选择和脱硫装置的效率决定的。由于生产安全性等原因,一般都有15的烟气旁通量,在计算最终排放水平时,需将这部分考虑在内,见表8。电子玻璃工业污染物排放标准(征求意见稿)编制说明-17-表表8 不

50、同燃料不同燃料SO2排放水平(单位:排放水平(单位:mg/Nm3)燃料 SO2初始排放水平 脱硫装置效率 经脱硫后浓度 50 150500 60 120400 天然气 3001000 70 90300 60 480720 70 360540 含1S重油 1200180080 240360 70 660840 80 440560 含2S重油 2200280090 220280(B)标准限值的确定 现有源限值为850 mg/Nm3。对燃烧重油的设施,根据表7的计算,采用含1S重油,脱硫装置脱硫效率须大于60,或者采用含2S重油,脱硫效率达70以上可达标。新源限值定为500 mg/Nm3。对于燃烧重

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