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摘要：小型镁砂坚窑是辽南地区污染大气环境的主要污染源之一。通过对海城市镁砂窑污染现状的调查，介绍了海城市镁砂窑企业概况及自然条件，通过比对提出了环保治理可行性方案，为今后环保工作提供重要的技术支持。
关键词：镁砂窑；粉尘污染；治理探讨；
中图分类号：E835.7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
Abstract Small-scale magnesia shaft kiln has become a kind of airpollution source in LiaoNan area, in this paper through a survey on pollution status of magnesia kiln in HaiCheng，general situation of magnesia industry and natural condition were introduced，furthermore some rational countermeasures against dust pollution，which is aroused from magnesia industry，was put forward.
1．海城市镁砂窑企业概况
1.1区域地质概况
海城地区菱镁矿矿床均位于华北地台、胶辽地块，该矿床在营口～宽甸古隆的北侧、草河口偏北西段。区内岩石受到剧烈构造变动和受到不同程度混合岩化作用，主要由古老的变质岩石组成。菱镁矿矿床主要位于大石桥三段地层中，海城五个乡镇的菱镁矿均在圣水寺～金家堡含矿带中，矿层位于大石桥组碳酸岩地层中，主要岩石有大理石、白云大理岩、菱镁大理岩、透内适辉岩、变粒岩等组成〔1〕。
1.2镁砂带及镁砂窑分布
圣水寺～金家堡矿带以北东－南西方向分布，长约35km，平均宽约5km，穿越马风、析木、牌楼、八里、英落等五个乡镇。五个乡镇充分利用地方优势，大办镁砂企业，促进了农村经济的腾飞。但菱镁矿在同一地质环境中矿带品位贫富不一，品位高地段，镁砂窑数量多而密集，如：牌楼、八里、英落三镇矿石品位高，镁砂分布多而密，马风、析木两镇矿产资源相对较少。
1.3镁砂企业及窑炉数
海城市境内现有镁砂企业98家，其中牌楼镇42家、八里镇15家、英落镇21家、析木镇5家、马风镇12家、毛祁镇3家。共有镁砂窑1317座，年实际生产各窑炉日产量如下：重烧窑25t、轻烧窑14t、中档窑30t，高纯窑30t按生产300d计算，全年大约可生产1200万吨镁砂产品。
2.镁砂窑污染现状
2.1生产工艺流程排污分析
2.1.1重烧镁：菱镁石和焦炭分层装入竖窑中加热到1700℃产生氧化镁和二氧华碳，反应式如下：MgCO3Δ/1700℃MgO＋CO2↑。
2.1.2轻烧镁：菱镁石和焦炭装入反射窑中加热800℃～1000℃产生轻烧镁和二氧化碳，反应式如下：MgCO3Δ/800～1000℃ MgO+CO2↑。
2.1.3中档镁：菱镁石和焦炭装入竖窑中加热800℃～1000℃产生轻烧氧化镁，然后粉碎200目～250目，压制成球，再经加温1800℃后，生成重烧氧化镁，反应式：MgCO3Δ/800℃～1000℃MgO＋CO2个/粉碎（200目～250目）压制成球/成品球Δ/1800℃MgO〔2〕。
2.1.4高纯镁：轻烧氧化镁粉碎325目，压制成球，然后加热2000℃，生成高纯氧化镁，反应式MgO/粉碎（325目）/压制/成品球Δ/2000℃MgO。
2.2污染物排放种类和数量
污染物主要有煅烧过程中的烟尘和粉尘；煤或焦炭中S燃烧生成的SO2; 菱镁石分解产生的CO2和燃料燃烧产生的CO2、CO和NOX等。上述污染物中以烟尘和粉尘为主，按排污系数1t镁产品产生粉尘32kg初步估算，1200万t镁产品可产生粉尘38.4万t。
2.3污染危害
在镁砂生产过程中排出大量的含有MgO粉尘和SO2的烟尘，造成严重的环境污染。不仅污染了大气环境，同时使大气能见度降低，对生物影响也很大，使整个生态环境质量下降。由于镁砂窑分布的密集程度不同，形成了八里镇、牌楼镇和英落镇三大烟尘区。含MgO粉尘降落到地表改变了土壤的理化性质，造成农作物和果树的大量减产。含MgO粉尘污染最近的牌楼镇金家卜村小学生体检中发现，皮肤干燥度和上呼吸道感染情况均高于其他小学。
3．综合污染防治对策
3.1主要环保问题及治理难点
镁砂窑生产存在的主要环保问题是严重的粉尘污染，造成这一问题的直接原因在于生产工艺简单落后、设备陈旧、原料、燃料消耗量高，无组织排放，粗放式生产经营等方面。上述问题使得粉尘治理存在极大的难度，由于出窑粉尘浓度高，需要97.5％以上的除尘效率才能达标排放。含MgO粉尘遇湿发粘，使布袋除尘设备失灵，如果采用湿式除尘存在难以解决的结垢问题，并且废气出口温度不稳定，造成除尘系统不适应经常变化的情况，致使设备不能发挥正常效能。
3.2治理方案可行性探讨
根据镁砂窑多年生产实践和粉尘排放特点，经对多种除尘方案筛选后，认为以下几种方法比较切实可行。
3.2.1轻烧镁窑采用煤气发生炉技术
通過把燃料煤在煤气发生炉中产生的煤气加热菱镁矿石，改变了其原来菱镁矿石和煤混烧的生产方式，增加热效率近20%。使得菱镁矿石在加热过程中，能够受热均匀，反应平稳，既节约了能耗，又增加了产品的产量和质量，同时也大大降低了烟尘的排放浓度。
3.2.2 重烧镁窑采用静电除尘和旋风+水浴除尘技术
对其生产过程中产生的工业废气进行末端治理。静电除尘法优点是使用寿命长、除尘效率高、除尘效率可达到97%，而且易清理，但缺点是治理项目单一，只是能收集烟（粉）尘，而对其它污染因子无吸收能力；旋风+水浴除尘技术优点是对其产生的污染因子均有吸收作用，但日常运行费用高、吸收效率低、占地面积大、尤其是易产生二次污染。因大部分炉窑都分布在东部山区，厂区内水资源缺乏，运水难也给治理设备正常运转带来了很大的不便〔3～4〕。
3.2.3 电熔镁砂窑采用静电除尘、低压文丘里和脉冲布袋除尘技术
因为电熔镁砂窑在正常生产过程中，工业废气排放量相对稳定、污染因子单一，且烟气温度不高，所以大多数电熔镁砂窑采用的是脉冲布袋除尘技术。监测结果表明，该除尘器除尘效率可达97%，治理效果较为理想。缺点是冬季时，由于温差及工业废气湿度比较大，工业废气在排放过程中受车间内外温度差的影响，易结露，大大地降低了其除尘效率，甚至无法使用〔3～4〕。
3.2.4其它耐火窑炉主要指的是生产镁碳砖的隧道窑
由于该工艺在生产过程中工业废气排放量相对稳定，但烟气温度较高，现采用先冷却后喷淋再碱式吸收的治理方法，从监测数据上分析，该除尘器在除尘和脱硫效率上相对稳定，效果较为理想。
4结语
总之，包括海城市在内的辽南地区，有举世闻名的镁砂资源，如何发挥资源优势，抢占国际市场，在保护好生态环境问题上，有关部门必须尽快加强对镁砂企业的宏观调控、合理布局，随着环保产业的发展和治理技术水平的提高，逐渐采用节约化的新型镁砂生产方式；以创建国家森林城市为载体，全面推进城乡造林绿化，推进“护绿”“造绿”〔5〕工程，坚持建、管、治相结合，改善海城市的生态环境，使海城市的青山工程真正见实效。
参考文献
[1] 高明岩，靳春，刘青，等.海城年鉴[R].辽宁沈阳，沈阳市印刷研究所，2009.
[2] 宋建华，邵启宏.《海城市重烧镁砂窑烟气治理电除尘应用运行技术经济评估报告》[R].辽宁海城：海城市鑫鑫印刷厂，2006.
[3] 梁兰.重烧镁窑除尘技术的研究[R].辽宁海城：海城市兴盛印刷厂，2006.
[4] 于德洋.鞍山市电熔镁、重烧镁治理措施的研究[R].辽宁鞍山：鞍山南方商务印刷厂，2002.
[5] 张国巍，刘淼.鞍山成为全省青山工程示范市[N].鞍山日报，2011-10-09（AO1）.
关键词：镁砂窑；粉尘污染；治理探讨；
中图分类号：E835.7文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
Abstract Small-scale magnesia shaft kiln has become a kind of airpollution source in LiaoNan area, in this paper through a survey on pollution status of magnesia kiln in HaiCheng，general situation of magnesia industry and natural condition were introduced，furthermore some rational countermeasures against dust pollution，which is aroused from magnesia industry，was put forward.
1．海城市镁砂窑企业概况
1.1区域地质概况
海城地区菱镁矿矿床均位于华北地台、胶辽地块，该矿床在营口～宽甸古隆的北侧、草河口偏北西段。区内岩石受到剧烈构造变动和受到不同程度混合岩化作用，主要由古老的变质岩石组成。菱镁矿矿床主要位于大石桥三段地层中，海城五个乡镇的菱镁矿均在圣水寺～金家堡含矿带中，矿层位于大石桥组碳酸岩地层中，主要岩石有大理石、白云大理岩、菱镁大理岩、透内适辉岩、变粒岩等组成〔1〕。
1.2镁砂带及镁砂窑分布
圣水寺～金家堡矿带以北东－南西方向分布，长约35km，平均宽约5km，穿越马风、析木、牌楼、八里、英落等五个乡镇。五个乡镇充分利用地方优势，大办镁砂企业，促进了农村经济的腾飞。但菱镁矿在同一地质环境中矿带品位贫富不一，品位高地段，镁砂窑数量多而密集，如：牌楼、八里、英落三镇矿石品位高，镁砂分布多而密，马风、析木两镇矿产资源相对较少。
1.3镁砂企业及窑炉数
海城市境内现有镁砂企业98家，其中牌楼镇42家、八里镇15家、英落镇21家、析木镇5家、马风镇12家、毛祁镇3家。共有镁砂窑1317座，年实际生产各窑炉日产量如下：重烧窑25t、轻烧窑14t、中档窑30t，高纯窑30t按生产300d计算，全年大约可生产1200万吨镁砂产品。
2.镁砂窑污染现状
2.1生产工艺流程排污分析
2.1.1重烧镁：菱镁石和焦炭分层装入竖窑中加热到1700℃产生氧化镁和二氧华碳，反应式如下：MgCO3Δ/1700℃MgO＋CO2↑。
2.1.2轻烧镁：菱镁石和焦炭装入反射窑中加热800℃～1000℃产生轻烧镁和二氧化碳，反应式如下：MgCO3Δ/800～1000℃ MgO+CO2↑。
2.1.3中档镁：菱镁石和焦炭装入竖窑中加热800℃～1000℃产生轻烧氧化镁，然后粉碎200目～250目，压制成球，再经加温1800℃后，生成重烧氧化镁，反应式：MgCO3Δ/800℃～1000℃MgO＋CO2个/粉碎（200目～250目）压制成球/成品球Δ/1800℃MgO〔2〕。
2.1.4高纯镁：轻烧氧化镁粉碎325目，压制成球，然后加热2000℃，生成高纯氧化镁，反应式MgO/粉碎（325目）/压制/成品球Δ/2000℃MgO。
2.2污染物排放种类和数量
污染物主要有煅烧过程中的烟尘和粉尘；煤或焦炭中S燃烧生成的SO2; 菱镁石分解产生的CO2和燃料燃烧产生的CO2、CO和NOX等。上述污染物中以烟尘和粉尘为主，按排污系数1t镁产品产生粉尘32kg初步估算，1200万t镁产品可产生粉尘38.4万t。
2.3污染危害
在镁砂生产过程中排出大量的含有MgO粉尘和SO2的烟尘，造成严重的环境污染。不仅污染了大气环境，同时使大气能见度降低，对生物影响也很大，使整个生态环境质量下降。由于镁砂窑分布的密集程度不同，形成了八里镇、牌楼镇和英落镇三大烟尘区。含MgO粉尘降落到地表改变了土壤的理化性质，造成农作物和果树的大量减产。含MgO粉尘污染最近的牌楼镇金家卜村小学生体检中发现，皮肤干燥度和上呼吸道感染情况均高于其他小学。
3．综合污染防治对策
3.1主要环保问题及治理难点
镁砂窑生产存在的主要环保问题是严重的粉尘污染，造成这一问题的直接原因在于生产工艺简单落后、设备陈旧、原料、燃料消耗量高，无组织排放，粗放式生产经营等方面。上述问题使得粉尘治理存在极大的难度，由于出窑粉尘浓度高，需要97.5％以上的除尘效率才能达标排放。含MgO粉尘遇湿发粘，使布袋除尘设备失灵，如果采用湿式除尘存在难以解决的结垢问题，并且废气出口温度不稳定，造成除尘系统不适应经常变化的情况，致使设备不能发挥正常效能。
3.2治理方案可行性探讨
根据镁砂窑多年生产实践和粉尘排放特点，经对多种除尘方案筛选后，认为以下几种方法比较切实可行。
3.2.1轻烧镁窑采用煤气发生炉技术
通過把燃料煤在煤气发生炉中产生的煤气加热菱镁矿石，改变了其原来菱镁矿石和煤混烧的生产方式，增加热效率近20%。使得菱镁矿石在加热过程中，能够受热均匀，反应平稳，既节约了能耗，又增加了产品的产量和质量，同时也大大降低了烟尘的排放浓度。
3.2.2 重烧镁窑采用静电除尘和旋风+水浴除尘技术
对其生产过程中产生的工业废气进行末端治理。静电除尘法优点是使用寿命长、除尘效率高、除尘效率可达到97%，而且易清理，但缺点是治理项目单一，只是能收集烟（粉）尘，而对其它污染因子无吸收能力；旋风+水浴除尘技术优点是对其产生的污染因子均有吸收作用，但日常运行费用高、吸收效率低、占地面积大、尤其是易产生二次污染。因大部分炉窑都分布在东部山区，厂区内水资源缺乏，运水难也给治理设备正常运转带来了很大的不便〔3～4〕。
3.2.3 电熔镁砂窑采用静电除尘、低压文丘里和脉冲布袋除尘技术
因为电熔镁砂窑在正常生产过程中，工业废气排放量相对稳定、污染因子单一，且烟气温度不高，所以大多数电熔镁砂窑采用的是脉冲布袋除尘技术。监测结果表明，该除尘器除尘效率可达97%，治理效果较为理想。缺点是冬季时，由于温差及工业废气湿度比较大，工业废气在排放过程中受车间内外温度差的影响，易结露，大大地降低了其除尘效率，甚至无法使用〔3～4〕。
3.2.4其它耐火窑炉主要指的是生产镁碳砖的隧道窑
由于该工艺在生产过程中工业废气排放量相对稳定，但烟气温度较高，现采用先冷却后喷淋再碱式吸收的治理方法，从监测数据上分析，该除尘器在除尘和脱硫效率上相对稳定，效果较为理想。
4结语
总之，包括海城市在内的辽南地区，有举世闻名的镁砂资源，如何发挥资源优势，抢占国际市场，在保护好生态环境问题上，有关部门必须尽快加强对镁砂企业的宏观调控、合理布局，随着环保产业的发展和治理技术水平的提高，逐渐采用节约化的新型镁砂生产方式；以创建国家森林城市为载体，全面推进城乡造林绿化，推进“护绿”“造绿”〔5〕工程，坚持建、管、治相结合，改善海城市的生态环境，使海城市的青山工程真正见实效。
参考文献
[1] 高明岩，靳春，刘青，等.海城年鉴[R].辽宁沈阳，沈阳市印刷研究所，2009.
[2] 宋建华，邵启宏.《海城市重烧镁砂窑烟气治理电除尘应用运行技术经济评估报告》[R].辽宁海城：海城市鑫鑫印刷厂，2006.
[3] 梁兰.重烧镁窑除尘技术的研究[R].辽宁海城：海城市兴盛印刷厂，2006.
[4] 于德洋.鞍山市电熔镁、重烧镁治理措施的研究[R].辽宁鞍山：鞍山南方商务印刷厂，2002.
[5] 张国巍，刘淼.鞍山成为全省青山工程示范市[N].鞍山日报，2011-10-09（AO1）.