平板玻璃工业大气污染物排放标准 (二次征求意见稿)编制.pdf
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1、 附件三:国家污染物排放标准国家污染物排放标准 平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明编制说明 标准编制组 二一年一月 标准编制组 二一年一月 环境保护部 项目主管部门 环境保护部科技标准司 项目承担单位及主要研究人员 中国环科院环境标准研究所 郑晓宇 周扬胜 张国宁 地址:北京市安外大羊坊8号(100012)电话:010-84926106 传真:010-84919396 蚌埠玻璃工业设计研究院 茆令文 陆少锋 房广华 地址:蚌埠市涂山路1032号(233018)电话:0552-4070488 传真:0552-4081941 I 目 录目 录 1 制订本标准的依据、必要性和基
2、本思路制订本标准的依据、必要性和基本思路.1 1.1 标准制订必要性.1 1.2 标准制订总体思路.3 2 平板玻璃工业生产工艺和污染排放分析平板玻璃工业生产工艺和污染排放分析.5 2.1 平板玻璃生产工艺概述.5 2.2 大气污染物分析.7 3 大气污染物排放限值制订依据大气污染物排放限值制订依据.9 3.1 配料过程粉尘(颗粒物)排放限值制订依据.9 3.2 熔窑烟气污染物排放限值制订依据.10 3.3 排气筒高度.17 4 成本效益分析成本效益分析.18 4.1 成本分析.18 4.2 环境效益.18 附录附录1 我国平板玻璃工业污染排放调查数据我国平板玻璃工业污染排放调查数据.20 附
3、录附录2 平板玻璃工业大气污染物排放标准征求意见情况汇总处理表平板玻璃工业大气污染物排放标准征求意见情况汇总处理表.24 II 图 表 目 录 图 表 目 录 图1 我国平板玻璃产量及浮法线数量增长趋势.1 表1 近年来我国平板玻璃产量和浮法线数量(截至2008年).1 图2 平板玻璃工业污染物排放标准制订技术路线.3 图3 浮法玻璃生产工艺示意图.5 图4 浮法玻璃生产工艺流程图.6 表2 平板玻璃烟气中污染物初始排放水平*.8 表3 部分平板玻璃厂配料车间、碎玻璃系统颗粒物排放水平.10 表4 国外平板玻璃排放标准粉尘限值.10 图5 湿法脱硫除尘工艺.12 图6 半干法脱硫电除尘处理工艺
4、流程图.12 表5 某玻璃有限公司脱硫除尘工程监测数据*.13 图7 我国部分平板玻璃生产线重油含硫量情况.13 表7 部分国外平板玻璃熔窑烟气颗粒物、SO2排放限值.14 表8 几种平板玻璃氮氧化物控制技术比较.15 表9 部分国家和地区平板玻璃工业氮氧化物排放限值.16 表10 国外玻璃行业HCL、HF排放标准.17 表11 部分生产线脱硫除尘设施费用(单位:万元).18 平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-1-1 制订本标准的依据、必要性和基本思路 1.1 标准制订必要性 标准制订必要性 1.1.1 平板玻璃行业现状及污染物排放概况 平板玻璃工业是我国国民经济发展和
5、提高人民生活水平所不可或缺的重要材料工业。平板玻璃包括普通平板玻璃(Sheet Glass)和浮法玻璃(Float Glass)。普通平板玻璃按工艺又分为垂直引上法和平拉法玻璃两种。由于普通平板玻璃生产工艺较为落后,目前越来越多的生产线采用浮法玻璃生产技术。截至2008年,我国浮法玻璃生产线一共191条。2008年平板玻璃总产量达到5.74亿重量箱(约2870万吨),占世界总产量的48,其中浮法玻璃产量占83以上(4.78亿重量箱)。近年来我国平板玻璃产量和浮法生产线的情况见图1和表1。01234562003年2004年2005年2006年2007年2008年平板玻璃产量(亿箱)0408012
6、0160200浮法线数量(条)浮法线数量平板玻璃产量 图1 我国平板玻璃产量及浮法线数量增长趋势 表1 近年来我国平板玻璃产量和浮法线数量(截至2008年)年 份 2003 2004 2005 2006 2007 2008 产量(亿重量箱)2.5 3.4 3.9 4.4 5.3 5.7 产量年增长率()36.0 14.7 12.8 20.5 7.5 浮法线数量(条)101 124 153 162 177 191 数量年增长率()22.8 23.4 5.9 9.3 7.9 平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-2-同时,平板玻璃行业是我国重点工业污染控制行业之一。目前,绝大多
7、数的平板玻璃工业熔窑采用重油作为燃料,大气污染物排放问题较为严重。初步估算,目前平板玻璃行业年颗粒物排放总量约1.2万吨,SO2约16万吨,NOx约为14万吨,HCl和HF分别为4000吨和1200吨。为控制平板玻璃行业污染排放,推进行业污染治理,制订该行业污染物排放标准是必要的。1.1.2 目前适用的排放标准存在问题 迄今为止,我国尚未针对平板玻璃工业制订专项国家污染物排放标准,平板玻璃工业污染物排放管理和建设项目环境影响评价、设计、竣工验收等只能依据GB9078-1996工业窑炉大气污染物排放标准和GB 16297-1996大气污染物综合排放标准。根据对全国200多家平板玻璃企业污染治理调
8、查情况看:在全国200多家平板玻璃生产企业中,只有约10家左右的平板玻璃生产企业安装了脱硫、除尘等炉窑烟气治理设施,还不到企业总数的5,绝大部分企业还未对大气污染物排放进行有效治理。可见,这两个标准在控制平板玻璃工业污染治理、保护环境和推动平板玻璃行业技术进步等方面,没有发挥应有的作用。究其原因,是这两项标准行业针对性差,污染物控制项目不明确,限值较宽松,不适应玻璃行业大气污染物排放控制。随着我国玻璃生产格局的变化、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,势必对平板玻璃污染物治理提出新要求,制订专门标准对平板玻璃行业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。1.1
9、.3 平板玻璃行业技术进步,使得制订本项标准成为可能 目前,浮法工艺已经成为我国平板玻璃的主流生产工艺,制造单位玻璃产品所排放的污染物量有所削减。现有的部分工艺落后的平板玻璃厂,也正逐步进行技术改造,提高技术装备水平,降低污染物排放。此外,国内炉窑的除尘、脱硫技术已经成熟,部分技术甚至达到国际较为先进的水平。目前,除尘、脱硫技术已广泛应用于电力、水泥、冶金等行业的大气污染治理,取得了较好效果。同样地,这些污染治理技术也可应用于平板玻璃行业。根据编制组的调查,目前国内虽仅有为数不多的几家平板玻璃生产线安装了烟气污染物控制设施,但从设施运行状况来看,效果是显著的:污染物量大大削减,运行成本也基本可
10、以接受。例如,对于二氧化硫和烟尘的排放,采用湿法等高效脱硫除尘设备,可大幅度削减SO2排放,SO2、烟尘排放浓度可分别控制在800mg/m3和50mg/m3以下。可见,无论从生产工艺角度,还是从污染物末端治理技术角度,污染物控制技术已基本成熟。制订本标准,对促进平板行业技术进步和污染治理技术的推广和应用,具有重要意义。平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-3-2002年8月27日原国家环保总局以关于下达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),下达了平板玻璃工业大气污染物排放标准编制计划。平板玻璃工业大气污染物排放标准 制订工作由中国环科院
11、环境标准研究所和蚌埠玻璃工业设计研究院承担。1.2 标准制订总体思路标准制订总体思路 1.2.1 本标准制订原则 1)根据平板玻璃工业大气污染物最佳控制技术,制订可行的大气污染物排放限值。2)不区分燃料类型,鼓励企业采用清洁能源。3)大气污染物排放控制以浓度指标为主,为防止稀释规定烟气中O2含量。4)区分新老污染源,分别制订现有企业、新建企业排放限值,新源限值适当从严。5)现有企业经一段时间的过渡期后,达到新源标准,以促进生产工艺和污染治理技术的进步、产业优化升级。1.2.2 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,对我国平板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
12、虑行业环境影响、参考国外相关排放标准和研究平板玻璃行业相关政策、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,技术路线见图2。行业环境影响分析 重点污染源调查 国外标准研究 行业相关政策、法规 资料研究 问卷调查 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 标准限值 论证和确定 环境效益预测 图2 平板玻璃工业污染物排放标准制订技术路线 平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-4-1.2.3 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、
13、实施与监督共七部分。大气污染物排放控制要求是本标准的重点。针对不同的生产设备,执行不同的考核指标。标准考虑到企业新老差异,对现有和新建平板玻璃企业区别对待,新建企业要求从严。本部分技术内容包括:1)玻璃熔窑等生产设施的大气污染物排放限值;2)排气筒高度;3)无组织排放控制要求。1.2.4 本标准的范围 本标准适用所有平板玻璃生产工艺(包括浮法、垂直引上、压延等)的大气污染物排放控制。本标准适用于现有平板玻璃企业的大气污染物排放管理,以及新建、改建、扩建平板玻璃建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收及其建成后的大气污染物排放管理。本标准发布实施后,平板玻璃企业大气污染物排放按本标准执行,不再执行
14、GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准和GB 16297-1996大气污染物综合排放标准中的相关规定。平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-5-2 平板玻璃工业生产工艺和污染排放分析 平板玻璃工业生产工艺和污染排放分析 2.1 平板玻璃生产工艺概述平板玻璃生产工艺概述 目前平板玻璃的生产主要包括如下三种工艺:浮法工艺、平拉工艺、垂直引上工艺。由于浮法工艺是我国平板玻璃生产的主流工艺,具有代表性,因此,这里仅对浮法工艺进行简要介绍。浮法玻璃生产工艺主要包括配合料制备、熔窑熔化、锡槽成型、退火窑退火和冷端成品库等工段。工艺流程图见图3、图4。A、B 原料及碎玻璃混合
15、 C 熔炉 D 保护气体 E、F 锡液及锡槽 G 退火窑 H、I、J、K、L、M 成品库及自动控制台 图3 浮法玻璃生产工艺示意图 1)配料。生产线所用原料均为合格粉料进厂,各种原料经提升进入粉库,称量混合系统将各种粉料按配比称量后送入强制式混合机进行混合,制成配合料。原料车间制备的配合料,由胶带输送机送到浮法联合车间熔制工段,碎玻璃经由电磁振动给料机,均匀地加在混合料上,经往复移动胶带输送机送入窑头料仓。另外,在窑头设有一台电动葫芦作为配合料的备用上料系统。配合料由投料机进行薄层投料。2)炉窑融化。配合料经高温熔化、澄清、搅拌、冷却后的玻璃液,经流液道进入锡槽。玻璃液量由流液道调节闸板控制。
16、3)锡槽成型。玻璃液以10801100左右的温度,从流液道进入锡槽的锡液面上,在重力、表面张力和机械拉力作用下,随即向横向伸展,在完成摊平、抛光、展薄、冷却之后,形成一定厚度和宽度的玻璃带,至610离开锡槽进入退火窑。锡槽保护气体中的氮气采用空气分离法制得,氢气采用液氨分解制得。4)退火窑退火。连续的玻璃带经过渡辊台,以610左右的温度进入退火窑,在70左右的温度下离开退火窑,进入冷端机组。平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-6-5)冷端成品库。退火窑出口处设有一台应急高速横切机和落板辊道,可将不合格的玻璃带或非正常生产时的玻璃带,经落板辊道落入碎玻璃溜子,由锤式破碎机将
17、其破碎后,用带式输送机、斗式提升机,送入冷端碎玻璃仓。图4 浮法玻璃生产工艺流程图 硅 砂 白云石石灰石长 石纯 碱芒 硝煤 粉称量、混合 输送 窑头料仓 投料机 横火焰熔窑熔化流液道闸阀 锡槽成型 过渡辊台 退火窑 玻璃应力仪 横切、纵切 掰边机 落板装置 装箱 玻璃边搅碎机锤式破碎机 叉车入库 碎玻璃皮带机 提升机 冷端碎玻璃仓 电磁振动给料机 提升机 窑头碎玻璃仓 电子秤 电磁振动给料机 氮氢站 燃料 平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-7-2.2 大气污染物分析大气污染物分析 在平板玻璃生产过程中,有配料过程、物料熔化过程和玻璃成型过程等。配料和成型过程主要是物理
18、过程,产生的污染主要是粉尘性废气。物料熔化过程主要是通过燃料的燃烧产生热量将物料熔化和分解的过程,产生的主要污染物是烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。根据平板玻璃工业使用的原料、生产工艺和对平板玻璃工业污染物的调查,平板玻璃工业主要污染物有:1)粉尘 由于平板玻璃原料主要为颗粒状、粉状物料。这些原料在贮存、搬运、混合工序中的原料飞散是产生粉尘排放的原因。2)烟尘 平板玻璃烟尘来源于三个方面:在加料过程中少部分原料被带入烟气中;熔炉中易挥发物质(部分金属氧化物,如Na2O等)高温挥发后冷凝生成烟尘;化石燃料后生成的烟尘。3)二氧化硫 由于平板玻璃熔炉采用燃料中存在含硫成分(例如,采用重油作为燃料)氧化
19、;另外,原料中芒硝(Na2SO4,作为玻璃澄清剂,约占平板玻璃配料总量的5)分解,导致烟气中有大量SO2产生。未对烟气脱硫情况下,采用重油为燃料,一般排放浓度在1800mg/Nm3左右。4)氮氧化物 玻璃熔炉中氮氧化物是由空气燃烧和玻璃原料中少量硝酸盐分解产生的。由于平板玻璃熔炉火焰温度高达16502000,空气中氮气便会与氧气反应生成大量NOx。此外,由于原料中含有硝酸盐(一般为KNO3)在高温下分解产生部分NOx。因此,平板玻璃烟气中有大量的NOx排放,一般浓度高达2000mg/Nm3以上。5)氯化氢 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。一般初始排放浓度在8
20、5mg/Nm3以下。6)氟化氢 由于平板玻璃一般不采用萤石作为原料,氟化氢排放主要来源于原料中的含氟杂质。上述大气污染物的初始排放水平见表2。平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-8-表2 平板玻璃烟气中污染物初始排放水平*(干烟气、273K压力101.3kPa、8%含氧量状态下)污染物 初始排放浓度(mg/Nm3)初始吨产品排放量(kg/t)颗粒物 99280 0.20.6 硫氧化物(SO2计)3653295 1.010.6 氮氧化物(NO2计)18002870 1.77.4 HCl 7.085 0.060.22 HF 1.025 0.0020.07 金属 1.05.0
21、90%)助燃。纯氧助燃的优点在于节约能源(节能约30左右),增加出料量(增加约25左右),同时能大大削减粉尘和氮氧化物的排放。根据有关文献,采用纯氧助燃技术,热氮氧化物排放量可降低7090(取决于氧的纯度),最终NOx排放能达到0.51.5kg/t玻璃的排放水平,与空气助燃相比,可削减2/3的排放量。目前,纯氧助燃熔炉尚未在平板玻璃工业界广泛应用,但总体而言,纯氧助燃技术在一定程度代表了未来的发展方向。二次措施是指对熔窑废气中已经产生的NOx进行处理,从而降低废气排放时的NOx浓度和NOx的排放量,主要的二次措施包括:3R技术、SCR和SNCR技术、湿法还原吸收法等。采用SCR技术,脱硝效率可
22、达7080。4)氮氧化物限值确定 虽然目前国内还没有一台平板玻璃炉窑对排放氮氧化物进行控制,但从技术角度分析,控制氮氧化物排放还是可行的。例如,根据相关的技术资料和报道,采用纯氧助燃技术,可削减NOx排放量至少2/3;采用末端脱硝技术,如SCR技术,脱硝效率能达到70以上。从采用邻近行业,如电子玻璃工业氮氧化物制案例来看,目前国内电子玻璃行业已成功运行3台纯氧助燃玻璃熔炉,氮氧化物削减量达2/3以上;另外,还有两个企业采用末端脱硝技术(SCR和湿法还原吸收),效果都可达到700mg/Nm3左右。部分国家和地区平板玻璃氮氧化物排放标准见表9。根据欧盟IPPC指令,采用BAT(最佳可得技术)控制技
23、术措施,平板玻璃行业NOx排放可控制在500700mg/Nm3(1.251.75kg/t)范围之内。其他欧盟国家的平板玻璃排放标准多数也控制在这一水平。表9 部分国家和地区平板玻璃工业氮氧化物排放限值 序号 标 准 氮氧化物(以NO2计)mg/Nm3 kg/t 1 欧盟BAT 500700 1.251.75 2 卢森堡 500(新改建)3 奥地利 9001500(与窑型有关)4 芬兰 2.54 5 法国 天然气9002000;重油7001500(与窑型有关)天然气2.74;重油2.13(与窑型有关)6 意大利 天然气14003500;重油12003000(与窑型有关)7 本标准 700 考虑到
24、未来平板玻璃炉窑技术研发趋势(例如:国家“十一五”国家科技支撑计划已将“玻璃熔窑全氧燃烧技术研究”列入“绿色制造关键技术与装备”重大项目),同时参考国外相关平板玻璃工业大气污染物排放标准(二次征求意见稿)编制说明-17-排放标准,本标准规定氮氧化物限值700 mg/Nm3。2009年9月,国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见中要求,新项目严格环保治理措施,二氧化硫排放低于500毫克/标准立方米、氮氧化物排放低于700毫克/标准立方米、颗粒物排放浓度低于50毫克/标准立方米。3.2.6 HCl、HF排放限值的确定 HCl、HF的排放主要来源于原料
25、中含有的氯化物和氟化物杂质。HCl、HF的削减可采取如合理选择原料、改进熔炉燃烧方式等工艺措施,也可采用烟气治理技术。实际上,在烟气脱硫过程中,由于HCl、HF属于酸性气体,可与碱发生中和反应而得到去除。例如,采用半干法脱硫,采用碳酸钠作为药剂,HCl的去除率能达到90%以上。由于目前国内玻璃行业暂缺乏对HCl排放实际监测数据,参照国外排放标准(见表10),定为30mg/Nm3;HF排放限值为5mg/Nm3。表10 国外玻璃行业HCl、HF排放标准 污染物 欧盟BAT 卢森堡 奥地利 意大利 HCl(mg/Nm3)30 30 30 30 HF(mg/Nm3)5 5 5 5 3.3 排气筒高度排
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