作者简介：陈荣生，1972年参加工作，高级工程师，分别从事过材料研究、建材工艺设计、科技信息管理、建材机械制造及营销、烧结砖企业管理等方面的工作，主持的两项烧结砖工厂设计，获得中国勘察设计协会优秀设计二等奖。在《砖瓦》等国内专业刊物，发表过论文数十篇。
摘要：烧结空心砖工艺，必须确保产品有较高孔洞率、选择优质燃料、降低单位产品能耗、减少污染物排放等环保措施，以便满足国家标准的全部要求。部分地区，随着空气污染指数不断升高，如不能重视雾霾污染对墙体材料生产的严格要求，企业将会失去持续发展的基础。
关键词：雾霾、PM2.5、烧结砖、烟气治理
对于霾的了解，大多数人是来源于北方地区雾霾天气预报，电视机滚动字幕提示着霾、霾转多云、霾转雾、重度污染等等。
在电脑上百度“霾”称灰霾（烟雾），是空气中悬浮的大量微粒，如灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等，其直径小于等于2.5微米（PM2.5），肉眼看不见，使得大气混浊，能见度降低。当空气中各种悬浮颗粒物含量达到一定程度，则天气预报既出现霾、霾转多云、霾转雾等气象预报。雾霾天气对居民健康、工业生产和运输，影响较大。
空气污染指数(AQI)，既采用空气中PM2.5数值表示，当超过一定数值时，随着数字增加，空气污染程度逐渐严重，当PM2.5数值超过500微克/立方米时，属于重度污染，气象预报为霾红色一级预警。
个人猜想，PM2.5颗粒在自然界中应该是客观存在，并且，人们一直生活在PM2.5颗粒的包围中，人们的一举一动，都会产生PM2.5颗粒。如此微小的粒子，能够形成重大的危害，主要原因是其聚集没有扩散造成的。在当代，随着工业化进程的加快，有害PM2.5颗粒的种类越来越多，数量越来越大，如遇到不利气象原因，PM2.5颗粒聚集，雾霾危害很轻易地到达重度污染程度。为了应对雾霾污染，只能依靠限行、停止施工、停止工业生产等被动措施。而此时的措施，急切之下，并不能有效治理雾霾，最终，只能依靠大风治霾、等待大风对雾霾的扩散，空气污染预报才能解除。
根据PM2.5颗粒构成分析，汽车尾气、燃煤烟气、一般工业生产和扬尘，是形成雾霾对空气污染的主要原因，其中，大气环境条件不利时，特别是秋冬季时地表温度低，高空的暖空气犹如锅盖使得空气污染物无法垂直扩散。对此，气象学家给出一个专业术语——逆温层。通俗地说，就是一层温暖、静止的暖空气为下层的冷空气制造了一个大帐篷，冷空气密度大，无法上升，一般都在暖空气下面，逆温层的底部，一般距地面150~460m。这也成为寒流大风到来时严重雾霾立即解除的根本原因，空气污染红色预警就会解除。
国家计划到2017年，通过综合治理，京津冀地区PM2.5年平均浓度要控制在73微克/立方米左右。到2020年，PM2.5年平均浓度要控制在64微克/立方米左右。
某日，贵阳飞石家庄的两个航班被取消。事后查询资料，其原因就是石家庄市空气污染指数PM2.5数值达到539微克/立方米，并且持续严重污染天气造成的。第二天，到达当地烧结砖企业，企业因雾霾重度污染预警，已经被限定停止生产。实地考察生产线条件后，与企业领导和生产技术人员就技术改造目标进行了交流，企业提出，本次技术改造，总体目标为2条，一是烟气要达标排放，满足GB29620-2013《砖瓦工业大气污染物排放标准》指标要求；二是产量要高，实现年产6000万块（折普通砖）空心砖的生产要求。在河北省防治雾霾污染影响的大背景下，要想保持烧结砖生产的持续发展，环保达标必须放在第一位！这种概念已经被企业家自觉地接受了。原先替企业的担心，变成了为企业具有的远见而高兴。2015年，河北省针对减少霾的产生源头，关停取缔实心黏土砖瓦窑2780家，减少烟气排放，减少霾的产生源头。此举，同时也为墙体材料生产行业淘汰了大量落后产能，为新型墙体材料规模化和现代化生产创造了极好的条件，这也是企业提出技术改造的依据之一。
目前，石家庄新乐市仅有2家烧结砖企业，烧结普通砖市场价格为0.33~0.35元/块；多孔砖为0.45~0.55元/块；加气混凝土砌块为135元~145元/m³。两种墙体材料，烧结砖市场价格高一些，而且销售市场很好，产品直接由窑车上卸下码到汽车上，运输出厂。
烧结砖生产，属于一般工业生产。生产过程中，会产生扬尘，当采用外投煤时，会产生燃煤烟气。当前烧结砖生产工艺现状条件，针对扬尘，技术方案普遍设置布袋收尘器进行收尘。针对烟气，则采用脱硫塔进行烟气处理。而专家认为，目前现有的布袋收尘器、旋风收尘器、静电收尘器，脱硫塔等设备特性，对毫米级的粉尘，其收尘效率较高，但是，对于微米级的PM2.5颗粒，收尘效率很低，无法实现对微米级颗粒物的治理。因此，当前烧结砖生产工艺设计需要围绕减少污染物排放开展工作。在规模化生产条件下，实现砖瓦工业污染物达标排放的要求。
1、烧结产品空心化是污染物减量的基础
以烧结普通砖为列，一般条件下，如生产1万块普通砖，将消耗原料约20~22m³，重量达到36吨。如生产空心砌块，产品孔洞率较高，采用标准中空心砌块密度等级为800kg/m³时，同样生产折标砖数量为1万块普通砖，消耗原料重量仅为14吨。烧结空心砌块与普通砖原料消耗相比，每万砖减少原料消耗约为22吨。
姑且不论原料资源本身的价值，仅由烧结砖生产工艺环节分析，这部分原料运输、堆放、转运、给料、破碎筛分、成型、干燥、焙烧、装卸等等环节，产生的运输费用、扬尘、金属磨损与修复、电能消耗、燃料增加、烟气量提高、人力资源消耗等等方面，均直接或间接地加大了污染物的排放，此部分污染物，将加重霾污染的危害。特别是燃料数量增加后，烟气量大幅度提高，烟气中直径小于等于2.5微米（PM2.5）灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等灰霾，在不利气象条件下，是形成重度污染的直接因素。这就是河北省关停取缔实心黏土砖瓦窑2780家，减少霾产生源头措施的重要原因之一。
为了打败雾霾，必须有牺牲，意味要取缔人口密集地区的不能控制烟尘的企业”。
2、燃料的选择
根据PM2.5颗粒构成分析，燃煤烟气其主要来源。烧结砖生产工艺中，大部分企业多采用含有残余发热量的工业废弃物作为燃料。同时，根据焙烧情况的变化，还需要少量的外投煤，调节窑内砖垛断面温度以及高温带长度变化。外投煤一般为5~10mm颗粒，加入窑内后，类似散煤燃烧，存在不完全燃烧的情况，此部分燃煤烟气，并不能像发电厂那样经过严格的烟气脱硫脱硝处理。因此燃料品质应引起高度关注。
含有残余发热量的粉煤灰、锅炉渣、煤矸石，作为内燃掺配料，掺配数量提高时，也作为原料使用。已被燃烧过的粉煤灰和锅炉渣，有害杂质含量较少，当用于烧结砖时，污染物达标排放比较容易实现。而煤矸石的使用，因成分复杂，硫成分相对较高，特别是全煤矸石制砖工艺，污染物排放数量较大，治理难度较高。因此，如条件许可，应放弃煤矸石作为内燃掺配料或原料在工艺中的应用。
工艺中，应采用硫分低0.4%、灰分低于16%的煤作为外投煤使用。有条件的企业，应将燃料改为天然气，减少烟气中有害颗粒物。
3、低空气过剩系数焙烧
烧结砖干燥环节中，部分企业采用低温大风量的干燥方式，使得隧道窑烧成控制中过剩空气系数往往偏高高，大量烟气经过脱硫塔时处理难度较大，不易达到污染物达标排放要求。针对干燥而言，降低成型水分、增加静停、预干燥、采用太阳能等措施，改善湿坯干燥工艺，避免采用大风量干燥的方式，从而为烧成环节减轻燃烧负荷。
当干燥所需风量降低后，隧道窑烧成，可采用低空气过剩系数焙烧的方式，完全排除外投煤类似散煤燃烧的状况，避免不完全燃烧带来的有害颗粒物。
4、生产时间的选择
具有规模化生产条件的烧结砖企业，应当有计划的安排年生产任务，避免在PM2.5颗粒季平均浓度较高期间组织生产。
根据统计资料，我国北方地区冬季供暖，燃煤总量达到1.3亿吨，相当供暖地区一个家庭差不多一个冬天要烧1吨煤。根据PM2.5季平均浓度分析，每年第四季度，北京等供暖地区与湖南等不供暖地区，PM2.5季平均浓度相差一倍以上。因此，北方烧结砖企业应调整生产计划，避开高霾风险，在大气环境扩散条件较好的期间，组织生产，满足全年产品市场销售。
2015年部分地区PM2.5颗粒季平均浓度（微克/立方米）
根据上表数据显示，每年3~10月，PM2.5季平均浓度，基本满足国家计划规定的京津冀地区PM2.5年平均浓度要控制在73微克/立方米左右（2017年）的要求。因此，企业在完善烧结砖污染物处理设施的条件下，在此期间组织生产，能够减少雾霾危害的影响。
生产有污染，消费有垃圾。污染和垃圾种类繁多，危害程度和结果也远远超出人们的想象。然而，这也是现代人们追求高品质生活带来的后果。因此，治理雾霾和其他环境污染的根本途径，只能从根本上改变人们自身的生活方式开始。
