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鎂質耐火材料發展迅速 清潔生產成突破口

時間:2017-12-04 15:40 來源:耐火磚廠家點擊:

通過對某鎂制耐火材料生產企業開展清潔生產審核的實例分析,闡述了清潔生產的審核過程和審核思路,并對照地方清潔生產標準對實施效果進行了對比分析,為同類企業開展清潔生產審核工作提供了經驗,并指出高能耗、重污染、整體水平相對較低的鎂質耐火材料行業實施清潔生產潛力很大。

鎂質耐火材料發展迅速 清潔生產成突破口

1 引言

鎂質耐火材料是高溫工業的重要基礎材料和支撐材料,約70%的鎂質耐火材料用于鋼鐵工業,其余用于有色冶煉、建材、石油、化工等高溫行業。近20年以來,在高溫行業快速發展的推動下,鎂質耐火材料行業取得了長足的發展和進步。

菱鎂礦是我國的優勢資源之一,其儲量、鎂質耐火材料生產量及出口量均居世界首位,其中遼寧儲量為豐富,約占全國總儲量的85%,遼寧鎂質耐火材料占全國總量的40%以上。從20世紀80年代開始,遼寧鎂質材料行業走過了一條無序生產、工藝水平低下、環保意識淡薄的發展之路,造成了嚴重的資源浪費和環境污染。開采過程中有30%~40%的礦石未被有效利用,綜合利用率不到30%,大量的粉塵和溫室氣體排放成為發展低碳經濟、節能減排的瓶頸。另外,低端產品的產能過剩、無序競爭和高端產品研發不足等問題也制約了行業的健康發展。因此,亟須尋求一種能夠實現節能、降耗、減污、增效的發展方式,而以維持生產過程的經濟性和環境友好為目的的清潔生產,無疑是增加生產過程生態效率并減少人類及環境風險的有效方式。

清潔生產是一種新的創造性的思想,它將整體預防的環境戰略持續應用于生產全過程,在做到提高企業效益的同時,盡可能減少人類及環境的風險,達到節能、降耗、減污、增效的目的。對鎂質耐火材料行業而言,為了行業健康有序地發展,推進實施清潔生產成為必然的選擇。我國目前還沒有相關統一的規范和標準,為了推進鎂質耐火材料行業的清潔生產審核工作,2012年12月,遼寧省正式發布了地方標準《清潔生產標準鎂質耐火材料行業(輕燒氧化鎂、燒結鎂砂和電熔鎂砂)》(DB21/T2051-2012),為該行業生產過程的環境保護工作提供技術和管理依據。
2 企業案例

本文以遼寧省內某家鎂制品耐火材料生產企業為例,對該行業實施清潔生產審核的步驟及特點予以介紹,并且通過與遼寧省地方標準的對比,分析清潔生產的實施效果。

2.1 生產企業概況

該企業現有菱鎂礦礦山2處,儲量2億多噸。擁有高純油豎窯5座、中檔鎂砂窯3座、重燒鎂砂窯6座、輕燒反射窯26座、小粒度生產線2條。隨著市場需求量的增加,該企業進行集團化運作,目前總體的主要產品及規模為:年產90萬t輕燒鎂粉、年產25萬t高純鎂砂、年產10萬t低檔鎂砂、年產10萬t中檔鎂砂、年產10萬t電熔鎂砂。該廠采用一段及兩段式煤氣發生爐作為輕燒鎂窯供應燃料,采用液體燃料機械化豎窯煅燒工藝生產燒結鎂砂,采用開啟式電熔爐工藝生產電熔鎂砂,工藝技術處于國內平均水平,同時都配備了靜電或布袋除塵設施、降噪設施。

2.2 企業清潔生產水平及存在問題

通過核查及對比遼寧省地方標準《清潔生產標準鎂質耐火材料行業(輕燒氧化鎂、燒結鎂砂和電熔鎂砂)》(DB21/T2051-2012),發現該企業各產品的主要清潔生產指標基本處于國內平均水平,各項指標值仍有改進的空間。企業實際情況與輕燒氧化鎂清潔生產指標的比較見表1。

企業實際情況與燒結鎂砂(MS97)清潔生產指標的比較見表2。

企業實際情況與電熔鎂砂清潔生產指標的比較見表3。

表3從表1~3中可以看到,該企業的主要生產工藝裝備還有待改進,各項產品的綜合能耗和污染物產生量普遍偏高,余熱利用率較低。初步分析有以下幾方面原因:(1)在原輔材料儲運、計量和投加過程中存在物料流失和逸散現象,部分環節缺少必要的防治措施,如除塵設備不完善等。(2)部分設備缺乏必要的日常維護保養,存在破損現象,部分設備故障率偏高。(3)物料的輸送、投加等作業在過程控制上還存在一定的問題,如存在空載和參數控制不當等現象,需要進一步完善。(4)部分崗位操作規程可操作性較差,管理制度不完善,執行力度不夠。(5)企業員工的崗位操作技能及對清潔生產的認識還有待進一步加強。這些方面是該企業進行清潔生產時需要關注的地方。

2.3 確定審核重點

該企業下設輕燒鎂分廠、電熔鎂分廠、高純鎂分廠、中檔鎂砂分廠、低檔鎂砂分廠。各分廠的物耗、能耗及污染物排放情況見表4。

企業清潔生產審核小組根據表4提供的數據和信息,結合有關環保要求、企業發展規劃及各車間目前的生產實際,就廢棄物數量、廢棄物毒性、主要消耗、環境代價、清潔生產潛力和車間積極性各項因素進行打分,并利用權重總和記分排序法對各備選審核重點進行了分析,后將輕燒分廠確定為本輪審核的重點。

3 清潔生產方案

3.1 清潔生產評估

通過對輕燒分廠的物料平衡、水平衡、熱平衡和監測數據的分析,發現輕燒分廠的電耗、綜合能耗指標優于國內先進水平,煤耗指標、原料利用率指標以及無組織粉塵排放指標還具有一定的改進空間和清潔生產潛力。其中煤耗和原料利用率低的主要原因有:(1)輕燒分廠煅燒工序使用的一段式簡易煤氣發生爐屬于落后生產設備,燃燒效率低,氣化層溫度無監控控制裝置,燃煤未達到完全氣化便隨爐渣排出,窯內物料煅燒不徹底也會造成原料浪費;(2)進窯礦石為人工分選,存在很大的隨意性,致使入窯礦石的有效利用率低;(3)煤氣發生爐系統運行無自動化監測裝置,氣化過程在失調自然狀態下完成,如鼓風機風量偏大,氧化層中的超細粉塵隨煤氣一起進入輕燒窯燃燒室二次燃燒,配風不足時,燃燒不充分,未完全燃燒的煤氣隨廢氣一起排放,造成燃料損失、輕燒窯頂部有煤氣味和冒黑煙現象;(4)目前企業的下料方式是直接下料,經煅燒后的輕燒粉直接排到外環境中冷卻,一些欠燒料不能得到進一步分解。無組織粉塵排放量大的主要原因有:(1)在冷卻、篩分、破碎、包裝過程中,缺乏有效的粉塵捕集和抽風凈化設施;(2)缺乏有效的管理,野蠻操作嚴重,致使大量粉狀物料無組織排放到環境中和散落在地面上,經車輪碾壓后產生大量煙塵;(3)包裝袋存在老化或質量不合格問題,同時工作人員未能定期檢查包裝袋,導致包裝袋破損,使輕燒鎂粉散落到廠房地面上;(4)廠房密封不嚴,導致粉塵無組織擴散到廠房外,造成產品流失。

3.2 清潔生產方案的提出

本著“廢棄物在哪里產生?為什么產生?如何消除?”的審核思路,從影響生產過程的8個方面進行了全面審核,同時,在物料平衡和廢棄物產生原因分析基礎上,產生了一系列清潔生產方案。后,共產生清潔生產方案36項,其中無/低費方案32項,中/高費方案4項。4項中/高費方案分別為爐窯增設分解倉、以煤氣站替代分散煤氣發生爐、輕燒粉余熱回收利用、輕燒窯下料和篩分環節粉塵治理。在對中/高費方案進行了技術、環境和經濟方面的可行性分析的基礎上,對所有方案的經濟效益和環境效益進行了分析匯總,可以得到:方案實施后每年可節電661.2萬kW•h,節煤1.79萬t,節能折標煤1.62萬t,此外,還可以減少煙(粉)塵排放量624.4t,減排SO2309.2t,減排NO277.9t,年經濟效益可達到1500萬元左右。清潔生產方案對企業起到了很明顯的節能、降耗、減污、增效的作用。

3.3 清潔生產效果分析

該鎂制品耐火材料生產企業自2013年實施清潔生產以來,其各項清潔生產指標都得到了不同程度的改善,具體見表5。

通過36項清潔生產方案的實施,對照遼寧省地方標準《清潔生產標準鎂質耐火材料行業(輕燒氧化鎂、燒結鎂砂和電熔鎂砂)》,企業的清潔生產水平已由低于三級提升至三級水平。

清潔生產強調環境效益和經濟效益的統一,是一種全新的環境保護戰略,它強調從末端治理逐步轉向全過程控制,從生產過程、產品和服務的角度進行污染預防工作,從而實現小的環境影響、少的資源能源使用、的管理模式以及優化的經濟增長水平,終實現經濟的可持續發展,對企業生產者來說意義重大。同時,清潔生產還是一項持續性的工作,需要持續不斷地在改進企業管理、降低成本、提高產品質量和環境保護的過程中付出努力并取得進步。

4 結語

由于礦產資源的分布特點、行業整體生產水平較低以及先進技術的匱乏等原因,鎂質耐火材料行業是遼寧省具有地方特色的重污染工業。本文選取了遼寧省內具有代表性的一家鎂制品耐火材料生產企業,結合地方標準對其開展清潔生產審核的實施效果進行了對比分析,結果表明,本輪清潔生產審核工作產生了明顯的經濟效益和環境效益,企業的清潔生產水平有所提升,鎂質耐火材料行業的清潔生產潛力很大。



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