水泥生產(chǎn)與環(huán)境保護

1、水泥生產(chǎn)與環(huán)境保護【摘要】 生態(tài)水泥就是一種各種各樣的廢棄用品，例如，工業(yè)工程廢料。殘渣或者是城市的垃圾等作為原始可燃材料制造出來的水泥。本研究就是通過介紹我國及世界的生態(tài)水泥方面的研究以及發(fā)展現(xiàn)狀，針對目前生態(tài)水泥發(fā)展存在的一些問題簡單的進行分析和探討。在文章末尾得出結(jié)論：我國在水泥工業(yè)上的發(fā)展中生態(tài)占有極其重要的位置，特別是大城市的水泥行業(yè)逐漸走向可持續(xù)發(fā)展；生態(tài)水泥還能提高資源的利用，保護周邊環(huán)境。因此，對于生態(tài)水泥的研究都要不斷加強?！娟P(guān)鍵詞】 生態(tài)水泥；廢棄物品；環(huán)保；可持續(xù)發(fā)展引言 縱觀水泥發(fā)展史,自1824年誕生波特蘭水泥至今187年來,由于其具有豐富的原料資源、相對較低的生產(chǎn)成

2、本和良好的膠凝性能,成為當前乃至21世紀人類社會最主要的、不可替代的建筑材料。但水泥在為人類社會進步與經(jīng)濟發(fā)展做出巨大貢獻的同時,也越來越顯著地暴露出它在生產(chǎn)和應(yīng)用方面存在的一系列問題。例如:水泥生產(chǎn)過程表現(xiàn)為能源資源消耗大、環(huán)境污染嚴重;水泥應(yīng)用過程表現(xiàn)為力學(xué)性能較差、耐久性能有待提高等。這些問題的存在致使其成了最大宗的不可持續(xù)發(fā)展材料。同時,我國處于粗放型、質(zhì)量效益型并存,同時向環(huán)境材料型過渡的階段,發(fā)達國家已進入環(huán)境材料型發(fā)展階段。因此,從全球戰(zhàn)略意義的資源、環(huán)境與發(fā)展等問題出發(fā),必須加強對人類社會發(fā)展和國民經(jīng)濟發(fā)展舉足輕重的傳統(tǒng)材料水泥生產(chǎn)技術(shù)的研究,建設(shè)生態(tài)環(huán)境材料型水泥產(chǎn)業(yè),已成為

3、 水泥廠是資源消耗大戶,可以通過研究轉(zhuǎn)化為環(huán)保產(chǎn)業(yè)。積極探索物質(zhì)循環(huán)、能量多層次綜合利用、開發(fā)可再生資源,嘗試建設(shè)整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生的生態(tài)工業(yè)和良好循環(huán)體系,成為變廢為寶、化害為利的環(huán)保典型。一水泥的生產(chǎn)工藝 1、破碎及預(yù)均化 （1）破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。 （2）原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。 2、生料制備 水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)

4、1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料(包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏)，據(jù)統(tǒng)計，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。 3、生料均化 新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱加工的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。 4、預(yù)熱分解 把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮

5、狀態(tài)下進行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。 5、水泥熟料的燒成 生料在旋風預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進入回轉(zhuǎn)窯中進行熟料的燒成。 6、水泥粉磨 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料(及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示)，形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。 7、水泥包裝 水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運方式。二水泥工業(yè)污染 所謂“三廢”，就是“生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的廢料(廢煤

6、碴、廢石堿、廢煤灰等)、廢氣(排放、殘余等氣源再利用)、廢水(自然排泄工業(yè)廢水等)”的概稱。 水泥生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣污染物主要是粉塵，其次是so2、no、no2等。水泥生產(chǎn)的廢水中，有機物含量低，主要含粒徑不同的顆粒物，主要污染物為so2。水泥生產(chǎn)的廢料有離心成型后的廢漿、攪拌成型和澆灌的撒落料及拌制混凝土的剩余混合料、沖洗攪拌機的水漿、蒸汽鍋爐廢渣、粗細集料(砂、石)篩(洗)余物、廢品及其他邊料。下面分別介紹水泥生產(chǎn)中三廢處理技術(shù)的應(yīng)用。 2.1粉塵排放 水泥在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的粉塵，以燒成為例，隨廢氣逸出的粉塵量高達產(chǎn)品的10%以上，因此粉塵治理一直是環(huán)境保護的重點，目前所配置的電收塵器和各

7、種纖維織物的袋除塵器可保證粉塵排放值在5030mg/m3 以下,完全能滿足國家環(huán)保條例100 mg/m3 以內(nèi)要求,但是必須看到歐美工業(yè)發(fā)達國家排放值限定在30mg/m3 以內(nèi),且媛燒有毒工業(yè)廢棄物時,粉塵排放值限定在10 mg/m3 以內(nèi),這就對收塵系統(tǒng)裝備提出了更高的技術(shù)要求。 2.2有害氣體的排放 2.2.1 co2排放 近年來, co2對大氣的影響愈來愈引起人們的重視,一些國家開始限制國內(nèi)有關(guān)工業(yè)的co2排放量。水泥生產(chǎn)時, co2排放源自兩方面 ,一方面是生產(chǎn)過程中,作為水泥原料的caco3分解生成co2,常規(guī)的水泥生產(chǎn)所產(chǎn)生的co2量大致為0.5kg co2熟料以上;另外燃料燃燒所

8、生成的co2,隨著水泥生產(chǎn)的單位熱耗下降而下降。水泥熱耗從濕法6000kj熟料到預(yù)分解窯的熟料2900kj以下,其co2排放量幾乎下降了0.25kg co2熟料以上。因此減少co2排放量的重要途徑是降低預(yù)分解窯的單位熱耗。擴大預(yù)分解窯產(chǎn)量,取代高熱耗的回轉(zhuǎn)窯和立窯。從總體上來降低co2排放量。 2.2.2 sox排放 傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯和立窯生產(chǎn)時,原燃料中所含的硫,除了少量被熟料消納而成熟料成分,大部分以sox隨廢氣排放。但是,近年來發(fā)展的預(yù)分解窯對sox的排放有良好的控制功能,其原因是分解爐內(nèi)生料分解時,產(chǎn)生大量的具有脫硫功能的細顆粒游離石灰,此時燃料燃燒所產(chǎn)生的sox隨煙氣經(jīng)分解爐時,通常約7

9、0%90%的硫被游離石灰吸收而作為熟料成分,熟料中硫含量1.5%對水泥凝結(jié)時間的影響不大。 2.2.3 nox排放 近年來, nox排放一直得到人們重視,水泥生產(chǎn)時, nox排放的因素很多,與燃料的揮發(fā)分、燃燒溫度、燃燒氣氛以及燃燒裝置型式等有關(guān)?？傮w說來,燃料的揮發(fā)分愈高,則nox排放值愈低,若燃料中揮發(fā)分愈低,燃燒溫度愈高, nox排放值愈高。燃燒時氧含量愈高,排放量也愈高 ,為降低nox值，預(yù)分解窯采取的措施主要是：窯頭采用多風道低nox燃燒器,利用燃燒器內(nèi)不同風道,使氣流產(chǎn)生內(nèi)部回流,從而產(chǎn)生局部還原燃燒,同時改善沖量,減少燃燒時的峰值溫度,上述措施可以減少nox的生成量。窯尾的預(yù)熱器

10、分解爐系統(tǒng)內(nèi),在帶還原氣氛的窯廢氣中的分解爐不同部位,采用分級媛燒和多風道燃燒器來降低nox排放。上述措施可以使預(yù)分解窯系統(tǒng)nox排放值降低在500mg/m3 以內(nèi)。從國內(nèi)的一些預(yù)分解窯實測的數(shù)據(jù)來看,也低于此數(shù)值。采用熱值高且揮發(fā)分高的工業(yè)廢棄物如廢輪胎,一般可降低nox排放值約15%35% 。 2.3 廢水 水泥生產(chǎn)時,對水的污染主要為鉻污染和一般性污染。水泥窯內(nèi)溫度較高,其燒成帶使用鎂鉻磚,在堿（或硫）的作用下,穩(wěn)定的3價鉻轉(zhuǎn)化為氧化能力極強的6價鉻,當水溶液含鉻量超過0.5mg/l時,對人體的皮膚、呼吸神經(jīng)、肺等器官造成嚴重的危害,從80年代起工業(yè)化國家紛紛制定一系列環(huán)保、衛(wèi)生方面的規(guī)

11、范,對鎂鉻磚的殘磚和水泥廠排水進行全面監(jiān)控。 由于鎂鉻磚具有較高的抗高溫性、抗化學(xué)侵蝕和抗機械應(yīng)力,以及較好的結(jié)窯皮性能,且價格相對較低,因此我國目前水泥回轉(zhuǎn)窯仍以鎂鉻磚為主。從80年代中期以來,為消除鉻公害,工業(yè)發(fā)達國家明確地限制了含鉻鎂磚的生產(chǎn),一些性能優(yōu)良的無鉻磚制品相繼出現(xiàn),如抗熱化學(xué)性能和抗熱機械性能的各種型號的新一代鎂鋁尖晶石磚、增鋯白云石磚、鎂鋯磚,以及掛窯皮性能良好的鎂鐵尖晶石磚制品,在窯內(nèi)使用均取得了良好的效果,消除了鉻公害,上述產(chǎn)品正在加速推廣應(yīng)用。 三.治理措施 為了有效地控制廢氣的產(chǎn)生和排放，工程采取了以下綜合措施： (1)從工藝流程設(shè)計、布置上盡量減少揚塵環(huán)節(jié)； (2)選