浅析陶瓷行业大气环境污染现状及防治对策

摘要：陶瓷行业属于高污染、高耗能行业，陶瓷生产企业对环境产生较大污染，尤以大气污染为甚。本文主要分析了陶瓷行业对大气环境污染的现状，包括：烟气污染（SO2、NOx）、粉尘及氟化物污染等，并分析了现阶段我国陶瓷行业各污染物的主要污染防治对策。

关键词：陶瓷；环境；大气污染；治理

1引言

目前我国是陶瓷生产及出口的主要国家之一，自1993年起我国陶瓷产量、人均消费及出口量均位列世界第一。2011年全国累计销售陶瓷砖3000亿元以上，已经成为建筑卫生陶瓷生产和消费大国[1,2]。

但我国陶瓷行业属于资源型、高污染、高耗能行业，粗放式经营方式及工艺方面缺乏创新严重制约了陶瓷行业的进一步发展。据统计，每生产1t陶瓷，平均约消耗600度电或2.5t标煤，对环境，特别是对大气环境造成严重污染[3]。寻找有效的大气污染防治措施，是陶瓷行业如何创新发展的重要目标之一。

2陶瓷行业对大气环境污染的现状

我国大气环境污染属于燃煤型污染，主要污染物为二氧化硫和粉尘，其中陶瓷行业二氧化硫排放量位于行业前列。而我国陶瓷产业产能过剩、重复建设问题同样突出，陶瓷生产的主要地区“三山一海夹两江”均存在大气区域总量超标问题。

陶瓷产品种类繁多，但生产工艺基本上为以下几个工序：配料、球磨、制浆、过筛、喷雾塔制粉、陈腐、成形、施釉、烧成及抛光等。陶瓷生产对大气环境的污染贯穿其生产全过程。主要污染物有：燃料燃烧的高温烟气、生产性及运输过程中的排放粉尘和氟化物污染等。

2.1 烟气污染及危害

我国陶瓷产区酸雨的pH值多在4.3～4.6之间，二氧化硫引起的酸雨、氮氧化物引起的光化学反应等环境污染问题已经是全球急需解决的环境问题。

陶瓷行业喷雾塔制粉、窑炉烧成及锅炉等均需要大量热量。陶瓷行业多采用煤、重柴油、混合油、水煤气、水煤浆等作为燃料，这些燃料含灰率、含硫率高，燃烧过程中产生大量烟尘、SO2、NOx、林格曼黑度，对大气环境造成严重的污染和破坏。

2.2粉尘

飘尘是引起鼻炎、支气管炎、气管炎和肺炎的祸首，粒径小于 5?滋m的飘尘危害尤为突出。未来PM2.5亦是陶瓷行业粉尘监控重点项目之一。

2.2.1生产性粉尘

陶瓷生产过程中产生的粉尘一般分为两种：一种为粉尘状污染物，主要来自于原料称配、原料加工、制坯、釉料制备和施釉等工序；另一种为气体污染物，主要来源于干燥和烧成工序[4]。

2.2.2运输过程中的粉尘

我国陶瓷企业分布相对比较集中，如：广东的清远、佛山，福建、四川等地，陶瓷企业所需的原料量大，运输车辆散落的原料及道路扬尘会对道路及沿线大气环境产生一定的影响。根据笔者对清远及佛山等地的陶瓷工业区进行实地调查，道路沿线大气中粉尘浓度严重超标，大气环境质量较差。

2.3 氟化物污染

氟化物是目前人们关注的环境污染物之一，这是一种细胞原浆毒物，神经细胞对它特别敏感。它可经呼吸道、消化道及皮肤浸入人体。陶瓷生产中氟化物产生的主要过程是施釉后的烧成工序。

釉料是由长石粉（主要成分KAlSi3O8）、硼砂、石英、双飞粉（精制白石灰）、高岭土、二氧化锆、氧化锌等原材料按一定的配比经高温熔融而制成，在制备釉料时，常因工艺的需要配入一些具有毒性的化工原料，如铅丹、氟硅酸钠（Na2SiF6）等，Na2SiF6在高温熔融状态下全部分解，向大气中排放SiF4，SiF4进一步水解生成HF，污染大气环境。

3陶瓷行业大气污染防治措施

陶瓷行业大气污染防治工程应兼顾技术及经济可行性。同时，应根据我国环境保护法核心思想，以源头控制、预防为主、防治结合、因地制宜为基本原则。

我国陶瓷企业大气污染物都能实现达标排放，但由于企业分布集中，陶瓷工业园及其区域大气污染物总量大多超标。因此，从源头上控制，减少污染物产生量是我国陶瓷行业大气防治未来发展的总趋势。

3.1 源头控制、预防为主

我国现在大力推行清洁生产、循环经济及节约能源法，其基本思想是从源头控制污染物，做到预防为主。改变我国现行的先污染后治理的粗放式经济模式，从长远、整体系统的角度解决大气污染问题，陶瓷行业想要取得突破性的发展，并调整改变现有产业结构，从源头控制污染物，做到预防为主，是陶瓷行业大气污染防治的主要手段之一。

我国于2006年发布的《陶瓷行业清洁生产评价指标体系（试行）》中对相关工序污染物产生量做出明确规定，推行清洁生产是陶瓷行业减少大气污染物产生的有效途径。主要从以下几方面实现：

（1）主要从选择清洁能源（如使用天然气、轻油、生物质等清洁燃料替代高硫、高灰燃料），使用清洁能源不仅从源头上减少了污染物产生，同时降低产品成本。根据《现代技术陶瓷》相关报道，醴陵陶瓷业经过几年努力，对传统陶瓷生产线进行技改，燃煤改为燃气，其能源成本降低约四成。

（2） 采用先进的生产工艺、新型无毒、低毒材料，可有效减少大气污染物产生[5]。

（3） 选用新型节能低污染燃烧技术，如高温空气燃烧技术、脉冲控制高速燃烧系统、受控脉动燃烧技术等。这些技术在日本、美国及法国均有使用，主要特点是节能，并减少大气污染物产生，但成本较高[6]。

（4） 加强环境管理，以预防为主，减少污染物产生。

3.2 治理措施

3.2.1烟气治理措施

陶瓷行业污染治理主要包括三个方面[4]：一是烟气燃烧过程中脱硫、脱硝；二是采用尾气脱硫除尘技术；三是增加烟囱高度。

（1） 烟气燃烧过程中脱硫、脱硝: 如采用循环流化床锅炉，就能在炉内实现低氮燃烧和脱硫；或者燃烧过程添加燃烧促进剂，可使用燃料充分燃烧、氧化等，减少污染物产生。

（2） 尾气脱硫除尘技术

尾气脱硫除尘技术在我国现阶段应用较为广泛，陶瓷行业烟气主要来自燃料燃烧，其污染物成分复杂，主要包括二氧化硫、氮氧化物、烟尘及林格曼黑度。因此，在实际工程中，窑炉、锅炉及喷雾塔燃烧烟气多采用几种治理措施相结合的方式治理。常见治理措施组合有：

1） 布袋除尘+湿式脱硫脱硝

布袋除尘其除尘效率可达99%以上，在大气粉尘防治方面运用极为广泛。但值得注意的是，布袋除尘器对烟气含水率及温度均有所要求，布袋除尘器不宜安装在湿式脱硫工艺后面；布袋耐温一般在120°C左右，而陶瓷行业燃烧烟气其温度较高。因此，在布袋除尘器前应充分考虑降温措施，多选用旋风除尘器或降温系统作预处理。

目前，陶瓷行业的烟气治理多以湿法——双碱法脱硫为主，因其兼具除尘、脱硫、脱硝作用，且脱硫效率一般可达80%以上[7]，为我国应用较为成熟的大气污染治理措施之一。

NOx污染问题以往不被陶瓷企业和环保部门重视，随着国家“十二五”规划，将NOx列入我国大气总量控制指标，各企业和环保部门也已逐渐认识到NOx治理的必要性。而双碱法除脱硫外，还兼具脱硝的作用。因此，应用广泛。2） 电除尘+湿式脱硫脱硝

电除尘其除尘效率可达99%以上，且其对烟气含水率及温度要求不高。因此，得到广泛应用，但其造价及运营费用较高。

3.2.2粉尘污染防治措施

（1）生产性粉尘污染防治

在陶瓷行业生产过程中，产生的粉尘治理技术主要有：水膜除尘、旋风除尘、袋式除尘及静电除尘等。国内已有多家企业采用花岗岩水膜除尘器，除尘效率在90%以上；而旋风除尘器的除尘效率可达到60%～70%，与其它除尘器联合使用效果更好；袋式除尘器和静电除尘器除尘效果一般可达到99%以上，除尘效果较好[8]。

（2） 运输过程中的粉尘污染防治

陶瓷原料运输过程如不进行严格的管理，运输粉尘将会对沿线及区域环境质量造成较大的影响。目前，针对运输过程中产生的粉尘主要是对运输原材料的车辆加盖密封方可运输，避免因风等天气产生扬尘，导致粉尘对道路及沿线大气环境的影响。

3.2.3氟化物污染防治措施

氟化物是陶瓷企业大气特征污染物之一，如未经处理直接排放到大气中，将会造成臭氧层的破坏。目前，陶瓷行业废气中氟化物的治理，主要采用的处理技术有干法和湿式为主，干法的主要吸收剂为：CaCO3；湿式法的吸收剂主要有：Ca（OH）2、NaHCO3及NaOH等，去除效率一般均可达90%以上[3]。

3.3 因地制宜

陶瓷行业还应充分考虑所在地的地理、气候条件，因地制宜，合理布局等，减少大气污染物对周边环境的影响。同时，根据不同生产工艺，选择经济技术可行的污染治理措施，最大程度地减少污染物产生。

4结语

目前，我国陶瓷行业存在较多的环境问题，尤以大气污染最为严重，特别是陶瓷企业较为集中的地区。因此，从改善区域大气环境角度出发，陶瓷企业应逐步提高各项大气污染防治措施，不断改进大气污染处理工艺和防治措施，加强管理，增加环保投资，改善区域大气环境质量，实现可持续发展。

参考文献

[1] 李得科,田涛,刘小云. 我国建筑卫生陶瓷行业资源消耗状况与

节能减排的对策[J]. 陶瓷,2009(9):56-61.

[2] 最新中国陶瓷行业发展现状及趋势分析[R].中国行业报告研

究中心，2012.

[3] 李雄德,胡澄清,吴嫒.新形势下陶瓷行业的发展态势及对策[J].

中国陶瓷.2008,44(11):5-8.

[4] 张娜. 我国建筑陶瓷工业环境污染与治理[J]. 陶瓷,2006,7:9-18.

[5] 王才梅,程浩,张伟伟. 建筑陶瓷工业污染防治措施[J].湖南建

材,2010,4:25-27.

[6] 高增丽.节能燃烧新技术在陶瓷窑炉上的发展[J]. 山东陶瓷,

2006，29(4):38-39.

[7] 刘莹,陈信忠,王明华. 陶瓷行业的废气污染及治理[J].中国陶

瓷. 2010,46(6):59-61.

[8] 熊颖群. 陶瓷行业的粉尘治理[J].陶瓷. 2010,3:39-41.