轮窑自砖瓦行业使用以来，烟道排出的烟气一直没有经过除尘、脱硫等处理，直接排放到大气中，烟气中的粉尘、SO2达不到GB 9078《工业窑炉大污染物排放标准》的规定，对环境造成了一定程度的污染。

轮窑烟气处理并不是不可能的，其他行业已有很成熟的脱硫、除尘技术。但由于轮窑的结构结构特点，在增加除尘脱硫设施以后，烟气阻力太大而使烧砖的产量严重降低故无法使用除尘脱硫设施。一些企业也有增加风机功率的做法，但功率增加不大，生产工艺部稳定，成本增加很高，企业实际都没有正常使用，导致脱硫除尘设施仅仅成了应付环保检查的摆设，环境污染的问题没有根本上解决。

甘肃省墙改办、墙材专业委员会为了促进墙体材料改革、支持新墙材企业的发展，开展了针对砖瓦行业轮窑烟气治理的专项技术、工艺的研究工作。从2008年4月~2010年底近3年的试验工作，探索出了一种适合砖瓦行业轮窑烟气除尘脱硫技术，完成了年产4.5立方米空心砖生产线烟气治理试点项目，下面对该项目中轮窑烟气治理的技术进行介绍。

1  砖瓦行业轮窑烟气排放的现状

   兰州市对47座轮窑烟气粉尘、SO2进行监制，烟气质量都达不到《工业窑炉大污染物排放标准》，给环境造成很大的污染，急需治理，但没有一种适合轮窑结构特点的烟气处理设施。

2  目前砖瓦行业烟气排放及治理的特点

单窑排放量小，但窑炉分布面广，烟气总排放量大，治理难度大，烟气治理方面投资缺乏。一方面，部分砖瓦生产厂家环保意识不强，使用的是劣质的高硫煤或高硫煤矸石，却未能对排放烟气进行处理；另一方面，由于投资砖瓦行业者相当一部分是个体、集体和民营企业，经济实力差，用于脱硫措施的资金少。全国近10万家砖瓦企业，轮窑占90%以上，缺乏烟气治理设施。

砖瓦行业对污染治理重视不够。由于砖瓦行业的特殊性，一方面砖瓦企业大多数在农村，环保要求没有城市高。另一方面，产品附加值和利润率低，要求环保设备运行费用低。这两方面因素造成企业和从事烟气治理的环保企业对砖瓦行业污染治理重视不够。目前，国内还没有成熟、经济的轮窑烟气除尘脱硫工艺。

另外，轮窑烟气处理还存在一些技术问题。轮窑烟道负压端过长，造成系统阻力大且不稳定，烟气处理对轮窑的工艺稳定影响很大，这也是烟道治理上需要解决的重大技术问题。轮窑生产中烟道负压端过长（一般100m~250m）,抽风口多（行业叫哈风口，以下称哈风口），一般轮窑有20~80个哈风口，甚至有的轮窑哈风口有4~10个哈风口轮流使用，其余由风闸关闭。随着生产时部火数不同、内掺燃料内的变化，甚至天气的变化、哈风口的使用数量、位置也要相应变化，这导致风量、烟道的长度也在变化。以32门轮窑为例，采用窑外风机时，烟道长度175m,最近与最远时烟道长度差别是80m以上，严重影响烟气的流速、压力，影响轮窑生产的工艺稳定性。这就是轮窑采取烟气处理难度大的原因。

国内虽然进行了大量的试验，将其他行业应用成熟的除尘、脱硫烟气处理装置应用于轮窑生产，但由于没有在轮窑的结构上采取改造，烟气处理装置对生产工艺稳定性影响较大，导致产量下降，风机功率增加等，因此，绝大多数企业都没有正常使用烟气处理装置，仅仅用于应付环保检查。轮窑烟气治理要做到既要保证产量，又要脱硫除尘，同时还要运行费用低，难度较大。

3  轮窑烟气治理试验的过程

   我们于2008年5月开始调研论证，同时派相关人员到山东、陕西、山西等省及省内武威、白银、兰州等地调研、考察，同时邀请湖南、江苏、湖北等省及省内兰州、白银等地的环保设备厂家对烟气治理提供方案，经多方论证，确定了目前采用的除尘脱硫工艺。又对轮窑的烟道结构重新进行设计，并委托风机厂重新设计了针对轮窑除尘的专用风机。项目实施后，通过兰州市环境监测站监测，烟气排放质量达到国家标准要求。

4  轮窑烟气治理技术特点

   从烧结多孔砖、空心砖的原料、成型、干燥、烧成全过程针对排放物进行研究，对内燃、外投燃料进行控制，重点对轮窑结构进行改造，解决负压端过长导致的系统阻力大且不稳定，影响产量和工艺稳定等问题，同时要求烟气处理技术要有较高的经济性。

烟气处理系统由轮窑内烟道、内烟道闸板、外烟道、外烟道闸板、前后烟道分隔板、公共烟道、风机、除尘器进风烟道、冲激水洗槽、除尘器室、过滤清灰池、储水池、加药池、喷淋水泵、喷淋管、挡水板等组成。

4.1  湿法脱硫除尘

     经过多年的摸索试验，从成本、可靠、高效率的角度考虑，用石灰、烧碱或工业废碱性材料为原料，采用湿法的化学方法(即碱性离子与硫化物生产硫酸盐)脱硫，同时洗净烟气中的粉尘，达到脱硫除尘的目的，这是一种比较成熟、合理的轮窑烟气处理方法。

4.2  改造轮窑结构

     在轮窑的内外烟道上设置4~8个烟道闸板，将传统轮窑的烟道分割成4~8段，生产时轮窑排风系统仅仅抽取其中的1~2段，减少了系统阻力。图1为轮窑烟气除尘脱硫系统示意图。

4.3  采用冲激式水洗槽

     让风机出口高压端高速气流进入冲激式水洗槽，使烟气与水充分搅拌、接触，烟气经过水洗，使粉尘进入水中，烟气中的SO2也与水中的碱离子发生化学反映生成硫酸盐进入水中，达到除尘、脱硫额目的。

4.4  喷淋管喷淋二次洗涤烟气

由喷淋水泵将储水池的碱性水通过喷淋管喷淋到烟气上，上升的烟气与碱水二次接触，更进一步的洗去粉尘，与烟气中的SO2又进行了二次反应，提高了除尘、脱硫效率。

该项目主要的技术创新是从轮窑结构上进行改造，缩短、稳定轮窑烟道长度，使风机的阻力减小，保证轮窑生产工艺的稳定，不影响产量，相同产量的风机功率比同类型的减少15%~60%，减少电力消耗，同时避免现有砖厂增加烟气净化设施后增加变压器容量的问题，减少投资。

由于对轮窑本身结构进行了改造，使烟道内的风量、风压稳定，减少除尘器的阻塞，同时由于采用冲激和喷淋除尘、脱硫技术，烟气净化效率高。该技术成熟度、可靠性、经济性是目前轮窑除尘、脱硫技术中综合性较好的技术。

5  实施的效果

    该项目实施后，烟气主要指标通过了环保部门检测标准。该项目的完成获得了轮窑结构修改、烟道改造、专用风机定型、除尘脱硫设施建设等完整的图纸和技术资料，这些技术是国内砖瓦企业轮窑治理技术、工艺的一种创新，已获得国家专利局授予的实用新型专利（专利号 201020062312.2）。

    在实施该项目的同时在全省推广行业内先进的全内燃烧砖技术，使全内燃烧砖技术得到进一步突破，使砖瓦企业做到烧砖不用煤，内燃料全部使用炉渣。制砖原料中掺加含能工业废渣和废料不仅可以减少资源的消耗，还可以减少能源的消耗。

6  技术经济及社会效益分析

   环保治理项目主要减少了环境污染，社会效益明显，但增加了生产技术。主要增加的生产成本有：①年生产用电增加：风机功率增加20kW,年运行210d,每度电平均按0.70元计算：20x210x24x0.8x0.70=5.6万；②年生产用水增加，每小时需要100kg水：100x210x24=504000kg≈500t,每吨水按4元计算：500x4=2000元≈0.2万；③年增加折旧：20x10%=2万元；④年增加石灰消耗材料、维修费等约4.8万元；⑤增加拉灰、管理人员1人，人工费约增加2.4万元。合计年增加成本约15万元。

社会效益显著。在目前国内占砖瓦行业90%以上的轮窑生产工艺中通过改造轮窑结构，增加水浴脱硫除尘等生产工艺中通过改造轮窑结构，增加水浴脱硫除尘器设备的试点，对轮窑的烟尘进行除尘脱硫，使烟气达标排放，社会效益显著，对促进新型墙体材料的发展和砖瓦行业的发展有重大的实际意义。

7  推广及应用前景

   砖瓦行业环境污染一直困扰着行业，虽然砖瓦生产单窑排放浓度不高，但窑炉分布面广，总排放量大，治理难度大。砖瓦生产企业相当一部分是集体和民营企业，经济基础薄弱，对环保的认识不足，环保设施又要增加成本，因此推广示范作用的效果就更加突出。利用国家的扶持新型墙体材料政策，重点推广应用该技术，其目的主要是社会效益。这也是需要政策扶持企业，全面推广的主要原因。本项目的设施和推广有助于探索面向墙材企业的节能减排技术和管理机制，为今后的工作奠定基础。

8  对项目的总结

   在行业推广新技术时，必须选择行业有实力的企业。项目承担单位为兰州市沙井驿宏达砖瓦厂，该企业为了更好地适应市场竞争的需要，不断地提高企业的技术水平，一直致力于砖瓦行业的技术进步。该企业采用目前国内宽度最大（宽度5.2m为国内之最，之前国内最大宽度5.05m）、单一窑室容积最大（窑室长度6.3m）de 40门双通道直筒节能轮窑烧成，热耗指标处于国内先进水平，烧成已经不用原煤，全部采用炉渣、烟道灰做全内燃料。半成品生产已采用国内先进的绞刀直径为500mm的双极真空挤出机成型，主要生产以烧结多孔砖、空心砖及砌块为主的新型墙体材料，年生产能力大于4500万块（折普通砖）

企业如果没有一定的技术基础，则推广烟气净化新技术是相当困难的。在推广新技术、新工艺时不能仅靠工作热情，还要考虑企业的实际情况。推广新技术必须慎重，采用的技术在行业内必须是先进、成熟的技术。在环境保护方面，该企业一方面采用了目前行业内先进的全内燃烧砖技术，采用内掺炉渣、粉煤灰、烟道灰等工业固体废弃物为内燃生产以烧结多孔砖、空心砖及砌块为主的新型墙体材料的新工艺，做到了烧砖不用煤，既节约成本、提高了产量，同时由于燃烧是经过了一次燃烧的炉渣，使排放的烟气中SO2等有害物大大降低，减少了环境污染；另一方面，采用的除尘脱硫装置时从轮窑结构上开始改造，从根本上解决问题。推广新技术必须慎重，认真做好测试实验，不能仅靠推广单位的数据和宣传。

在行业推广环保项目，政府相关部门还需要给予相应支持。砖瓦企业经济基础薄弱，对环保的认识不足，环保设施又要增加成本，环保项目不但没有经济效益，而且还有投入，增加成本，只要社会效益。因此，要想推进新型墙材的发展，治理环境污染，达到节能减排和清洁生产，还需要政府相关部门的支持。

9  结语

   轮窑烟气治理的难度在于轮窑结构，不在于脱硫除尘设备。本项目在砖瓦行业推广除尘脱硫设施时，先从轮窑结构进行改造，从根本上解决砖瓦行业长期未能解决的除尘脱硫影响正常产量的问题，同时解决了脱硫除尘设施功率增加需要更换变压器的问题，同时解决了脱硫除尘设施功率增加的功率是其他行业相同风量除尘脱硫设施的1/3或更低，除尘脱硫时不影响轮窑正常生产，采用的技术处于国内同行业先进水平。

    在砖瓦行业推广烟气除尘脱硫技术，是推进新型墙材的发展、治理环境污染、节能减排的重要举措，社会效益显著，建议政府相关部门予以重视和支持，共同减轻环境污染，促进行业发展。