水泥行業中污染物的排放
水泥行業對任何可能POPs的釋放都認真對待。其原因之一是人們對水泥行業排放POPs的看法會影響到行業的聲譽;其二,即使是少量的二惡英類化合物也能在生物圈中累積,并可能拌有長期不利后果。
世界可持續發展工商理事會提議做此研究,目的是編撰目前水泥行業中POPs排放的數據,分享在水泥生產過程中二惡英/呋喃生成機理的認識,并利用整合過程優化,即所謂初步措施,以確定是否能控制或減少水泥窯的二惡英/呋喃排放。這報告是水泥行業可得到的有關POPs排放最全面的研究報告。
從上世紀70年代到最近,總共對二惡英/呋喃做了大約有2200次檢測,同時還對多氯聯苯和六氯苯類物質也做了一些檢測。本研究對這些測試做了全面的評估。這些數據代表了各種運營條件有很大生產能力的濕法窯、干法窯。數據來自在通常和最差運行條件下的條件;協調處理種類和數量不同的可替代燃料和原材料、未處理可替代燃料和原材料;廢棄物和有害廢物的喂料點在主燃區或旋窯的人口處,以及預加熱器/預分解窯處。由于缺少機立窯排放數據,故未涉及。
二惡英/呋喃排放數據評估表明:
?如果采取初步措施,大多數水泥窯能夠滿足0.1ng TEQ/Nm3排放標準。
?水泥窯協同處理可替代燃料和原料且被處理物在主燃燒區;在窯口或在預分解窯喂料似乎都不會影響或改變 POPs的排放。
?發展中國家的干法預熱/預分解窯所得數據表明,二惡英/呋喃排放水平非常低,遠遠低于0.1ng TEQ/Nm3。
新型干法預熱、預分解窯的二惡英/呋喃排放通常要比濕法窯的低些。當今在許多國家的做法是在干法預熱、預分解窯中協同處理含能量的廢物和可替代原料,以此節省化石燃料和原生態原料。例如,聯合國環境署在泰國有一個項目,在干法預熱窯中用廢棄輪胎和有害廢物替代部分化石燃料,所測的窯排放的二惡英/呋喃為0.0001~0.0180ngTEQ/Nm3;當此窯協同處置有害廢物時,二惡英/呋喃排放濃度為 O.0002ngEQ/Nm3,濃度更低。
從上世紀80年代到90年代中期以前,美國水泥窯二惡英/呋喃排放與上述這些新的成果相反。數據顯示,在水泥窯中協同處理作為燃料有害廢物與用常規燃料或無害廢物相比,二惡英/呋喃排放要高得多。然而在最近的文件中,美國國家環保署的解釋是,這些結論最可能的原因是水泥窯焚燒工業有害廢物時要求應用“最差的實驗條件下”進行,即典型的情況是向窯中喂料速率很高,且空氣污染控制器處在高溫下。現在看來這些是典型的促使二惡英/呋喃生成的條件。而水泥窯使用常規燃料或無害廢物時的檢測,只在通常條件下而不是應用“最差的實驗條件下”進行。這樣來比較測試結果是很不可靠的。實驗表明降低空氣污染控制器的入口溫度可以限制各種水泥窯的二惡英的生成和排放,這與采取何種喂料方式無關。因為低溫通常被認為可在后燃燒過程中防止催化生成二惡英/呋喃。
1999年美國國家環保署在控制技術規范中得出結論:在水泥窯中焚燒有害廢物不會對二惡英/呋喃生成造成影響,因為二惡英/呋喃是在后燃燒過程,即是在空氣污染控制器中生成的。本研究報告也提供了對水泥工業品和水泥生產過程的殘余物中所含二惡英/呋喃大量的測試數據。這些物質中的二惡英/呋哺含量同食品,像魚、黃油、母乳中以及土壤、沉淀物和污泥中含量相比通常要低些或至多處在同一數量級。
對新水泥廠和許多經過技術改造的水泥廠,生產水泥熟料的最可得技術是具有多步預熱、預分解的干法窯。平穩的窯工藝條件,并按照工藝參數操作都會對排放和節能有益處。為獲得符合0.1ngTEQ/Nm3的排放水平,最重要的初步措施是窯尾氣的急冷。對長濕法窯和無預熱長干法窯要冷卻到200%以下。現代預熱、預分解窯在工藝設計時已具備這種條件。在啟動和停機時不要在窯內喂入含有有機物質的可替代性原料以及可替代燃料。
聯合國環境保護署對各種來源和過程因數所產生的二惡英/呋喃做了定性和定量分析,并制定了標準化工具包。水泥窯協同處理業有害廢物的排放因數是處在所有產生來源中最低的類別。
因為二惡英/呋喃是目前法律規定的惟一的一類的可持續有機污染物,所以對六氯苯和多氯聯苯類所做的檢測要少得多。然而在本報告中所參考的50多次多氯聯苯的檢測都表明所有結果都低于0.4μgPCB TEQ/m3,并且許多檢測值在幾個納克的水平或在檢測限制以下。10次六氯苯的檢測表明檢測值在每立方米幾個納克的濃度或在檢測限制以下。
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