淺析水泥行業(yè)粉塵污染控制技術

陳紅燕

河南可人科技有限公司（450000）

淺析水泥行業(yè)粉塵污染控制技術

陳紅燕

河南可人科技有限公司（450000）

盡管近年來水泥行業(yè)裝備水平得到極大提高，但隨著霧霾等環(huán)境問題的日益突出和排放標準的日益嚴格，水泥行業(yè)粉塵污染控制尤其重要。文章重點闡述了水泥行業(yè)粉塵污染產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，并提出了有組織粉塵、無組織粉塵及事故排污的污染控制措施。

環(huán)境問題、粉塵、污染控制

近幾年來國內(nèi)水泥行業(yè)已成為產(chǎn)能嚴重過剩行業(yè)，2012年全國水泥產(chǎn)量達到22.1億噸，占世界水泥產(chǎn)量的56%。水泥工業(yè)在支撐國民經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，也帶來了嚴重的環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計，我國水泥工業(yè)顆粒物排放占全國排放量的15%～20%，屬污染控制的重點行業(yè)。隨著水泥行業(yè)技術進步和公眾對環(huán)保日益關注，水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，污染物控制標準也將越來越嚴格，環(huán)保管理部門也逐漸加強對水泥企業(yè)的日常監(jiān)管。一旦出現(xiàn)環(huán)保問題，將影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)和銀行信用，甚至導致企業(yè)無法生存。環(huán)境問題已成為制約企業(yè)生存和發(fā)展的重要因素，只有通過粉塵污染控制技術，可以降低污染物排放濃度，減少污染物排放量，從而不斷滿足國家對水泥工業(yè)的污染控制要求。

2013年12月27日，環(huán)境保護部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2013）新標準替代《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2004）。新標準重點提高了顆粒物的排放控制要求，根據(jù)除塵技術的進步，新標準將顆粒物排放限值由原標準的50 mg/m3（水泥窯等熱力設備）、30mg/m3（水泥磨等通風設備）收嚴至30mg/m3、20mg/m3。無組織排放限值也由原來的1.0mg/m3降低至0.5mg/m3。排放標準的提高倒逼現(xiàn)有水泥企業(yè)將采取更為先進的粉塵污染控制技術。

1　有組織粉塵

1.1有組織粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)

水泥廠粉塵主要分為有組織粉塵和無組織粉塵。有組織粉塵排放產(chǎn)生環(huán)節(jié)包括原料破碎、預均化及輸送過程，原料調(diào)配及輸送過程，原料粉磨、輸送及生料均化過程，窯尾預熱過程，窯頭燒成熟料冷卻過程，熟料儲存及水泥配料過程，水泥粉磨及輸送過程，水泥儲存及包裝過程，原煤預均化過程，煤粉制備過程。

1.2有組織粉塵控制措施

1.2.1袋式除塵器

目前，新型干法水泥工業(yè)從原燃料進廠破碎到水泥包裝出廠的整條生產(chǎn)線大多采用袋式除塵器。袋式除塵器適用于干法水泥生產(chǎn)線中窯系統(tǒng)、磨機及通風設備的排放點和揚塵點，而且大量用于電除塵器的改造。袋式除塵器優(yōu)點：不受煙塵比、電阻等方面的影響，能捕集電除塵器難以捕集的粉塵；除塵效率高，排放濃度甚至可達10mg/m3以下，除塵效率隨粉塵的濃度升高而提高；運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適應性強，能在較寬范圍的溫度、壓力和粉塵負荷下運行；操作技術簡單，可在線檢修。袋式除塵器的缺點也十分明顯，尤其是濾袋受到煙塵溫度的限制，溫度過高時容易燒袋，溫度過低又容易冷凝結(jié)露而糊袋。多年來在水泥行業(yè)，普遍認為袋式除塵器運行阻力及能耗高，一次性投資成本較大而且運行成本費用較高，這是制約袋式除塵器發(fā)展的主要因素。新型干法水泥窯窯頭、窯尾的電改袋至少投入700萬元，新建安裝大型袋式除塵器至少投入900萬元；其設備阻力通常在1000～1500Pa；窯頭和窯尾功率消耗分別在400kW和550kW左右；普通濾袋壽命一般為1～2年，高端濾袋為3～5年。隨著國家排放標準的日益嚴格，耐高溫、高效、特種新型濾料不斷涌現(xiàn)，大大降低了除塵設備一次性投資及運行成本，袋式除塵器逐漸被越來越多的水泥企業(yè)認可并采用。據(jù)統(tǒng)計，河南省內(nèi)的新型干法水泥生產(chǎn)線普遍使用袋式除塵器進行除塵。根據(jù)某水泥企業(yè)污染源監(jiān)測及窯頭窯尾在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，排放濃度均滿足粉塵的控制標準要求，窯頭、窯尾采用耐高溫大型袋式除塵器，其他環(huán)節(jié)采用氣箱脈沖袋式除塵器進行除塵可以滿足實際建設項目各個工段粉塵治理的要求。

1.2.2超凈排放技術

隨著工業(yè)的發(fā)展，由PM2.5所帶來的環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴重，近年來全國各地均出現(xiàn)嚴重霧霾。PM2.5的主要來源是工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣的廢氣排放，這些廢氣中大多含有有毒有害物質(zhì)，工礦企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣不經(jīng)處理或者處理不當排到大氣中是PM2.5的首要的污染源。減少污染源，有效治理大氣污染物排放是解決霧霾的根本之道。由于水泥行業(yè)為基礎原材料制造行業(yè)，盡管已經(jīng)產(chǎn)能嚴重過剩，但其在建設發(fā)展中仍發(fā)揮重要作用，必不可少。所以，即使水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩問題解決，我國環(huán)境容量的巨大壓力依然存在。這就要求我們未來的標準要比現(xiàn)有標準更嚴，甚至超歐、美的標準，才能滿足生態(tài)文明建設的要求。

目前，袋式除塵器對顆粒物的凈化效率可以達99.99%，PM10捕集效率為99.35%，PM2.5捕集效率為98.84%，其在控制細顆粒物方面有明顯優(yōu)勢。對于袋式除塵器來說，超凈排放技術不應簡單地理解為把濾料質(zhì)量提高，或提高濾袋的縫制質(zhì)量就可解決問題，這是綜合技術的集成系統(tǒng)，應從高效噴吹清灰系統(tǒng)、高精度過濾系統(tǒng)、低阻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、均風分布系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等五大主要系統(tǒng)技術進行創(chuàng)新，超凈排放技術的研發(fā)對袋式除塵器各個系統(tǒng)的創(chuàng)新研究將是一次提升和考驗，也必將進一步整體提升我國袋式除塵技術和裝備水平。

1.2.3袋式除塵器有效改進措施

1）在水泥生產(chǎn)中部分產(chǎn)污環(huán)節(jié)粉塵產(chǎn)生濃度相對較高，單純直接采用袋式收塵器，如果濃度太高，勢必要把清灰周期縮短，對每條濾袋來說，必須頻繁清灰。清灰頻繁不僅耗能多，而且影響濾袋壽命。所以有高濃度含塵氣體在除塵器前要增設預除塵裝置。

2）高的過濾風速只可以降低設備的第一次投資，但增加風機電耗，大大縮短濾袋使用壽命，出口排放濃度增加，帶來的負效益是長久的。對于在運設備，若是因過濾風速設計過高而不斷出現(xiàn)頻繁破袋、排放超標、運行阻力過高等故障，建議技改，增加過濾單元及過濾面積，降低過濾風速。

3）對袋式除塵器進行升級改造，換用高品質(zhì)濾袋，填充更為有效的新過濾材料。

4）加強對除塵設備的日常維護和對部件的不定期檢查，保證良好的除塵效果。

采取上述整改措施對袋式除塵器進行技術改造后，除塵器除塵效率將大大提高，使得顆粒物排放濃度可以滿足 《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2013）中表2大氣污染物特別排放限值。

2　無組織粉塵

2.1無組織粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)

由于新型干法水泥生產(chǎn)線熟料燒成系統(tǒng)一般采用回轉(zhuǎn)窯帶高效低壓損雙系列五級旋風預熱器和分解爐的新型干法生產(chǎn)工藝，采用設備較先進，自動化程度相對較高，輸送環(huán)節(jié)均在密封下進行，無組織粉塵排放相對較小。無組織粉塵排放大多產(chǎn)生于原料運輸、原料堆存、物料汽車轉(zhuǎn)運、水泥包裝及成品運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，主要為以下5個方面：

1）原料粉塵主要來自鈣質(zhì)原料（石灰石）、硅鋁質(zhì)原料（砂巖、黏土、粉煤灰等）和鐵質(zhì)原料（鐵粉、硫酸渣等）進廠、破碎和預均化環(huán)節(jié)，此類粉塵無組織排放占水泥企業(yè)無組織排放的50%左右。

2）生料粉塵主要指原料配料、粉磨、均化、輸送過程中產(chǎn)生的無組織排放，該種粉塵無組織排放隨著水泥工業(yè)的技術進步越來越小。

3）燃料粉塵主要指煤進廠、儲存、倒運、破碎、粉磨、輸送等過程中產(chǎn)生的無組織排放，尤其裝卸和倒運過程產(chǎn)生的煤粉塵排放居多。

4）熟料粉塵無組織排放主要來自熟料輸送、下料、二次倒運過程，尤其以二次倒運產(chǎn)生的揚塵居多。

5）水泥粉塵無組織排放主要來自于水泥包裝、散裝和運輸環(huán)節(jié)，尤其以包裝環(huán)節(jié)居多。

2.2無組織粉塵控制措施

項目對生產(chǎn)過程中的無組織粉塵排放，主要采取下列控制措施：

1）轉(zhuǎn)運點降低落差，加強原、燃料堆放、儲存及交通運輸?shù)墓芾砉ぷ鳎瑥S區(qū)道路車輛限速行駛，地面粉塵及時清理等措施。

2）廠區(qū)內(nèi)配備灑水車，在干燥季節(jié)對原料堆放場地和物料運輸?shù)缆愤M行灑水降塵，對物料表面灑水增濕等措施。

3）工程的堆棚及預均化堆場進行封閉，在沒有車輛進出時，保持堆棚大門關閉，減少揚塵外溢。

4）包裝車間由于車輛的不斷駛?cè)牒婉偝?，無法進行封閉，可以采用卷簾進行遮擋，減少無組織粉塵排放外溢，包裝車間進出口應設置霧化噴水裝置進行降塵。

3　粉塵事故排污防范措施

事故排污主要是由于凈化系統(tǒng)的設備運行管理、檢修維護等各個環(huán)節(jié)，存在問題而出現(xiàn)短時間內(nèi)治理效果大大下降、污染物排放量急劇增加的情況。為減少粉塵事故排放出現(xiàn)的幾率，并將污染控制到最低限度，應采取嚴格的防范措施：

1）加強設備定期維護保養(yǎng)及崗位職工技術培訓，做到對事故排污作出準確判斷，一旦發(fā)現(xiàn)則應及時組織有關人員盡快采取應急措施。

2）如布袋除塵器出現(xiàn)破損，不能正常運行，造成污染物大量排放，應及時在線更換布袋，避免停機影響正常生產(chǎn)。

3）窯尾袋除塵器出現(xiàn)單個室布袋破損或糊袋時，可關閉進入該室的廢氣通道，廢氣通過其他室處理達標后，經(jīng)引風機排入大氣。該室可進入人員換袋、檢修。若出現(xiàn)大面積破損或糊袋時，應根據(jù)窯系統(tǒng)在線監(jiān)測儀的監(jiān)測結(jié)果，及時停窯檢修。

4　結(jié)語

水泥企業(yè)作為高能耗、高污染的資源型企業(yè)，在區(qū)域水泥產(chǎn)能嚴重過剩的大背景下，只有不斷利用環(huán)境治理、技術改造等手段進行節(jié)能減排，做好廢棄資源的綜合利用，節(jié)約成本，才能不斷提高自身的市場競爭力，在水泥工業(yè)中建立起可持續(xù)發(fā)展的技術示范模式。粉塵污染控制技術需要不斷改進，粉塵排放濃度越來越低。通過對水泥企業(yè)的粉塵治理，可改善企業(yè)所在地的區(qū)域環(huán)境，改變當?shù)孛癖妼鹘y(tǒng)水泥工業(yè)的印象，使水泥生產(chǎn)企業(yè)能夠成為環(huán)境友好型企業(yè)。不斷改進粉塵污染控制技術，適應越來越嚴格的排放標準，使企業(yè)獲得良好的環(huán)境效益和社會效益，以便謀得更好地生存和發(fā)展。

［1］鄭青.袋式除塵技術發(fā)展回顧和展望［J］.水泥，2016（3）：45-48.

［2］劉濱，胡建鵬，許小雷.水泥企業(yè)袋除塵的技術提升［J］.水泥，2016（1）：23-25.