安徽省工业炉窑污染排放特征初析

孙亚敏

(安徽省生态环境监测中心，安徽 合肥 230061)

0 引言

工业炉窑是指在工业生产中利用燃料燃烧或电能等转换产生的热量，直接将物料或工件进行熔炼、熔化、焙烧、加热、干馏、气化等的热工设备，主要包括熔炼炉、熔化炉、烧成窑、水泥熟料窑、煅烧炉、加热炉、干燥炉、热处理炉、焦炉、煤气发生炉等类型[1-3]。工业炉窑广泛应用于钢铁、焦化、有色、建材、石化、化工、机械制造等行业，对工业发展具有重要支撑作用[4]。工业炉窑废气是工业领域大气污染的主要排放源，其排放的污染物分为两类，一类是气相化学物质，如SO2、NOX等，另一类是固相的烟尘等[5-9]。2018年6月，国务院在《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中指出，将工业炉窑治理作为环保强化督查的重点任务[10]。2019年7月，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部联合发布《工业炉窑大气污染综合治理方案》中要求，到2020年，完善工业炉窑大气污染综合治理管理体系，推进工业炉窑全面达标排放。

根据相关统计数据，2017年安徽省工业SO2、NOX、颗粒物的排放量分别约18.22万t、26.52万t、57.56万t[11]，其中工业炉窑SO2、NOX、颗粒物排放量分别占全省工业废气排放总量的49.9%、52.6%、20.0%。相对于电站锅炉和工业锅炉，工业炉窑环境管理及污染治理明显滞后，对环境空气质量产生重要影响[12]。本文对安徽省工业炉窑分布状况及大气污染物区域、行业及炉型分布特征进行了研究分析，以期为全省工业炉窑污染控制及环境管理提供技术支撑。

1 安徽省工业炉窑分布情况

1.1 区域分布情况

安徽省工业炉窑区域分布广泛。从区域分布来看，全省工业炉窑主要集中在中部和东部，数量最多的为宣城、马鞍山、芜湖、六安、合肥、滁州6个市，共计5395座，占全省的70%。各市炉窑数量分布情况见图1。

图1 安徽省各市工业炉窑分布情况

1.2 行业分布情况

安徽省工业炉窑涉及《GB/T 4754-2017国民经济行业分类》34大类行业。从行业分布来看，工业炉窑数量最多的行业集中在非金属矿物制品业、金属制品业、农副产品加工业、酒、饮料和精制茶制造业、有色金属冶炼和压延加工业、通用设备制造业等6个行业，占全省总数的72.6%。其中，前3位分别为非金属矿物制品业、金属制品业、农副产品加工业，分别占总数的21.6%、18.0%、10.5%。安徽省工业炉窑行业分布情况见图2。

图2 安徽省工业炉窑行业分布情况

1.3 炉窑类型分布情况

从炉窑类型分布来看，安徽省工业炉窑数量最多的炉型依次为加热炉、干燥炉、烧成窑、熔化炉4类，分别占全省总数的20.8%、16.8%、13.2%、10.4%，共计4700座。其中，加热炉主要分布在钢铁、有色、建材、化工、石化等行业；干燥炉主要分布在农林产品、设备制造、金属制品、建材、化工等行业；烧成窑主要分布在钢铁、有色、建材、化工等行业；熔化炉主要分布在铸造、有色、建材、化工等行业。全省工业炉窑类型分布情况见图3。

图3 安徽省工业炉窑类型分布情况

2 安徽省工业炉窑污染物排放情况

2.1 总体排放情况

2017年安徽省工业炉窑共7687座， SO2、NOX、颗粒物排放量分别约9.10万t、13.95万t、11.52万t，分别占全省工业废气SO2、NOX、颗粒物排放总量的49.9%、52.6%、20.0%。工业炉窑排放的废气在工业废气污染所占比重较大。

2.2 工业炉窑大气污染物区域排放情况

安徽省各市工业炉窑大气污染物排放占比情况见表1。淮南、阜阳、铜陵、芜湖、宣城、马鞍山、滁州7个市工业炉窑SO2、NOX、颗粒物的排放量分别占全省的68.8%、68.0%、74.1%。其中，工业炉窑SO2排放量最多的3个市分别为淮南、阜阳、铜陵市，占比分别达17.8%、13.0%、8.6%；NOX排放量最多的3个市分别为芜湖、铜陵、宣城市，占比分别达16.8%、16.4%、10.4%；颗粒物排放量最多的3个市分别为淮南、滁州、马鞍山市，占比分别达20.7%、18.3%、16.8%。

表1 安徽省不同地区工业炉窑大气污染物排放占比情况 (%)

2.3 工业炉窑大气污染物行业排放情况

安徽省工业炉窑大气污染物排放分布的主要行业见表2。全省工业炉窑大气污染物排放量最大的行业是非金属矿物制品业，该行业SO2、NOX、颗粒物排放量分别占全省工业炉窑大气污染物排放量的79.87%、86.62%、81.12%；其次为有色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业、化学原料和化学制品制造业。其他行业SO2、NOX、颗粒物合计排放量仅占全省工业炉窑大气污染物排放量的4.71%、3.88%、2.72%。由此可见，安徽省95%的工业炉窑废气污染来源于上述4个行业，而非金属矿物制品业又占到总排放量的2/3以上。

表2 安徽省工业炉窑大气污染物排放主要行业分布情况

2.4 不同类型工业炉窑污染物排放情况

根据对全省不同行业工业炉窑分布数量、污染物排放量和炉型的统计分析可以看出，工业炉窑大气污染物主要来自烧成窑、水泥熟料窑、熔炼炉、熔化炉、煅烧炉5种炉窑，这5种炉窑排放的SO2、NOX、颗粒物分别占全省工业炉窑大气污染物排放量的82.2%、85.3%、92.6%。其中，SO2排放量最多的炉型主要有烧成窑、水泥熟料窑、熔炼炉，合计占比70.8%；NOX排放量最多的炉型主要有水泥熟料窑、烧成窑、熔化炉，合计占比79.8%；颗粒物排放量最多的炉型主要有水泥熟料窑、煅烧炉、烧成窑，合计占比85.7%。

不同类型工业炉窑大气污染物数量及污染物排放情况详见表3。

表3 安徽省工业炉窑大气污染物主要炉型分布情况

2.5 不同行业工业炉窑污染物去除率

安徽省工业炉窑大气污染物排放量最大的4个行业主要大气污染物去除率见表4。从表中可以看出，相比颗粒物、SO2而言，非金属矿物制品业、有色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业工业炉窑NOX去除率相对较低，这3个行业工业炉窑平均脱硝率仅为40.0%、32.0%、20.4%；石油、煤炭及其他燃料加工业工业炉窑SO2、NOX、颗粒物去除率均较低。

表4 安徽省主要行业工业炉窑大气污染物去除率(%)

2.6 不同类型工业炉窑污染物去除率

安徽省主要工业炉窑大气污染物去除率见表5。从表中可以看出，全省各类工业炉窑SO2、NOX、颗粒物平均去除率分别为76.0%、50.9%、99.4%。与颗粒物相比，工业炉窑NOX、SO2去除率均偏低，尤其是NOX去除率更低。其中，全省数量最多的加热炉、干燥炉、烧成窑、熔化炉，其NOX去除率仅分别为1.3%、1.9%、12.2%、62.3%；NOX排放量最多的水泥熟料窑，NOX去除率也只有58.5%。

表5 安徽省不同炉型工业炉窑大气污染物去除率 (%)

3 结论

(1)安徽省工业炉窑数量众多，分布广泛。2017年全省共有7687座工业炉窑，广泛分布于34个行业，其中70%分布在宣城、马鞍山、芜湖、六安、合肥、滁州6个市。全省工业炉窑污染物排放量较大，SO2、NOX、颗粒物排放量分别占工业废气排放总量的49.9%、52.6%、20.0%。

(2)安徽省工业炉窑大气污染物排放区域较为集中。淮南、阜阳、铜陵、芜湖、宣城、马鞍山、滁州7个市工业炉窑SO2、NOX、颗粒物排放量分别占全省工业炉窑废气污染物的68.8%、68.0%、74.1%。

(3)安徽省工业炉窑大气污染物分布行业较为集中。非金属矿物制品业、有色金属冶炼和压延加工业、石油、煤炭及其他燃料加工业、化学原料和化学制品制造业4个行业工业炉窑SO2、NOX、颗粒物排放量占全省工业炉窑废气排放量的95.3%、96.1%、97.3%；仅非金属矿物制品业工业炉窑SO2、NOX、颗粒物的排放量就占全省工业炉窑废气污染物排放量的79.87%、86.62%、81.12%。非金属矿物制品业工业炉窑废气治理应作为重中之重。

(4)安徽省工业炉窑大气污染物分布炉型较为集中。烧成窑、水泥熟料窑、熔炼炉、熔化炉、煅烧炉这5类炉窑数量仅占工业炉窑总数的14%，但SO2、NOX、颗粒物排放量占工业炉窑废气排放总量的82.19%、85.27%、92.64%。

(5)工业炉窑NOX去除率普遍较低。全省工业炉窑平均脱硝率仅50.9%，水泥熟料窑、加热炉、干燥炉、烧成窑、熔化炉脱硝率分别仅58.5%、1.3%、1.9%、12.2%、62.3%；非金属矿物制品业、有色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业、石油、煤炭及其他燃料加工业工业炉窑脱硝率仅40.0%、32.0%、20.4%、7.6%。

(6)建议下一步加大对重点行业、重点区域、重点炉型工业炉窑的污染治理及环境管理，尤其提高工业炉窑废气NOX去除率[13-15]，进一步减少工业炉窑大气污染物的排放量。