民爆企業(yè)廢氣排放現(xiàn)狀及治理措施研究

劉慶華，劉建新

（新時(shí)代民爆（遼寧）股份有限公司，遼寧 阜新 123003）

1 某民爆企業(yè)概況

某民爆企業(yè)位于我國北方，主要生產(chǎn)乳化炸藥、水膠炸藥、工業(yè)電雷管、導(dǎo)爆管雷管等民爆產(chǎn)品。民爆企業(yè)在國民生產(chǎn)中占有重要地位，但是民爆企業(yè)[1-3]在發(fā)展的同時(shí)，也帶來了一系列的環(huán)境問題。生產(chǎn)過程中的廢氣排放問題日益嚴(yán)重，就該廠廢氣排放現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)一步提出有效的治理措施。

2 民爆企業(yè)廢氣排放現(xiàn)狀

該民爆企業(yè)產(chǎn)生的廢氣可分為有組織排放和無組織排放兩種，有組織排放的廢氣為稀硝酸配制過程中產(chǎn)生的硝煙，無組織排放的廢氣主要是民爆產(chǎn)品制造過程中產(chǎn)生的少量粉塵無組織排放、DDNP（二硝基重氮酚）制造過程中產(chǎn)生的硫化氫無組織排放、炸藥爆炸試驗(yàn)塔和銷毀場(chǎng)工作時(shí)產(chǎn)生的爆炸煙氣無組織排放、硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地濃硝酸儲(chǔ)罐產(chǎn)生的硝煙無組織排放和一甲胺儲(chǔ)存場(chǎng)地一甲胺儲(chǔ)罐產(chǎn)生的一甲胺無組織排放[4-6]。

2.1 稀硝酸配制產(chǎn)生的硝煙

該企業(yè)在制造水膠炸藥生產(chǎn)所需硝酸甲胺過程中，需要將98%的濃硝酸配制成45%的稀硝酸，在配制過程會(huì)有硝煙產(chǎn)生。正常工況下每天進(jìn)行一次配酸操作，操作時(shí)間持續(xù)1 h/次。所用濃硝酸量約為3 t/次，配成的稀硝酸量約為6～7 t/次。

設(shè)置硝煙吸收罐對(duì)配酸過程產(chǎn)生的硝煙進(jìn)行吸收處理。由于硝煙的主要成分為NO2，NO2可與水反應(yīng)生成硝酸，所以用水作為吸收液，用水量約為0.7 t/次。每次配酸結(jié)束后將使用過的吸收液通過加水管加入到稀硝酸罐內(nèi)以備第二日配酸使用，不外排。

因?yàn)橄跛嵩谌照栈蚣訜岬那闆r下容易分解生成NO2，所以本項(xiàng)目在硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地的儲(chǔ)罐頂部設(shè)置遮擋棚，以防止儲(chǔ)罐日曬升溫，從而減少NO2的產(chǎn)生量，因此在配酸過程中NO2的產(chǎn)生量較少。同時(shí)，由于每次配酸過程中吸收液的使用量相對(duì)NO2的產(chǎn)生量大大過量，所以可以保證硝煙吸收罐的吸收效率在99%以上。硝煙吸收罐外部連有風(fēng)機(jī)（風(fēng)量為3000 m3/h），根據(jù)硝煙吸收罐的吸收效率和風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可得硝煙吸收罐排氣筒中氮氧化物的外排濃度為20 mg/m3，排放速率為0.06 kg/h。

2.2 粉塵無組織排放

該民爆企業(yè)使用的各種物料均為密閉儲(chǔ)存及運(yùn)輸，生產(chǎn)過程中全部使用密閉性能好的容器及設(shè)備進(jìn)行混合與攪拌，配方中加入改性劑等成分可抑制粉塵的飄散，乳化炸藥和水膠炸藥等產(chǎn)品在制作過程中物料基本為液態(tài)或半固態(tài)，粘性較大，因此物料散落量很少，同時(shí)由于所用的各種粉料顆粒及密度均較大，并且根據(jù)民爆產(chǎn)品的特殊性，各生產(chǎn)工房?jī)?nèi)部地面需要保持潮濕，因此各種粉料相對(duì)不易飄散，所以粉塵無組織排放量很小，只有在裝藥包裝工房會(huì)有少量粉塵無組織排放。

根據(jù)物料平衡分析結(jié)果，同時(shí)類比同類廠家的數(shù)據(jù)，在炸藥裝藥包裝過程中粉塵無組織排放量約為0.01 kg/h；工業(yè)電雷管生產(chǎn)線的基礎(chǔ)雷管裝填及裝配過程中粉塵無組織排放量約為0.005 kg/h；導(dǎo)爆管雷管生產(chǎn)線的基礎(chǔ)雷管裝填及裝配過程中粉塵無組織排放量約為0.005 kg/h。

2.3 硫化氫無組織排放

在DDNP（二硝基重氮酚）制造的中和反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體。根據(jù)中和反應(yīng)方程式，按照DDNP日產(chǎn)量90 kg、DDNP的實(shí)際得率為80%（以苦味酸計(jì)）可以計(jì)算：硫化氫的產(chǎn)生量約9.6 kg/d，產(chǎn)生量約2.4 t/a。

在中和罐上蓋設(shè)有抽風(fēng)管路，生產(chǎn)時(shí)離心機(jī)始終保持開啟狀態(tài)（風(fēng)量為1800 m3/h），可隨時(shí)將中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的硫化氫廢氣抽至堿液吸收罐內(nèi)，抽風(fēng)管路直接插入堿液吸收罐內(nèi)的8%的氫氧化鈉堿液中（用量為147 kg），硫化氫廢氣在堿液吸收罐內(nèi)直接與氫氧化鈉堿液發(fā)生中和反應(yīng)，生成14%的硫化鈉水溶液157 kg。每日生產(chǎn)結(jié)束后將該硫化鈉水溶液放入DDNP制造工序中的硫化鈉沉淀槽內(nèi)，與新配制的硫化鈉溶液共同用于DDNP制造工序。

因此，按照中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的硫化氫99.5%都可以被堿液吸收系統(tǒng)處理計(jì)算，則硫化氫的無組織排放量為0.012 t/a，即0.006 kg/h。

2.4 爆炸煙氣無組織排放

在炸藥產(chǎn)品檢驗(yàn)和廢品銷毀過程中會(huì)產(chǎn)生煙氣（由于雷管和導(dǎo)爆索中炸藥量較少，因此在檢驗(yàn)和銷毀過程中產(chǎn)生的爆炸煙氣量很少，基本可以忽略不計(jì)），根據(jù)以前的實(shí)測(cè)值，每千克炸藥爆炸產(chǎn)生的爆炸煙氣不大于30 L（標(biāo)況下），其中煙氣的成分以水蒸氣為主，另外還有少量的碳氧化物和氮氧化物，三者所占比例分別為90%、5%和5%。

平均每天檢驗(yàn)用炸藥量為22 kg，銷毀量為70 kg，炸藥檢驗(yàn)在炸藥生產(chǎn)區(qū)的爆炸試驗(yàn)塔進(jìn)行，炸藥銷毀在銷毀及周轉(zhuǎn)庫區(qū)的銷毀場(chǎng)進(jìn)行，所有檢驗(yàn)和銷毀操作在8 h內(nèi)完成，因此本項(xiàng)目炸藥產(chǎn)品檢驗(yàn)過程產(chǎn)生的爆炸煙氣中碳氧化物的無組織排放量為0.008 kg/h，氮氧化物的無組織排放量為0.008 kg/h；廢品銷毀過程產(chǎn)生的爆炸煙氣中碳氧化物的無組織排放量為0.03 kg/h，氮氧化物的無組織排放量為0.03 kg/h。

2.5 硝煙無組織排放

在炸藥生產(chǎn)區(qū)設(shè)置硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地，新建2臺(tái)40 m3的常溫常壓濃硝酸儲(chǔ)罐來儲(chǔ)存98%濃硝酸。無組織排放主要是管線、閥門連接處的無組織泄漏和罐區(qū)進(jìn)料過程中及呼吸作用的排氣損失。類比同類儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)，硝煙無組織排放量約為0.002 kg/h。

2.6 一甲胺無組織排放

在炸藥生產(chǎn)區(qū)設(shè)置一甲胺儲(chǔ)存場(chǎng)地，新建2臺(tái)60 m3的常溫常壓一甲胺儲(chǔ)罐用來儲(chǔ)存40%一甲胺溶液。由40%一甲胺溶液的理化特性可知，一甲胺溶液具有氨氣味，無組織排放主要是管線、閥門連接處的無組織泄漏和罐區(qū)進(jìn)料過程中及呼吸作用的排氣損失。類比同類儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)，一甲胺無組織排放量約為0.005 kg/h。

該民爆企業(yè)廢氣污染物排放情況見表1。

表1 某民爆企業(yè)廢氣污染物排放情況一覽

3 民爆企業(yè)廢氣防治措施及建議

該民爆企業(yè)產(chǎn)生的廢氣可分為有組織排放和無組織排放兩種，針對(duì)廢氣排放的現(xiàn)狀，進(jìn)一步提出的廢氣防治措施主要包括以下幾方面：

3.1 有組織排放廢氣的污染防治措施

新建硝煙吸收罐對(duì)稀硝酸配制過程中產(chǎn)生的硝煙進(jìn)行吸收處理，處理工藝流程見圖1：

圖1 新建硝煙吸收罐工藝流程

新建硝煙吸收罐位于硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地的硝煙吸收間內(nèi)，吸收間占地面積12 m2，內(nèi)部地面采用耐酸聚酯砂漿地面。正常工況下每天進(jìn)行一次配酸操作，每次操作時(shí)間持續(xù)1 h。所用濃硝酸量約為3 t/次，配成的稀硝酸量約為6～7 t/次。每次配酸結(jié)束后將使用過的吸收液通過加水管加入到稀硝酸罐內(nèi)以備第二日配酸使用，不外排。

由于硝煙中的主要成分為二氧化氮，而且二氧化氮可與水反應(yīng)生成硝酸 (反應(yīng)方程式：4NO2+2H2O+O2=4HNO3)，所以新建硝煙吸收罐采用水為吸收液，每天用水量為0.7 t。因?yàn)橄跛嵩谌照栈蚣訜岬那闆r下容易分解生成NO2，本項(xiàng)目在硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地的儲(chǔ)罐頂部設(shè)置遮擋棚，可防止儲(chǔ)罐日曬升溫，從而減少NO2的產(chǎn)生量；另外濃硝酸加入管伸入到稀硝酸罐底部，可以有效防止?jié)庀跛岬娘w濺而減少硝煙的產(chǎn)生，因此在配酸過程中NO2的產(chǎn)生量較少。同時(shí)，由于每次配酸過程中吸收液的使用量相對(duì)NO2的產(chǎn)生量大大過量，所以可以保證硝煙吸收罐的吸收效率在99%以上，可將絕大部分硝煙吸收。

新建硝煙吸收罐為圓柱狀結(jié)構(gòu)（尺寸為Φ1.7×2 m），底部為吸收液段，高度大約為0.3 m，同時(shí)設(shè)有硝煙進(jìn)入口吸收液的排出口；中部為填料段，填料段的體積約為2.7 m3，本項(xiàng)目采用Φ50 mm的瓷環(huán)為填料，瓷環(huán)在填料段無規(guī)則堆放，可以大大增加二氧化氮與吸收液的接觸面積和時(shí)間，使二氧化氮通過瓷環(huán)與吸收液充分接觸，以保證吸收反應(yīng)的充分進(jìn)行；頂部設(shè)有吸收液的加入口和廢氣排出口。

具體操作過程為：將硝煙吸收罐外部的酸泵打開，將吸收液從吸收罐頂部的吸收液加入口加入，并在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)；打開吸收罐頂部的風(fēng)機(jī)開始配酸。將一定量的水通過水加入管加入到稀酸罐內(nèi)，然后將98%濃硝酸通過伸入到稀酸罐底部的濃硝酸加入管加入到稀酸罐內(nèi)，濃硝酸加入管伸入到稀硝酸罐底部可以有效防止?jié)庀跛岬娘w濺而減少硝煙的產(chǎn)生，產(chǎn)生的少量硝煙將通過稀硝酸罐頂部的硝煙管路輸送到硝煙吸收罐內(nèi)，硝煙從吸收罐底部的硝煙進(jìn)入口進(jìn)入硝煙吸收罐，在填料段與頂部流下的吸收液逆流接觸并發(fā)生反應(yīng)，瓷環(huán)填料的設(shè)置使二氧化氮與吸收液的接觸時(shí)間和接觸面積都大大增加，反應(yīng)也進(jìn)行得十分充分，所以產(chǎn)生的少量硝煙得以凈化。最終產(chǎn)生的廢氣通過吸收罐外部的5 m高排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

3.2 無組織排放廢氣的污染防治措施

保持各生產(chǎn)線的裝藥包裝工房衛(wèi)生及加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、嚴(yán)格的生產(chǎn)管理是減少無組織排放的有效手段。具體為：

（1）硫化氫廢氣的污染防治措施

在DDNP（二硝基重氮酚）制造的中和反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體，擬采用堿液吸收系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生的硫化氫氣體進(jìn)行處理，具體為：在中和罐上蓋設(shè)有抽風(fēng)管路，生產(chǎn)時(shí)離心機(jī)始終保持開啟狀態(tài)（風(fēng)量保持1800 m3/h），即可隨時(shí)將中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的硫化氫廢氣抽至堿液吸收罐內(nèi)（堿液吸收罐規(guī)格為φ800 mm×800 mm，采用8%濃度的氫氧化鈉溶液為吸收液，根據(jù)反應(yīng)方程式可以計(jì)算堿液量為147 kg），抽風(fēng)管路直接插入堿液吸收罐內(nèi)氫氧化鈉堿液中，硫化氫廢氣即可與氫氧化鈉堿液發(fā)生中和反應(yīng)，生成14%的硫化鈉水溶液157 kg。每日生產(chǎn)結(jié)束后將該硫化鈉水溶液放入DDNP制造工序中的硫化鈉沉淀槽內(nèi)，與新配制的硫化鈉溶液共同用于DDNP制造工序。

因此，按照本項(xiàng)目中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的硫化氫99%都可以被堿液吸收系統(tǒng)處理計(jì)算，則硫化氫的無組織排放量很小，全部無組織排放量為0.02 t/a。

（2）生產(chǎn)中使用的各種物料均為密閉儲(chǔ)存和運(yùn)輸，從而可將無組織排放量降到最低；生產(chǎn)過程中全部使用密閉性好的容器及設(shè)備進(jìn)行混合與攪拌，因此物料散落量很少，從而可將無組織排放量降到最低。

（3）該企業(yè)所用的各種粉料顆粒及密度均較大，相對(duì)不易飄散，所以本項(xiàng)目的粉塵無組織排放量很小。保持工房衛(wèi)生，對(duì)產(chǎn)生的落地藥及時(shí)清掃，并對(duì)地面進(jìn)行清洗，從而減少了粉塵的無組織排放量。產(chǎn)生的清洗廢水排入工房外的隔油沉淀池。

（4）生產(chǎn)工房?jī)?nèi)各種生產(chǎn)原料及中間產(chǎn)品的取用量及周轉(zhuǎn)量均須滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在保證安全操作要求的同時(shí)也可以將無組織排放量減??；加強(qiáng)對(duì)各生產(chǎn)工房的通風(fēng)，加強(qiáng)空氣流通。

（5）所有機(jī)泵、管道、閥門等連接部位、運(yùn)轉(zhuǎn)部分、密封點(diǎn)部位都應(yīng)連接牢固，做到嚴(yán)密、不滲、不漏、不跑氣；對(duì)于炸藥爆炸試驗(yàn)塔和銷毀場(chǎng)要嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行，每次的試驗(yàn)和銷毀品種及試驗(yàn)和銷毀數(shù)量均要滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以減少爆炸煙氣的無組織排放量。

（6）在硝酸儲(chǔ)存場(chǎng)地和一甲胺儲(chǔ)存場(chǎng)地的儲(chǔ)罐頂部設(shè)置遮擋棚，可以防止日光照射引起的儲(chǔ)罐內(nèi)物料無組織排放量增加；濃硝酸和一甲胺均采用拱頂罐，在很大程度上減少了儲(chǔ)罐的大小呼吸。同時(shí)各儲(chǔ)罐頂部的呼吸閥只在裝卸物料時(shí)打開，平時(shí)關(guān)閉，可以減少儲(chǔ)罐內(nèi)硝煙和一甲胺的無組織排放。

（7）加強(qiáng)廠區(qū)管線系統(tǒng)的保養(yǎng)，避免因硝酸和一甲胺泄漏事故而對(duì)大氣環(huán)境造成事故性污染；加強(qiáng)廠區(qū)綠化，綠化帶以圍繞廠區(qū)及無組織排放源為宜，以盡可能減少項(xiàng)目污染源對(duì)外界的影響。

4 結(jié)語

民爆企業(yè)的環(huán)境問題日漸凸顯，廢氣污染是造成環(huán)境污染的一個(gè)重要因素；對(duì)民爆企業(yè)產(chǎn)生的廢氣采取有效的處理措施有利于環(huán)境保護(hù)工作的開展。綜上所述，廢氣污染物經(jīng)上述方法處理后，各污染物的無組織排放量可以降到最低，能夠達(dá)到治理要求，符合相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 崔崗，徐天桂.乘勢(shì)借力，再推民爆產(chǎn)品質(zhì)量上臺(tái)階[J].煤礦爆破，2011（2）：1-4.

[2] 郭成林.西部民爆驚現(xiàn)“滅跡式”改制資產(chǎn)放大10倍借道雷鳴科化“上市”[N].上海證券報(bào)，2012-02-21（F12）.

[3] 楊書林，孫光金，支斌，等.國控化工：民爆行業(yè)的整合者[N].中國經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)，2012-07-18（007）.

[4] 李培榮.加強(qiáng)民爆物品管理[N].人民公安報(bào)，2011-02-11（002）.

[5] 王艷平，崔崗，吳明勝.2011年民爆行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析及對(duì)策研究[J].煤礦爆破，2012（1）：4-6，21.

[6] 王艷平，崔崗，曹長(zhǎng)城，等.提高民爆行業(yè)安評(píng)質(zhì)量的對(duì)策探討[J].煤礦爆破，2012（1）：1-3.