金属热处理工艺产污系数研究.doc

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1、金属热处理工艺产污系数研究热处理是机械制造的重要工艺，是充分发挥材料潜力、保证零件质量和寿命、提高产品档次的关键工序，所有机械零件都需要进行不同程度的热处理。从全球热处理行业发展情况来看，我国热处理装备工艺水平与先进工业国家相比差距较大，美国等发达国家对工艺过程的控制已向着自动化、智能化和柔性化发展，我国一些企业仍凭借经验、采用人工操作，生产效率低下，能耗比偏高，一些关键零部件的使用寿命和可靠性也低于国外同类成品［1］。国家和行业协会针对上述问题，坚持推进热处理行业绿色改造和节能减排，全面进行“第二次

2、全国污染源普查”工作，对一些地方热处理企业经营中暴露的管理不力、设备陈旧、工辅材料质量不过关、能耗利用率不高、污染治理效率低等弊病大力整治。本论文基于“第二次全国污染源普查”产污系数研究技术方案，探索基于产污系数的热处理行业、企业、工艺评价技术系统，努力协助环保部门和行业职能部门进行实时监督，促进地方企业自身环保体系建设，健全中国制造业监管/监测机制，提高中国整体制造业绿色化、节能化水平。1制造业污染情况综述5学海无涯1．1行业排污量情况统计。据统计，我国热处理行业在进行气体化学热处理时，每年消耗的甲

3、醇、丙烷、煤油、淬火油等有机化合物超过30万吨，一部分有机化合物使用后分解排放或泄露出一氧化碳、氨气等有毒有害气体污染环境。每年挥发的蒸汽量，中性盐6500吨，活性盐700吨，这些盐成分中含有毒和腐蚀性气体，盐渣和废盐如处理不当，也会造成严重的土壤水质污染［2］。根据2015年环境统计年鉴数据，以金属制品业为例，其污染情况［3］为二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放量分别为9．9、3．6和8．8万吨，占全国重点工业企业污染物排放量的0．71%、0．33%、0．79%。工业废水、化学需氧量、氨氮、石油类、

4、挥发酚、氰化物排放量分别为33556万吨、36172．1吨、2785．4吨、816．2吨、0．3吨、17．7吨，占全国重点工业企业排放量比例分别为1．85%、1．42%、1．42%、5．44%、0．03%、12．11%。1．2行业排污主要影响因素及考察指标。通用设备制造业中，产品制造主要由下料、焊接、机械加工、热处理、涂装、预处理、电镀、装配、检测试验等工艺组成。基于《第二次全国污染源普查方案》对工业污染源普查内容的总体要求，参照《第二次全国污染源普查工业污染源产污系数制定(不含VOCs)技术指南》中

5、对污染物指标选择的具体规定，结合行业特点，确定主要考察污染物指标为:1)废水:化学需氧量、石油类、氰化物、总磷、总氮。2)废气:二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物、铅、氨气。研究按照《第二次全国污染源普查工业污染源挥发性有机物产污系数制定技术指南》规定，通过对企业、生产过程的分析，将工业企业的VOCs污染源归类为正常生产工况、二种排放形式(有组织、无组织排放)共12种污染排放源项。其中通用源项包括设备动静密封点、有机液体储存与调和、有机液体装卸、固体物料堆存、燃烧烟气、循环冷却水系统;非通用源项

6、包括废水集输储存处理过程、工艺有组织、工艺无组织、有机溶剂类使用、火炬。研究结合行业特点，确定本文涉及的VOCs排放源项为有机溶剂类使用。1．3热处理工序污染物参数。根据热处理工艺实际物理化学反应机理，匹配“第二次全国污染源普查”主要考察污染物指标，将表1所计参数列为研究对象，考察对应企业实际工况下产污情况。2热处理工序产污系数计算方案研究依据“第二次全国污染源普查”技术路线制定产污系数计算方案，基本思路为:①识别工艺产污节点，确定污染物指标，把握污染量影响因素;②确定产污监测系数组合，规划系数计算式

7、;③制定产污系数获取方案，进行企业实际监测采集，收集近年历史数据文件;④对采集的监测数据、历史数据进行识别检验，尽量按照地域、行业均匀权重进行使用;⑤对代表企业产污系数、产污量进行计算，进而获取对应行业产污系数;⑥根据现有系数结果确立行业产污系数体系;⑦5学海无涯选择未采集过数据的企业，进行系数、产污量核对验证。2．1热处理工段监测方案。依据研究考察的产污指标，根据国家标准制定相关工艺的监测方案，具体如表2所示。2．2数据处理方法。在实测及收集数据中，根据产污系数核算表达式及核算思路，研究按照以下几点

8、原则剔除了部分数据。1)产污浓度误差较大的数据研究通过多年从业经验及收集国内外研究成果，依据机械行业主要污染源经验数据体系，对收集和实测数据进行了甄别，误差较大的数据首先剔除。2)无进口数据部分工段工序无治理措施进口(采样口)，无法得到进口数据，采用污染治理措施平均去除效率反推误差较大，故剔除该部分数据。3)无法计算产污系数在收集的数据中，用于核算产污系数的基本参数未直接表明。热处理行业一些企业仅给出生产产品的台套数，而未给出产品产量(吨)，按照热处理行