《遗体火化机大气污染物排放标准》

遗体火化机大气污染物排放标准 编制说明 征求意见稿 标准编制组 2014 年 6 月 精品文档 I欢迎下载I欢迎下载I欢迎下载I欢迎下载I欢迎下载 目目 录录 1项目背景 1 1 1任务来源 1 1 2工作过程 1 2标准制订的必要性分析 2 2 1空气质量形势严峻 2 2 2国家及环保主管部门的相关要求 3 2 3相关产业政策及行业发展规划中的环保要求 3 2 4现行标准存在的问题 4 3北京市火化机概况 4 3 1火化设备 4 3 2北京市火化机现状 8 3 3存在的问题 10 4火化机产排污情况及污染控制技术分析 11 4 1火化机工作原理及特点 11 4 2火化机产污环节 12 4 3火化机现状排放水平 13 4 4污染防治技术 16 4 5污染治理设施投资 18 5标准主要技术内容 19 5 1制定原则 19 5 2标准适用范围 19 5 3规范性引用文件 19 5 4术语和定义 19 5 5污染物项目的选择 20 5 6时段划分 20 6标准限值与规定的制订依据 20 7 主要国家 地区及国际组织相关标准研究 22 7 1 与国内现有标准的比较 22 7 2 与国外发达国家及地区标准的比较 23 8强制性标准的建议说明 24 9贯彻标准的措施建议 25 10 标准实施后的环境效益 25 11 社会稳定风险评估 25 精品文档 1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载 1项目背景 1 1任务来源 近十几年来 本市连续采取大气污染治理措施 空气中主要污染物浓度逐 年下降 但大气污染物排放总量仍然超过环境容量 空气质量与国家新标准和 公众期盼依然存在较大差距 大气污染复合型特征突出 城市正常运转和市民 日常生活产生的污染物所占比重越来越大 大气污染防治形势十分严峻 北京的遗体火化数量较大 遗体火化除产生二恶英外 还会产生大量的烟 尘 二氧化硫 氮氧化物 硫化氢 氨气和一氧化碳有害物质 而且由于烟囱 较低 对周边环境及人体健康造成较大的影响 因此 为保护大气环境及人体 健康 迫切需要制定遗体火化机大气污染物排放标准 明确规定各种污染物排 放限值和控制要求 北京市质量技术监督局在 关于印发 2014 年北京市地方标准制修订项目计 划的通知 京质监标发 2014 36 号 中将本标准列入 2014 年北京市地方标准 制修订项目计划 项目编号为 20141033 项目类别为一类 由北京市环境保护 局组织制订 北京市环境保护局于 2013 年 12 月下达了 遗体火化机大气污染 物排放标准 以下简称 标准 的编制任务 委托北京市环境保护科学研究 院承担该 标准 的编制工作 标准归口单位和管理人员 本标准主要起草单位 北京市环境保护科学研究院 本标准主要起草人员 1 2工作过程 标准编制组于 2014 年 1 月启动标准编制工作 对现有殡仪馆进行了实际调 研 包括资料收集 书面问卷调查 现场调查及监测 对火化机发展趋势 烟 气治理技术及污染物排放水平进行了分析评估 对国内外相关法规标准和北京 市相关政策要求开展了调研 并对标准实施的环境减排效果和经济成本进行了 分析测算 在此基础上形成了 标准 征求意见稿 根据返回意见 对标准 进行修改完善后 形成 标准 送审稿 又于 2014 年 X 月 X 日由北京市质量 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载 技术监督局组织召开了 标准 送审稿 评审会 会后根据专家意见对标准进 行修改 提交 标准 报批稿 具体工作过程包括 1 资料调研 包括对国内外相关排放标准 火化机本体结构及烟气后 处理技术发展状况 行业相关政策要求和环保要求等内容的资料调研 2 调查与监测 对北京市 12 家殡仪馆开展问卷调查 现场调研 对 具有烟气治理措施 有代表性的火化机进行大气污染物排放监测工作 了解其 生产工艺 污染防治技术 污染物排放水平 污染防治技术成本 管理状况等 与火化机生产厂商就工艺流程 燃烧控制 烟气后处理技术及可达的排放水平 进行座谈和研讨 3 形成 标准 征求意见稿 综合分析上述资料 重点对标准适 用范围 污染物控制项目及指标 排放限值 烟囱最低高度 监测分析方法 运行管理要求等标准主要技术内容进行充分论证后确定 形成了标准文本 征 求意见稿 及其编制说明 2标准制订的必要性分析 2 1空气质量形势严峻 根据 2013 年北京市空气质量公报 全市空气中细颗粒物 PM2 5 年平均浓 度值为 89 5 微克 立方米 超过国家标准 156 二氧化硫 SO2 年平均浓度 值为 26 5 微克 立方米 二氧化氮 NO2 年平均浓度值为 56 0 微克 立方米 超过国家标准 40 可吸入颗粒物 PM10 年平均浓度值为 108 1 微克 立方 米 超过国家标准 54 颗粒物是北京市大气污染的首要污染物 而更为严重 的是 颗粒物尤其是 PM2 5能够作为载体 吸附排放空气中的有毒有害物质 通 过人类呼吸系统 皮肤接触等途径人体健康产生影响 自 1998 年以来 北京市采取一系列对策来改善空气质量 包括十六个阶段 大气污染控制措施的出台 清洁空气行动计划的实施等 对电站锅炉实现脱硫 脱硝 燃煤锅炉清洁能源改造持续推进 高污染的建材小企业逐步退出等等 有效抑制了固定污染源的大气污染排放 但对于殡葬行业 其火化机的有组织 污染排放未受到相关的重视 由于火化机烟囱较低 对周边空气质量影响较大 在当前严峻的空气质量及其他点源得到较为有效控制的情况下 应加强对火化 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载 机大气污染物的排放控制 保护人体健康和大气环境 2 2国家及环保主管部门的相关要求 殡葬行业遗体火化是二恶英类的重点污染源之一 国家环境保护 十二五 规划 要求加强化学品风险防控 以铁矿石烧结 电弧炉炼钢 再生有色金属 生产 废弃物焚烧等行业为重点 加强二恶英污染防治 建立完善的二恶英污 染防治体系和长效监管机制 到 2015 年 重点行业二恶英排放强度降低 10 此前 2007 年 4 月 14 日 国务院批准了中国履行斯德哥尔摩公约的 中 华人民共和国履行国家实施计划 以下简称 国家实施计划 标志着我国的履约工作将全面进入实施阶段 按照 国家实施计划 在 2015 年前 我国将重点完善实现履约目标的政策法 规 加强机构能力建设 按照分阶段 分区域和分行业的战略采取相应行动 进一步建立和完善持久性有机污染物清单 加强各类 POPs 削减 淘汰和控制技 术研发和推广应用 采取必要的法律 行政和经济手段 以最有效的方式 预 防 削减和淘汰持久性有机污染物污染 殡葬行业在火化过程中排放二恶英 产生的烟气如果不经处理直接排放 将会造成较高的二恶英排放 2 3相关产业政策及行业发展规划中的环保要求 民政事业发展第十二个五年规划 中关于殡葬事业发展的表述 积极稳 妥地推进殡葬改革 推行绿色殡葬 倡导移风易俗 节俭治丧 文明祭扫 实 施火葬场大气污染物排放标准 加强节能减排火化技术研究开发 更新改造落 后火化设施设备 扶持发展城乡公益性骨灰存放设施 加强殡葬执法检查 规 范公墓管理 全国民政科技中长期发展规划纲要 2009 2020 年 中指出 随着殡 葬行业可持续发展需求不断增强 迫切需要大力推进殡葬污染控制技术研究 促进节能减排和污染治理 殡葬管理条例 1997 年 7 月 11 日国务院第 60 次常务会议通过 1997 年 7 月 21 日中华人民共和国国务院令第 225 号发布 中第二章第八条规定 利用外 资建设殡葬设施 经省 自治区 直辖市人民政府民政部门审核同意后 报国 务院民政部门审批 第二章第十二条规定 殡葬服务单位应当加强对殡葬服务 设施的管理 更新 改造陈旧的火化设备 防止污染环境 第四章第十六条规 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载 定 火化机 运尸车 尸体冷藏柜等殡葬设备 必须符合国家规定的技术标准 禁止制造 销售不符合国家技术标准的殡葬设备 第五章第二十二条规定 制 造 销售不符合国家技术标准的殡葬设备的 由民政部门会同工商行政管理部 门责令停止制造 销售 可以并处制造 销售金额 1 倍以上 3 倍以下的罚款 中共北京市委办公厅 北京市人民政府办公厅印发 关于党员干部带头推 动殡葬改革的实施意见 的通知要求 逐步完成全市殡仪馆火化设备改造 完 善火化机烟气排放治理 降低有害气体排放 2 4现行标准存在的问题 现行燃油式火化机大气污染物排放标准 GB13801 2009 于 2009 年 9 月 30 发布 2009 年 12 月 1 日实施 1 该标准仅适用于燃油式火化机 不适用于燃气式 电或其他火化机 2 标准归口民政部 实施和监督不明确 未规定由环境保护行政主管部门 负责监督实施 不利于环保执法 3 该标准设置分级标准 一级 二级和三级 有可能会导致污染转移 不 利于污染物的总量减排和协同控制 4 标准已实施五年 排放限值相对当前的污染控制技术水平已显宽松 不 利于火化机使用单位升级及改造火化设备及安装烟气净化设施 3北京市火化机概况 3 1火化设备 火化机是以燃烧的方式将遗体处理成骨灰的专用设备 包括炉体 风油系 统 排放系统 电控系统等 目前我国火化机生产厂家约有 40 余家 市场份额 每年大约在 600 台左右 自 20 世纪 90 年代中后期开始 我国火化机的产品质 量和科技含量都有了很大的提高 火化机作为政府统一采购商品 供应商完全 以国内产品为主 火化机分类方法有很多种 根据使用的燃料不同进行分类 可以分成燃煤 式火化机 燃油式火化机 燃气式火化机及特能式火化机四类 根据火化机结 构分类 以其炉体主燃室炕面结构形式不同 可分为平板式 架条式 台车式 反射式及其他炉体结构 根据自动化程度分类 可分为自动控制式 半自动控 制式 手动式 根据火化机的燃烧方式可分为一次燃烧式 二次燃烧式及多次 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 燃烧式 详细分类如下 1 按火化机所用燃料分 可分为三种 A 燃煤式火化机 以煤为燃料 是一种落后的火化机 70 年代就已不再生 产 这种火化机污染严重 不符合文明火化要求 多分布在老 少 边 穷地 区 B 燃油式火化机 以轻柴油为燃料 是一种普及面很广的火化机 约占我 国火化机总数的 80 这种火化机比较安全可靠 使用效果也较好 且不受地 域条件限制 常用的轻柴油为 0 20 轻柴油 柴油的硫含量为 0 2 应属于 固定燃烧设备 机动车除外 的清洁能源范围 燃料不会造成过大的环境污染 C 燃气式火化机 主要以城市煤气 天然气 液化石油气为燃料 这种火 化机只能适用于大 中城市或气体燃料丰富地区 目前我国使用较少 这种火 化机工作环境好 对环境污染较小 但使用时要特别注意燃气泄露 以免造成 爆炸或其他安全事故 2 按火化机炉膛结构的不同分为三种 A 架空炉式火化机 俗称架铁炉 这种火化机工作时 尸体在炉膛内的炉 条上架空焚烧 其优点是架空燃烧可以节省燃料 缩短焚烧时间 其缺点是如 果操作不规范 容易造成混骨灰 不符合文明火化要求 已停止使用 如沈阳 82 B 火化机即是 B 平板炉式火化机 俗称平板炉 这种火化机炉膛底部是带有两条突筋的 耐火材料平板预制板制件 它使用寿命长 便于更换维修 与架空炉式火化机 相比不易混骨灰 但燃料消耗大 如江西 YQ 系列火化机多数是这一种 C 台车式火化机 这种火化机最大的特点是可以实现一车一炉一具尸 不 会混骨灰 但其热损失大 燃料消耗多 价格也较高 3 按火化机的燃烧方式可分为三种 A 一次燃烧式火化机 这种火化机只有一个燃烧室 即主炉膛 尸体焚化 过程中产生的烟尘和有毒有害物质 直接通过烟道和烟囱排入大气中 由于燃 烧不充分 排放的烟气对大气造成较大的污染 B 再燃式火化机 这种火化机有两个燃烧室 即主燃室和再燃室 主燃室 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载 主炉膛 是尸体焚化的场所 而再燃室的作用是燃烧烟气 这种方法可以使 有毒有害物质燃烧得比较充分 从而达到减轻对大气污染的效果 目前我国多 用这种火化机 这与危险废物焚烧炉的要求是相同的 应是发展方向 C 多燃式火化机 这种火化机有两个以上燃烧室 即主燃室 再燃室和三 燃室等 多燃式火化机和再燃室火化机相比 烟气在炉内滞留时间更长 燃烧更充 分 如果在配用除尘 除臭设备 可以达到无公害化排放 这是较为理想的 但其造价相当昂贵 目前日本开始使用这种火化机 我国目前仅有少数大中城 市的殡仪馆使用这种火化机 4 按火化机排烟方式分为 A 上排烟式火化机 即烟气是从火化机主炉膛内向上 经再燃室金属管道 和烟囱排入大气中 这种火化机如日本东博火化机 美国奥尔 ALL 火化机即 是 其优点是烟道检修较为方便 且为地下水位高而不易修筑地下烟道的地区 提供了方便 但是这种火化机金属管道造价高 能源消耗大 B 下排烟式火化机 即烟气是从火化机主炉膛内向下 经再燃室地下烟道 和烟囱排入大气中 我国目前使用的火化机多数是这种形式 其特点是地下烟 道施工费用低 烟气在烟道内滞留时间较长 C 侧排烟火化机 即水平烟道在火化机主炉膛的侧面 烟气经水平烟道再 到垂直烟道后排入大气 这类火化机整体布局欠佳 现已很少采用 5 按火化机的档次分为三种 A 低档火化炉 凡是一次燃烧 又没有烟气处理设备的火化机都属于这一 档次 其结构简单 维修方便 造价低 但文明程度低 对环境污染严重 是 今后逐步改善的对象 B 中档火化机 这一档次的火化机设有再燃室 或两台火化机共用一个再 燃室 二次燃烧室排出的烟气经烟道和引射式矮烟囱排放大气中 这种火化机 污染物的排放达到国家三级或二级标准 烟囱口基本没有黑烟 C 高档火化机 高档火化机现有两种形式 设有多次燃烧并有烟气后处理 设备的高档火化机和电脑控制全自动不带烟气处理设备的高档火化机 前者有 主燃室 再燃室 和三燃室 使尸体在焚化过程中产生的有毒 有害 有味气 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载 体得到充分的燃烧 并配有烟气换热器 除尘器和除臭器等烟气后处理设备 使污染物的排放达到国家一级标准 排烟黑度接近林格曼 0 级 基本上达到无 公害排放 但这种火化机体积庞大 价格昂贵 后者利用电脑实行焚化全过程 的自动化控制 也没有再燃室 尽可能使燃烧的各个阶段处于最佳状态 这种 火化机的污染物排放可以达到国家二级标准 没有明显的黑烟和异味 这种火 化机小巧美观 对环境污染少 但其电脑控制部分价格高 有些电气控制元件 靠进口 因而维修困难 尽管火化机的类别较多 但是基本结构都大同小异 一般来说 普遍使用 的燃油式火化机均包含炉体 风油系统 电控系统 排放系统和进尸系统 其 基本组成见表 1 表 1 燃油式火化机的基本组成 序号系统名称组成部件主要作用备 注 主燃室焚烧遗体 火化棺及随葬品 再燃室焚烧烟尘与可燃气体 砖结构耐火 保温包括保温层 1 炉体系统 外结构钢性骨架支撑 外表装饰等 燃烧器点火 加热焚化 鼓风机供风 氧 引风机排烟 冷却降温 油 箱储油 供油包括油位指示装置 供风管路分风 供风包括风阀 闸门 2 风油系统 供油管路供油 计量包括油表 过滤器 供电装置供电 安全控制可配备应急发电机 电控柜控制各类电动执行元器件 3 电控系统 显示仪表显示炉温 压力 用电参数 烟气排放设施烟气净化 冷却 排放包括除尘净化装置 4 排放系统 骨灰清除装置提取骨灰 清除飞灰包括炉内骨灰处理机 进尸车遗体 火化棺及随葬品入炉包括轨道 履带等 5 进尸系统 移动炕面遗体等入炉 焚化 拣灰台车型火化机专用 新型火化机一般还设置自动监视系统 用来监视排烟黑度和遗体入炉等情况 3 2北京市火化机现状 改革开放以来 首都殡葬改革取得了很大成绩 殡葬事业发展迅速 火化 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载 率连续多年实现 100 人民群众丧葬观念变化深刻 经过多年的发展 北京市 殡葬设施已基本具备了提供公共服务的能力 目前 全市共有 12 家殡仪馆 其 中城六区 2 家 10 个远郊区县各 1 家 全都具有火化遗体的功能 各殡仪馆的 空间分布如图 1 所示 火化机数量及 2013 年火化量如表 2 所示 图 1 北京市殡仪馆空间分布图 表 2 北京市各殡仪馆火化机数量及年火化量 单位名称单位名称数量 台 数量 台 火化量 具 火化量 具 八宝山殡仪馆 1522000 东郊殡仪馆 1011000 通州殡仪馆 67500 怀柔区殡仪馆 41500 平谷区殡仪馆 43000 密云县殡仪馆 42800 房山区殡仪馆 76000 门头沟区殡仪馆 54218 大兴区殡仪馆 1011000 延庆县殡仪馆 31600 顺义区殡仪馆 84800 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载 昌平区殡仪馆 1410000 总计总计 90908541885418 北京市共有火化炉 90 台 从火化机投运时间看 设备更新较慢 2008 年 及以前的设备占 67 8 这些设备由于使用较为频繁 火化强度较大等原因基 本上需要二 三年一大修 2009 年后投运的占 32 2 其中 房山区殡仪馆和 顺义区殡仪馆于 2013 年实现搬迁 火化设备较新 八宝山殡仪馆 2014 年将继 续更替 10 台燃油火化机为燃气式 按购买时间 火化机数量分布如下 图 2 北京市火化机投运时间分布 从火化机生产厂商来看 使用北京市火化设备厂生产的火化机数量最多 占全部的 31 1 安微省蚌埠市安华工贸有限公司生产的华傲牌火化机和沈阳 顺天意火化机分别占 24 4 和 23 3 江西南方环保机械制造总公司生产的欧亚 牌火化机占 10 0 在燃烧使用上 绝大多数火化机是燃油式火化机 仅八宝 山殡仪馆于 2014 年改造完成 10 台燃气式火化机 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载 图 3 北京市火化机生产厂商占有率 从火化机炉膛结构及燃烧方式来看 台车火化机有 72 台 占全部的 80 平板式火化机逐步淘汰 多数火化机有二级及以上燃烧室 占 71 在末端处 理设备安装的情况看 仅有 17 台火化机安装烟气处理系统 占全部的 18 9 3 3存在的问题 1 火化机负荷较大 根据北京市 殡葬管理条件 规定 火葬地区内死者的遗体应当在本市内 火葬场火化 禁止运往外地 因特殊原因需要运往外地的 必须经县级以上民 政部门批准 由于遗体通常情况下不允许运输 北京市遗体处理量要远大于实 际死亡人口数量 而现有的殡葬基础设施多是依据户籍人口进行规划建设 因 此导致各殡仪馆平均每天火化量较高 负荷较大 设备老化加快 影响燃烧工 况 不利于污染物的控制 2 产品后续管理有待于进一步加强 火化机产品面世后 通常在火葬场试运行一段时间后 由生产厂商向中国 殡葬协会提出检测申请 协会将依据 火化机产品质量检测表 对产品平均烟 尘 SO2 NOX CO HCl NH3 Hg 二恶英排放浓度 平均烟尘 SO2 NOX CO HCl NH3 Hg 二恶英排放总量进行检测 对火化设备噪声 火化时间 火化间异味 火化三具平均耗油量 火化机炉体表面升温 火化机 炉体局部升温 主燃室 炉体外观 炉膛砌筑 炉体骨架 燃烧器 再燃室等 项目进行现场检查及观测 根据监测结果及现场检查 观测的情况对产品进行 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载 打分 作为取得合格证的重要依据 合格证的有效期为三年 生产厂商在 A 火 葬场取得该产品的合格后 三年后可选择之后新安装在 B 火葬场的该型号产品 参加协会的常规行业检测 C 火葬场如果购买该产品有可能都不用参加检测 对于产品的使用及维持更多地从经济角度出发 甚少考虑烟气污染物排放的达 标与否 另外 对于火化机产品是否颁发合格证采用的是打分制 即在 82 个检测项 目中取得合格的标准分即可 对于烟气污染物排放浓度与总量这些指标并未实 行一票否决 有可能出现某一污染物指标如二恶英排放浓度与总量严重不达标 但总分达到标准并最终取得合格证 因此对于产品后续质量管理仍有待于进一 步加强 3 火化机烟气净化设施缺位 北京市 90 台火化机中仅有 17 台有烟气净化设备 比例为 18 9 安装烟 气净化设备的殡仪馆多是由于搬迁或新建 如顺义和房山殡仪馆 在政府支持 典型示范及预测未来的政策走向等因素 从一开始就考虑烟气净化设施的安装 在当前形势下 其他殡仪馆安装烟气净化设备的意愿不强 4 火化机燃烧污染控制少 火化机燃烧控制包括压力 温度 停留时间 燃烧器状况对于污染物减排 有重要的作用 而当前各殡仪馆火化机操作员主要从燃料的经济性及火化时间 来进行燃烧工况的调整 目标是节省燃料和保证骨灰质量情况下尽量少的火化 时间 对于各个温度窗口下污染物的生成及烟气循环净化考虑较少 不利于污 染物在燃烧阶段的控制 4火化机产排污情况及污染控制技术分析 4 1火化机工作原理及特点 火化机的火化就是通过高温和充足的供氧强制遗体燃烧 生成烟气和不可 燃烧的无机物残渣 骨灰的过程 因此 火化机应具有使遗体充分完全燃烧 有效防治污染物排放 收取骨灰的功能 当遗体送入主燃烧室内指定位置 炉门关闭 启动主燃烧器和供风系统 炉内保持负压 此时随葬品立即燃烧 接着遗体表面易燃部分开始燃烧 在主 燃烧室中形成两种燃烧 一是燃料的燃烧 二是遗体的燃烧 燃料的燃烧和遗 精品文档 12欢迎下载12欢迎下载12欢迎下载12欢迎下载12欢迎下载 体的燃烧需要风 氧 风从鼓风机出来 经供风系统分配后 分别送到主燃室 再燃室 烟道等部位 进尸后最初几分钟 随葬品和尸体外表的易燃部分燃烧 速度非常快 由于供氧量很难达到这种爆燃的需要 产生大量燃烧不完全的烟 气 排入再燃室 经过再燃室中的加热及二次风的助燃 继续燃烧 一般火化 机在结构设计上都采取相应措施 尽量延长烟气在炉体内的滞留时间 这样燃 烧后的烟气 经烟道从冷却系统和烟气后期处理装置净化后大气中 主燃室中 的尸体经过最初几分钟的爆燃后 燃烧趋于平衡 助燃风逐渐减少 最难烧的 部分是内脏 由于其中含有大量的水分 尸体燃烧的过程就是水分蒸发的过程 这个过程需要时间较长 尸体烧烬后 移到炉体外并升至烟罩内进行冷却 待 冷却后 拣骨灰入骨灰盒 一具尸体的火化即告完成 4 2火化机产污环节 图 4 遗体火化工艺示意图 火化机在将尸体 火化燃料 随葬品及遗体包装物在高温给氧条件下快速 焚化的过程中 会排放大气污染物 其中有害物质多达几十种 主要包括 颗 粒物 二氧化硫 一氧化碳 氮氧化物 氯化氢 氟化氢 重金属 汞 及含 二恶英 苯并 a 芘等持久性有机物 POPs 废气污染物的排放率与燃烧温度 湍流度 停留时间 统称 3T 以及管道的设计 净化装置效率有关 1 颗粒物 包括尘 烟气和灰以及其他不能燃烧的颗粒物质 有机碳颗粒物通常在二 燃室燃烧即可去除 2 二氧化硫 由燃烧燃料和体内的 SH 基产生的 天然气和人体本身的含硫量很低 而 有些燃料如煤炭中含有一定的硫 3 氮氧化物 高温燃烧时 由空气中的氮和氧发生反应产生的 一般来说 火化产生的 精品文档 13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载13欢迎下载 氮氧化物排放量很低且不是主要的 它可通过控制温度和燃烧器的设计来控制 氮氧化物的排放 4 一氧化碳 由不完全燃烧产生的 它可通过适当地控制操作火化设备而使排放减到最 小 5 重金属 重金属的排放主要来自人体本身和遗物燃烧 近年来国外对汞的排放关注 较多 而汞则主要来自牙齿中的填充物 按照填充物的类型和数量可包含 5 10 克的汞 它可通过在火化室中用硒盐洗涤 活性炭计重定量喷射和布袋除尘器 加以去除 需要注意的是 如用塑料和其他填充物时 汞的排放可减少 6 氯化氢 来自于塑料燃烧 它可通过湿式洗涤来去除 这点非常重要 否则会形成 酸性环境 导致设备腐蚀 大大降低使用寿命 7 二恶英和呋喃类 由于尸体和伴随尸体燃烧的一些塑料中含有氯化物 污染物前体和氯元素 在烟道中可以 从头合成二恶英 不充分燃烧烟气 在 250 500 停留时间较长也可以生成二 恶英 8 恶臭气体 在火化过程中产生的硫化氢 氨气等有味的污染物的排放造成的 它们可 通过化学吸附等方法去除 4 3火化机现状排放水平 从北京市殡仪馆调研情况 与火化机生产厂商 中国殡葬协会和北京殡葬 协会的沟通情况来看 火化机设备本体结构及污染控制水平并无明显的区域特 性 显现较大的个体差异性 为全面掌握火化机现状排放水平 除在北京市选 择有代表性 带烟气净化设施的火化机进行污染物排放的实际监测之外 还收 集了近几年国内其他地区火化机排放监测数据作为补充 常规污染物的监测数据如下表 3 所示 从表中可以看出 对于烟尘排放 有烟气处理 除尘 与没有烟气处理的差别较大 未消烟前 TSP 浓度达 精品文档 14欢迎下载14欢迎下载14欢迎下载14欢迎下载14欢迎下载 183 871mg m3 削烟后可降低至 18 73mg m3 相对而言 SO2排放水平较低 SO2排放主要来自燃料 人体中的硫分 而目前轻质柴油硫分小于 0 2 人体 的硫分很低 因此 SO2排放浓度可低于 10mg m3 如山东 A 及北京 A 火化机 SO2 实测浓度分别为 0 5mg m3和 8mg m3 NOX来于高温燃烧 N2和 O2反应生成 热力 型 受燃烧室结构设计及实际温度控制等因素影响较大 NOX排放浓度为 33 305mg m3 CO 排放与燃烧方式相关 设置二燃室或多燃室 增加烟气在高温 区的停留时间能有效减少不完全燃烧 可减少 CO 排放 HCl 排放主要与人体氯 成份有关 脱酸装置对 HCl 有明显的去除效果 不带后理的 HCl 排放浓度为 11 61mg m3 带后理的可使 HCl 浓度降低至 0 3 28mg m3 汞主要来自牙齿的人 工填充物 个体差异较大 根据监测结果 排放浓度范围为 0 0014 0 04mg m3 对于重点关注的二恶英类物质 不带烟气处理的排放浓度为 1 5 2 7ng TEQ m3 带烟气处理的排放浓度为 0 015 0 49 ng TEQ m3 可以看出带烟气处 理二恶英类物质波动范围较大 主要是由于二恶英类物质还受火化机本身结构 燃烧方式的影响 烟气后处理措施的齐全程度 单除尘还是急冷 除尘 活性炭 吸附及其他烟气处理工艺组合程度和水平息息相关 从污染控制技术本身来讲 二恶英类物质排放浓度可降低至 0 1ng TEQ m3以下 精品文档 15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载15欢迎下载 表 3 北京市及国内其他地区火化机常规污染排放水平 类型地点 TSPSO2NOXCOH2SHCLNH3HgO2 有后处理山东 A 350 51679230 006281 20 0419 4 有后处理北京 A 7382954120 008122 50 0118 7 有后处理山东 B 432922023600 00692 60 00416 8 有后处理山东 C 441614061390 008192 40 0119 6 有后处理广东 A 181 544670 20 51 1 17 2 有后处理江苏 A 261233650 0010 30 40 03719 01 有后处理河南 A 42 414 334 633 30 00947 920 40 0014 无后处理河南 B 87133130525210 0525260 00620 1 无后处理陕西 A 34842218430 06276 50 00419 6 无后处理陕西 B 338752455400 07188 60 00419 6 无后处理陕西 C 3892923429700 1786 90 0220 2 无后处理北京 B 18695178640112 30 0217 8 无后处理辽宁 A 216452875500 01381 90 0217 2 无后处理辽宁 B 218651713360 09613 40 0117 6 无后处理辽宁 C 1831532971350 008576 40 00319 1 精品文档 16欢迎下载16欢迎下载16欢迎下载16欢迎下载16欢迎下载 4 4污染防治技术 1 清洁生产技术 火化机污染来源于两个方面 一是燃料燃烧排放 二是物质燃烧释放 清 洁行业包括燃料替换 使用清洁能源如天然气 电能替代柴油 煤炭 及燃烧 控制 即保证火化机炉膛温度 temperature 在 850 以上 最好是 900 以上 使二噁英类完全分解 保证火化烟气在再燃室中有足够的停留时间 2s time 使可燃物完全燃烧 优化火化机的再燃室设计 合理配风 提高烟气的湍流度 turbulence 保证足够的炉膛空气供给量 excess air 排放出口烟气中的 氧气含量应为 8 12 2 污染末端处理技术 火化机与焚烧炉排放控制相似 不仅排放废气中的烟尘 NOX SOX HCL 等 去除技术是必要的 而且烟尘中含有二噁英类和重金属类物质的减排技术也是 重要的 通常烟气净化设备主要包括 热交换器 急冷装置 烟气除尘净化装 置 除臭装置 除酸装置 活性炭吸附 喷射装置 催化过滤装置等部分 它 是一套应用技术的组合 a 急冷装置 高温烟气进入急冷塔 采用水冷方式使温度由 900 以上迅速降至 200 以 下 跳开了二噁英的温度生成空间 避免二噁英等有害物质的生成 急冷塔安 装在二燃室排放口后部 阻力小 热交换效率高 烟气由换热系统的下部进入 经列管到换热系统上部 再进入下一级空气换热段 冷热交换器上部设置安全 排气阀 冷热交换器前方设集水箱 将所有集水箱相互连接 用电脑经过 PLC 控制集水箱的水相互循环 保证降温效果 b 脱酸装置 目前用于焚烧炉尾气酸性气体去除的技术有湿法 半干法和干法三种方式 为了控制二噁英的生成和保证除尘器的正常运行 从热交换器出来的烟气必须 在脱酸塔中瞬间降温 由于冷却水在喷入脱酸装置后能迅速的蒸发 通过脱酸 冷却水能很好地使烟气迅速冷却 c 除尘器 除尘器有旋风除尘器 洗涤器 颗粒层除尘器 电除尘器 袋除尘器等各 精品文档 17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载17欢迎下载 种方法 它的选定有设备费 运行费 维修 所需动力 除尘效果 大型化的 适应性 废水处理的有无等很多要考虑的因素 火化机应用最多 最为成熟的 除尘方式是布袋除尘器 布袋除尘器稳定 高效 维护简单 运行可靠是公认的 它对颗粒 0 1 微 米含尘气体 除尘效率可高达 99 本系统后段使用布袋除尘器 捕捉细微烟 尘与黑烟等成份 布袋表面能为吸附提供载体 以保证较长的停留时间 布袋 除尘器分割为若干路风室 通过脉冲阀定时轮流向各路风室自动通入高压空气 进行反吹 将截留在布袋外表面的粉尘抖落到下部的集灰斗内 其基本结构由 以下几部分组成 上箱体 中箱体 下箱体 排灰系统 喷吹系统 其中包括 上盖板 喷吹管 滤袋框架 文氏管 多孔板 进出风品 检查门 电磁阀 脉冲阀 气包等 d 活性炭吸附 喷射 活性炭纤维是超越于颗粒活性炭的高效吸附材料 具有高度发达的微孔结 构 比表面积大 吸附容量高 吸 脱附速度快 净化效果好 在简单条件下 可完全脱附的特点 并耐酸 耐碱 耐高低温 不易粉化 活性炭纤维对气相 和液相中的有机物质及无机杂质有优良的吸附作用 浓度范围广 可处理高浓 度及微量 痕量的被吸附物 活性炭纤维对含氯有机物有极强吸附作用 对消 除二噁英类作用显著 e 除臭器 除臭器又称化学吸附器 主要是用来除去烟气中的恶臭和异味 其工作原 理是当烟气进入除臭器内 在引风机抽力的作用下 烟气通过化学浸渍活性碳 层 活性碳层在额定的工作温度下 发挥其很强的吸附性能 不断有效地吸附 烟尘中的恶臭和异味 达到除臭效果 目前有多种火化机烟气净化工艺 主要有 2 种 分别为急冷 半干法除酸 布袋除尘和急冷 半干法除酸 活性炭粉末喷射吸附二噁英 布袋除尘 精品文档 18欢迎下载18欢迎下载18欢迎下载18欢迎下载18欢迎下载 图 5 典型火化机烟气净化工艺流程图 4 5污染治理设施投资 以 1 台未带烟气处理措施的火化机 只有主燃室 为例 按目前主流的多 级烟气净化除尘 即二燃室 急冷 除酸 活性炭吸附 除味 布袋除尘工艺对现 有的火化机结构进行升级及安装烟气净化装置 设施投资费用如下 表 4 火化机尾气处理系统配置费用表 设备名称设备构成 费用 万元 烟气冷却系统 急冷塔 1 级 冷却塔 2 级 配套仪表 排气装 置 水箱集成冷却塔及管理系统等 33 1 烟气中和系统 不锈钢净化装置 喷漆水泵 集成除酸塔及管 路等 4 6 反冲洗装置反冲洗泵 水量调节装置 喷头等 1 2 氢氧化钙自动搅拌装置 碱液罐 料仓 卸料器 搅拌电机 PH 值控制 器 管路及控制装置 4 活性炭吸附料仓 卸料器 电机等 1 布袋除尘器 箱体 电磁脉冲阀 控制仪 油水分离器 布 袋 骨架 配套温度压力仪表 风管 清灰气 路管路 17 活性炭吸味装置吸味箱 活性炭颗粒托架 活性炭颗粒 2 7 清灰输送系统卸料器 电机 竖管 接灰箱 推灰车 2 3 精品文档 19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载19欢迎下载 控制系统配电控制系统 PLC 控制 水路控制程序等 6 11 火化机二燃室 8 总计 80 01 由表可见 火化机尾气处理系统的费用略高或与火化机本身费用相当 后 处理措施与火化机本体的燃烧控制同为重要 上述费用为 1 台火化机尾气处理 系统的支出 如果有多台火化机 很多设备可以共用例如氢氧化自动搅拌装置 从而降低成本 5标准主要技术内容 5 1制定原则 1 根据火化机先进工艺 燃烧控制及可行污染控制技术 制定排放限值 不分燃料 炉膛结构 燃烧方式的差异 鼓励采用先进工艺及烟气净化措施 2 大气污染物排放控制采用浓度指标 以反映污染防治技术水平 方便 环境管理 同时为防止稀释排放规定了烟气中O2 含量 3 区分新老污染源 分别制订现有企业 新建企业排放限值 新源限值 适度从严 4 现有设备经一段时间的过渡期后 达到新源标准 以促进生产工艺和 污染治理技术进步 产业优化升级 5 2标准适用范围 本节指明了本标准的适用范围 即各种类型的遗体火化机焚烧过程中所产 生的大气污染物排放限值 监测和监控要求 以及标准实施与监督等相关规定 标准适用范围的确定原则是全面覆盖 将范围从 燃油式火化机大气污染物排 放限值 GB 13801 2009 燃油火化机扩展到燃煤 燃油 燃气及其他燃料的 各种类型火化机 5 3规范性引用文件 本部分列出了在本规范中所引用的国家标准 行业技术标准 技术规范和 国务院有关部门的相关管理办法和规定性文件 这些标准和文件的有关条文通 过引用成为本标准的组成部分 5 4术语和定义 精品文档 20欢迎下载20欢迎下载20欢迎下载20欢迎下载20欢迎下载 定义了火葬场 遗体火化机 现有单位 新建单位 无组织排放 二恶英 类 二恶英类毒性当量 TEQ 标准状态等术语 5 5污染物项目的选择 控制的大气污染物为烟尘 烟气黑度 二氧化硫 氮氧化物 CO HCl H2S NH3 二恶英类和 Hg 控制指标为最高允许排放浓度 其中二氧化硫和氮氧化物是国家总量控制的指标 氯化氢 汞 二噁英是 火葬和焚烧过程中排放的特征污染物 对人体健康 生物毒性较强和对大气环 境危害较大的污染物 二氧化硫 氯化氢 硫化氢和氨气主要来自燃烧对象和 燃料 氮氧化物来自于燃烧对象 燃料和燃烧条件 烟尘 一氧化碳 二噁英 等来自燃烧过程 因此在治理过程中针对不同污染物采取不同的治理措施 5 6时段划分 本标准的实施划分为 两个时段 第 时段为本标准实施之日至 2015 年 12 月 31 日止 第 时段为自 2016 年 1 月 1 日起 时段划分充分考虑了在用火化机执行新标准需要的改造时间 对新增火化 机考虑了技术升级时间周期 6标准限值与规定的制订依据 根据上述标准制定原则 对于标准限值的设定基于技术的可达性 鼓励采 用先进的工艺和烟气治理技术来减少污染物的排放 最大程度地降低对人体健 康和大气环境的影响 1 颗粒物 火化机在未采取控制措施的情况下 初始浓度可达 1g m3 经过再燃或多燃 室 烟气循环 余热回收后颗粒物可降低 30 80 颗粒物最有效的去除方式仍 是安装除尘装置 包括布袋除尘器和电除尘器 布袋除尘器去除效率可达 99 9 烟尘可控制在 10 30mg m3以下 欧盟火化机颗粒物的限值为 10mg m3 本标准 设定现有火化机过渡期内颗粒物排放限值为 80mg m3 新建火化机颗粒物排放限 值为 30mg m3 2 SO2 火化机 SO2排放主要来自燃料的硫分 燃油式火化机燃料为 0 号柴油 硫分 精品文档 21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载21欢迎下载 为 0 2 火化机每小时大概耗油 0 06t 烟气量约 6000Nm3 h 则 SO2的初始浓 度为 0 06 0 2 0 85 转化系数 2 1000000 6000 34mg m3 对 SO2的去除主 要采用脱酸装置或采用清洁能源如天然气或改用电炉 新建或在用火化机 SO2 排放限值为 30mg m3 3 NOX 火化机 NOX排放主要来自于燃烧过程中空气中 N2与 O2反应生成的 控制 NOX的排放可以通过以下几种措施实现 低氮燃烧技术 优化燃烧器的形状 功 能设计 确定空气和燃料之间的配比 控制燃烧区的温度及其分布 合理使用 再燃室 并对其温度进行控制 控制烟气的滞留时间 提高炉膛的整体设计水 平 标准限值与 火葬场大气污染物排放标准 征求意见稿 相同 现有的 NOX排放限值为 300mg m3 新建的 NOX排放限值为 200mg m3 4 CO CO 排放与燃烧方式相关 设置二燃室或多燃室 增加烟气在高温区的停留 时间能有效减少不完全燃烧 减少 CO 排放 带烟气处理的火化机 CO 排放水平 最低可达 33mg m3 CO 排放限值为 100mg m3 5 HCl HCl 排放主要与人体氯成份有关 脱酸装置对 HCl 有明显的去除效果 不带 后理的 HCL 排放浓度为 25 78mg m3 带后理的可使 HCl 浓度降低至 0 3 28mg m3 HCl 排放限值为 30mg m3 6 二恶英类 二恶英类物质是火化机烟气排放的特征污染物 对人体健康有较大的影响 也是该标准重点关注的指标 根据民政部 101 所的科研结果 通过 火化烟气 急冷装置 布袋除尘器 活性炭吸附装置 排放 组合技术进行二恶英减排 效果可以达到 0 54 ng m3 采用 火化烟气 急冷装置 碱液淋洗器 旋风离 心器 活性炭喷射装置 布袋除尘器 排放 组合技术进行二噁英减排 测试 结果范围在 0 1 0 35 ng m3 将新建单位二噁英毒性当量浓度限值设定为 0 5ng m3 欧盟火化机二恶英类排放标准为 0 1ng TEQ Nm3 美国现有的为 0 2 0 4 ng TEQ Nm3 新建的为 0 11 ng TEQ Nm3 日本 Takeda 等人分别于 2000 年和 2002 精品文档 22欢迎下载22欢迎下载22欢迎下载22欢迎下载22欢迎下载 年对其国内 10 台和 17 台火化机排放进行监测 二恶英类物质排放最小为 0 0099 和 0 064 ng TEQ Nm3 根据监测及调查数据 不带烟气处理的排放浓度为 1 5 2 7ng TEQ m3 带 烟气处理的排放浓度为 0 015 0 49 ng TEQ m3 二恶英类物质波动范围较大 主要是由于二恶英类物质还受火化机本身结构 燃烧方式的影响 烟气后处理 措施的齐全程度 单除尘还是急冷 除尘 活性炭吸附及其他烟气处理工艺组合 程度和水平息息相关 从污染控制技术本身来讲 二恶英类物质排放浓度降低 至 0 1ng TEQ m3以下并没有障碍 本标准中对现有火化机二恶英类排放限值为 0 5ng TEQ Nm3 新建的为 0 1ng TEQ Nm3 7 Hg 汞主要来自牙齿的人工填充物 个体差异较大 根据监测结果 排放浓度 范围为 0 0014 0 037mg m3 Hg 排放限值为 0 05mg m3 7 主要国家 地区及国际组织相关标准研究 7 1 与国内现有标准的比较 本标准与国内现有相关标准的排放限值比较见表5 表 5 本标准与国内现有相关标准比对表 本标准 燃油式火化机大气 污染物排放限值 GB13801 2009 火葬场大气污 染物排放标准 征求意见稿 危险废物焚烧污染 控制标准 GB18484 2001 生活垃圾焚烧污染 控制标准 GB18485 2014 项 目 现有新建二级现有新建小于 300kg h24 小时均值 烟 尘 802080803010020 二氧化硫 603030603040080 氮氧化物 以 NO2计 300200100300200500250 一氧化碳 15010015030015010080 精品文档 23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载23欢迎下载 氯化氢 503050 3010050 硫化氢 636 氨气 636 汞 0 20 050 4 0 2 0 05 二噁英类 0 50 1110 50 50 1 烟气黑度 IIIII 由上表可以得出 本标准中规定的项目烟尘 二氧化硫 氮氧化物 氯化 氢限值均严于国内现行相关标准规定的限值要求 CO限值严于 危险废物焚烧 污染控制标准 GB 18484 2001 与火葬场大气污染物排放标准 征求意见 稿 相当 硫化氢和氨气限值严于燃油式火化机大气污染物排放限值 GB13801 2009 汞 二恶英类物质排放限值与生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2014 相同 7 2 与国外发达国家及地区标准的比较 国外发达国家及地区相关排放限值如下表所示 表 6 国外发达国家及地区相关排放限值 11 O2 欧盟美国台湾香港 烟 尘 102239 4740 二氧化硫 506 191 燃气 571 燃油 氮氧化物 以 NO2计 200151 201 燃气 342 燃油 一氧化碳 50361667100 氯化氢 10178730 汞 0 050 0530 05 二噁英类 0 10 50 1 1 欧盟 2000 76 EC 明确了废物焚烧排放限值 颗粒物 10 mg m3 总有机碳 10mg m3 HCl 10 mg m3 HF 1 mg m3 SO2 50 mg m3 NOX 200 mg m3 新建 400 mg m3 现有 PCDD Fs 0 1ng TEQ m3 CO 50 mg m3 日均值 精品文档 24欢迎下载24欢迎下载24欢迎下载24欢迎下载24欢迎下载 根据 Edwards 等人 2001 年 监测数据 英国火化机 PCDD F 排放为 0 01 0 12 ng TEQ Nm3 法国火葬场 PCDD PCDF 的排放数据在 0 1 4 2 ng TEQ m3 之间 Livolsiet al 2006 2 美国 美国固体废物法规将焚烧炉分为固体废物燃烧 污泥焚烧炉 医疗废物焚 烧炉 垃圾焚烧炉 分大型和小型 商业 工业垃圾焚烧炉