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水泥行业中污染物的排放

  斯德哥尔摩公约正寻求不断减少,可行的话,排除来自无意生产的POPs的释放。这些无意生产的POPs可能来自化学合成,热工艺过程的副产品和多氯联苯并二氧六环/呋喃(PCDD/Fs)以及六氯苯和多氯联苯类化合物。水泥窑协同处理有害废物在斯德哥尔摩公约中简述为,工业来源也有可能生成较大量的POPs,并将其释放到环境中。   水泥行业对任何可能POPs的释放都认真对待。其原因之一是人们对水泥行业排放POPs的看法会影响到行业的声誉;其二,即使是少量的二恶英类化合物也能在生物圈中累积,并可能拌有长期不利后果。  世界可持续发展工商理事会提议做此研究,目的是编撰目前水泥行业中POPs排放的数据,分享在水泥生产过程中二恶英/呋喃生成机理的认识,并利用整合过程优化,即所谓初步措施,以确定是否能控制或减少水泥窑的二恶英/呋喃排放。这报告是水泥行业可得到的有关POPs排放最全面的研究报告。  从上世纪70年代到最近,总共对二恶英/呋喃做了大约有2200次检测,同时还对多氯联苯和六氯苯类物质也做了一些检测。本研究对这些测试做了全面的评估。这些数据代表了各种运营条件有很大生产能力的湿法窑、干法窑。数据来自在通常和最差运行条件下的条件;协调处理种类和数量不同的可替代燃料和原材料、未处理可替代燃料和原材料;废弃物和有害废物的喂料点在主燃区或旋窑的人口处,以及预加热器/预分解窑处。由于缺少机立窑排放数据,故未涉及。  二恶英/呋喃排放数据评估表明:?如果采取初步措施,大多数水泥窑能够满足0.1ng TEQ/Nm3排放标准。?水泥窑协同处理可替代燃料和原料且被处理物在主燃烧区;在窑口或在预分解窑喂料似乎都不会影响或改变 POPs的排放。?发展中国家的干法预热/预分解窑所得数据表明,二恶英/呋喃排放水平非常低,远远低于0.1ng TEQ/Nm3。  新型干法预热、预分解窑的二恶英/呋喃排放通常要比湿法窑的低些。当今在许多国家的做法是在干法预热、预分解窑中协同处理含能量的废物和可替代原料,以此节省化石燃料和原生态原料。例如,联合国环境署在泰国有一个项目,在干法预热窑中用废弃轮胎和有害废物替代部分化石燃料,所测的窑排放的二恶英/呋喃为0.0001~0.0180ngTEQ/Nm3;当此窑协同处置有害废物时,二恶英/呋喃排放浓度为 O.0002ngEQ/Nm3,浓度更低。  从上世纪80年代到90年代中期以前,美国水泥窑二恶英/呋喃排放与上述这些新的成果相反。数据显示,在水泥窑中协同处理作为燃料有害废物与用常规燃料或无害废物相比,二恶英/呋喃排放要高得多。然而在最近的文件中,美国国家环保署的解释是,这些结论最可能的原因是水泥窑焚烧工业有害废物时要求应用“最差的实验条件下”进行,即典型的情况是向窑中喂料速率很高,且空气污染控制器处在高温下。现在看来这些是典型的促使二恶英/呋喃生成的条件。而水泥窑使用常规燃料或无害废物时的检测,只在通常条件下而不是应用“最差的实验条件下”进行。这样来比较测试结果是很不可靠的。实验表明降低空气污染控制器的入口温度可以限制各种水泥窑的二恶英的生成和排放,这与采取何种喂料方式无关。因为低温通常被认为可在后燃烧过程中防止催化生成二恶英/呋喃。  1999年美国国家环保署在控制技术规范中得出结论:在水泥窑中焚烧有害废物不会对二恶英/呋喃生成造成影响,因为二恶英/呋喃是在后燃烧过程,即是在空气污染控制器中生成的。本研究报告也提供了对水泥工业品和水泥生产过程的残余物中所含二恶英/呋喃大量的测试数据。这些物质中的二恶英/呋哺含量同食品,像鱼、黄油、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处在同一数量级。  对新水泥厂和许多经过技术改造的水泥厂,生产水泥熟料的最可得技术是具有多步预热、预分解的干法窑。平稳的窑工艺条件,并按照工艺参数操作都会对排放和节能有益处。为获得符合0.1ngTEQ/Nm3的排放水平,最重要的初步措施是窑尾气的急冷。对长湿法窑和无预热长干法窑要冷却到200%以下。现代预热、预分解窑在工艺设计时已具备这种条件。在启动和停机时不要在窑内喂入含有有机物质的可替代性原料以及可替代燃料。  联合国环境保护署对各种来源和过程因数所产生的二恶英/呋喃做了定性和定量分析,并制定了标准化工具包。水泥窑协同处理业有害废物的排放因数是处在所有产生来源中最低的类别。  因为二恶英/呋喃是目前法律规定的惟一的一类的可持续有机污染物,所以对六氯苯和多氯联苯类所做的检测要少得多。然而在本报告中所参考的50多次多氯联苯的检测都表明所有结果都低于0.4μgPCB TEQ/m3,并且许多检测值在几个纳克的水平或在检测限制以下。10次六氯苯的检测表明检测值在每立方米几个纳克的浓度或在检测限制以下。
 

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