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【摘 要】对岩棉的工艺、污染防治措施进行阐述，探讨建筑用岩棉板在生产过程中的污染有效防治措施和清洁能源在岩棉生产中的应用。
关键词: 岩棉 熔制炉
建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例高达30%以上，发展节能减排和低碳经济的新型建筑材料刻不容缓。在建筑上使用岩棉制品进行保温符合低碳、节能、减排趋势。但是，岩棉在生产过程产生的污染也必须做好防治。本文针对岩棉生产过程中产生的污染物、采取的环保措施进行分析探讨。
一、概述
岩棉制品具有保温、吸音降噪和防火功能外，还具有优异的耐压缩、高荷载和抗老化及耐候性能，能够保证屋面系统内具有长效、稳定、保温、吸音降噪的功能。岩棉制品为无机材料构成，对环境没有污染，同时具有高强度、抗渗水等功能，与我们每个人生活息息相关。
二、岩棉主要用途
建筑用岩棉板主要用于建筑墙体、屋顶的保温隔音，建筑隔墙、防火墙、防火门和电梯井的防火和降噪。本文重点探讨建筑用岩棉板在生产过程中的污染的有效防治措施和清洁能源在岩棉生产中的前景。
三、目前国内岩棉生产工艺
岩棉熔制炉采用焦炭为燃料，把天然岩石如玄武岩、白云石等及矿渣等物料自岩棉熔制炉上方加入，经熔化、纤维化而制成的一种无机质纤维，纤维经过加工，可制成板、管、毡、带、纸等优质耐高温绝热吸声材料，用于建筑的绝热、防火、吸声、抗震等。
目前国内外主要用于岩棉生产的熔制炉有2种加热形式熔化原料，一种是以焦炭作为熔制炉燃料加热熔化，另一种是工业电作为能源加热。
（1）焦炭为燃料的熔制炉
焦炭为燃料的熔制炉主要包括带水冷夹套炉体、炉底门及液压开启装置、炉底放铁口及液压开启装置、鼓风口及风环、虹吸口、上部炉体、烟道口、加料口、液压站、料位仪等几部分组成。
优点：岩棉生产主体设备熔制炉采用焦炭为燃料，用于固化的热风炉采用天然气为燃料，该生产工艺在国内目前属于技术成熟稳定；配套除尘、脱硫等环保设备易于安装且稳定可靠，处理效果好；岩棉产品质量等级高；运营过程中故障率低等优点，是目前国内主流的岩棉生产工艺。
缺点：以焦炭为燃料的熔制炉相对于电炉有燃料污染，主要有氮氧化物，二氧化硫和烟尘，但新疆的电力主要是热电，通过燃烧煤炭发电也有污染，再把电转换为热能，热效率降低。焦炭通过焦化去除了煤炭中的挥发酚，煤焦油，硫等污染成分，作为燃料相对于煤炭更清洁一点。虽然燃烧焦炭和用电都有污染，但是使用电炉熔化原料对拟建项目所在区域没有燃料污染。
（2）使用电能的熔制炉
优点：岩棉生产主体设备熔制炉（电炉）采用电能，生产过程中污染小，更加环保，符合国家提倡的鼓励炉型。
缺点：主要污染环节为检修时的大气污染物无组织排放和废耐火砖排放。但是目前电炉熔制炉技术不成熟，目前处于发展阶段，由于加热方式不同，电炉炉体必须有耐火砖，耐火砖大约在炉子运行45天左右就会彻底报废，此时必须自然冷却降温，不能通过外部强制降温，若通过冷水或其他强制方式降温就会导致炉体损坏，降温时间与重新更换耐火砖且正常运行大概需要20天左右，即一年至少停产检修4次，不光是耽误生产（不能保证单条线每年达到设计生产规模），而且在更换耐火砖时必须把炉体打开，会有大气污染物不经处理事故排放，每次检修大约排放固废10t以上。根据库车市目前经济发展现状，不适合选择电炉。
由于电炉熔制炉技术不成熟，事故排污较频繁，因此选择最优方案一，采用焦炭为燃料熔制炉。
预计再经过短暂的的发展，电炉岩棉生产熔制炉技术即可成熟，届时可大力鼓励电炉熔制炉，减少生产过程中污染排放。
四、焦炭熔制炉成熟可靠的环保措施探讨
（1）废气处理措施
岩棉生产原料白云石、玄武岩、焦炭和矿渣自动称重后送入熔制炉加热熔化，以焦炭为燃料，主要污染物为燃烧过程产生的烟尘、NOx、SO2、CO，烟气温度为300℃左右。烟气中的烟尘主要来源于块状原料和焦炭中的少量灰尘以及焦炭中的未熔化灰分在烟气口被吹起部分。项目熔制炉烟气采用负压收集（收集率以100%计），经“旋风除尘+高温布袋除尘器+尾气焚烧炉+SNCR脱硝装置+双碱法脱硫系统”的处理装置处理后通过排气筒高空排放。旋风除尘+高温布袋除尘器除去大颗粒烟尘；尾气焚烧炉去除CO，尾气焚烧炉采用天然气点火助燃。该除尘工艺除尘效率大于99%，CO在尾气焚烧炉中去除率达100%，双碱法脱硫工艺SO2去除率可达95%以上。处理后颗粒物、SO2和NOx可以满足<关于印发《工业炉窑大气污染综合治理方案》的通知>（环大气[2019]56号）规定的最高允许排放浓度的要求。
集棉工序中由于酚醛树脂溶液喷洒到成纤纤维上，集棉室废气的主要成分为岩棉纤维粉尘、非甲烷总烃、苯酚和甲醛，采用板式过滤器+多级活性炭吸附装置进行处理后通过排气筒排放，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）新污染源大气污染物排放限值。
固化工序采取热风固化，热风由热风炉供给，热风炉所用燃料为天然气。热风炉燃天然气废气主要为烟尘、SO2、NOx，燃烧废气通过排气筒高空排放。固化工序温度为220~280°C之间，产生的污染物为棉尘、甲醛、苯酚、非甲烷总烃，经负压收集+板式过滤器+多级活性炭吸附装置处理后通过排气筒排放，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）新污染源大气污染物排放限值。
岩棉切割废气主要为粉尘，经布袋除尘器处理后通过排气简排放，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）新污染源大气污染物排放限值。
（2）废水处理措施
集棉机网带等设备冲洗废水通过污水收集管道收集至污水收集池，经絮凝沉淀以及过滤后作稀释水用于粘接剂的配置，不外排。熔制炉、固化炉、离心机冷却水循环使用不外排。生产过程无废水排放。
（3）固废处置措施
厂区内设置一套制砖系统，熔制炉炉渣、渣球、熔制炉除尘灰、集棉废气除尘灰、固化废气除尘灰、切割废气除尘灰收集后，可作为制砖原料，制成的砖块外售给建材企业。废边角料经收集后返回集棉工序回收再利用。
（4）余热利用
岩棉生产过程余热回收装置采用一体式三级复合换热器，对焚烧炉烟气进行余热回收。余热回用率可达95%，高温换热器主要部分是一个夹套式结构，主要目的是为了利用烟气中的余热。熔制炉进气管道待预热空气外侧安装有换热装置，换热装置为夹层保温结构，换热装置通过管道连通熔制炉，换热装置管道上安装有进风口和尾气排放口。待预热空气与熔制炉废气通过换热盘管进行热交换，冷却后的废气通过管道收集进入脱硫除尘器处理排放。预热后的空气温度可达到230℃以上，进一步加热后进入熔制炉，与未进行废气余热利用的生产方式相比，采用废气余热利用每吨能源焦耗可下降20%以上。
（5）环境风险
主要的环境风险因素为天然气发生事故泄漏，容易发生火灾、爆炸事故。配套完善的辅助设备：如检测仪、泄爆井、防爆轴流风机、防爆墙、报警器等，制定应急预案，最大限度地降低事故发生的概率，减小事故发生时造成的不利影响。
五、结论
对废气治理设施、热风炉等设备运行状况定期检查，严格按照要求对固体废物进行收集后处置，在使用过程注意防止产生二次污染。建立并完善环境管理机构，将其纳入到生产管理的轨道。制定严格的操作程序和有效的监控机制，使各类清洁生产技术措施产生最佳效果。加强生产管理和生产设备的日常维护，保证各环保设施的正常运行。