水泥工業(yè)對環(huán)境的污染及其治理措施

1、專業(yè)：化學(xué)工程與工藝年級：2010 級 4 班選題類別：水泥工業(yè)與環(huán)境學(xué)號： 2010507362姓名：蔣博寧成績:水泥工業(yè)對環(huán)境的污染及其治理措施水泥工業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，水泥工業(yè)的發(fā)展速度和國民經(jīng)濟發(fā)展速度密切相關(guān)，在我國國內(nèi)生產(chǎn)總值發(fā)展速度較快的時期往往也是水泥產(chǎn)量增長較快的時期。改革開放以來，我國水泥工業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為世界上最大的水泥生產(chǎn)和消費國，2005 年我國水泥產(chǎn)量1016 億噸，占世界總產(chǎn)量的48%左右，從1985 年起到2010 年，我國水泥產(chǎn)量已連續(xù)26 年位居世界第一位。據(jù)初步統(tǒng)計，我國2007 年水泥產(chǎn)量達(dá)到1316 億噸，同比1978 年增長了近

2、21 倍，從 1978 2007 年，我國水泥產(chǎn)量年均發(fā)展速度達(dá)到11 %。我國水泥工業(yè)的快速發(fā)展主要得益于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時又對我國經(jīng)濟保持快速發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)支持。2010 年我國水泥總產(chǎn)量達(dá)到18.7 億噸，約占全球總產(chǎn)量的60%，在數(shù)量上堪稱世界水泥超級大國了，但這18.7 億噸的產(chǎn)量卻是由數(shù)千家水泥廠、數(shù)萬座窯爐來完成的，平均每個廠的生產(chǎn)規(guī)模約10 多萬噸，不足先進國家平均規(guī)模的1/10。我國水泥工業(yè)污染情況及存在的嚴(yán)重危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：水泥生產(chǎn)過程中的粉塵污染、酸性氧化物 SOx 和 NOx 及溫室氣體 CO2 的釋放、噪音污染等。一、水泥工業(yè)粉塵污染及其治

3、理措施1.水泥廠粉塵特點1.1 烘干物料產(chǎn)生的煙氣烘不同物料所產(chǎn)生的煙氣的特性有所不同，但一般含塵濃度比較高，含濕量大且波動范圍大，露點溫度高，正常情況下廢氣溫度較低，廢氣中粉塵粒徑范圍寬且有一定的腐蝕性。1.2 粉磨產(chǎn)生的廢氣生料磨廢氣中的含濕量因各廠工藝不同區(qū)別較大。水泥磨入磨物料都是干料，其排風(fēng)含濕量低，一般無結(jié)露危險，粉塵粒徑較小。隨著水泥工藝技術(shù)的進步，高效選粉機的使用會使水泥磨排出的灰塵濃度越來越高，有時會超出 1000 g/ m3。1.3 立窯的煙氣立窯煙氣的治理難度不是其煙氣量大，也不是其粉塵濃度高，而是其煙氣的“濕、蝕、變”的特殊工況。1.4 干法旋窯窯頭、窯尾的煙氣干法旋窯

4、窯頭的煙氣主要為冷卻熟料的廢氣，具有顆粒粗且干燥，溫度高且波動大，粉塵濃度一般較小的特點。干法旋窯窯尾煙氣的特點是：煙氣量大，溫度高，粉塵濃度高，粉塵細(xì)而粘、比電阻值高且含有酸堿氧化物等腐蝕性煙氣。窯單體操作與窯磨聯(lián)合操作相互轉(zhuǎn)換時，進入除塵器煙塵的工況變化較大。2.水泥廠除塵難點與對策2.1 原材料的除塵原材料的破碎、輸送與儲存過程中的揚塵點近年來改用袋式除塵器，將幾個揚塵點集中除塵. 但對揚塵點除塵器的選型，清、卸灰參數(shù)的確定及濾料選用存在許多問題. 解決方法一般有:針對不同類型的破碎機 . 如在過濾風(fēng)速上選擇沖擊式小于積壓式破碎機，因為沖擊式破碎機的微細(xì)粉塵易造成袋式除塵器穿袋。2.2

5、煤粉的除塵由于含煤粉氣體易燃易爆，成堆的煤粉在一定條件下也會自燃，所以煤磨系統(tǒng)除塵設(shè)備必須考慮防燃防爆、安全卸壓問題，如在除塵器上設(shè)防爆閥 .同時煤磨用袋式除塵器必須采用抗靜電濾料（如纖維防靜電混紡織物），防止由于靜電引起燃燒、爆炸事故。2.3 生料粉的除塵生料磨除塵的難點是原材料中的水氣致使除塵設(shè)備結(jié)露，尤其在冬季，其關(guān)鍵是保溫和抗結(jié)露，必要時可在磨機出口處裝一小型熱風(fēng)爐，使廢氣溫度高于 70 .同時冷空氣的漏入也會使磨內(nèi)煙氣溫度接近露點溫度而引起普通生料磨除塵器結(jié)露，時間一長濾袋就會板結(jié)，使清灰效果惡化，故應(yīng)采取措施以保證漏風(fēng)率低于2%.不帶烘干的生料磨可采用常溫脈沖袋式除塵器。2.4 水

6、泥粉的除塵當(dāng)前水泥磨主要采用“氣箱脈沖袋除塵器”這種除塵器因采用壓縮空氣清灰，清灰力度較大。采用“氣箱脈沖袋除塵器”的同時，還要選擇能夠處理高濃度含塵氣體的濾料，如薄膜覆合聚酯針刺氈具有獨特的交叉微孔特性，可實現(xiàn)近于零排放，并且阻力低而穩(wěn)定，過濾速度快，對吸濕性強、易粘結(jié)硬化的粉塵具有良好的剝離性。薄膜覆合聚酯針刺氈的正常使用壽命可達(dá)3 8 年，可保證廢氣的粉塵排放濃度低于20 g/ m3 。2.5 立窯煙氣的除塵目前，國內(nèi)已有 2000 多臺玻纖袋式除塵器成功地運用于立窯煙塵污染的治理。另外，將傳統(tǒng)的玻纖袋式除塵器的鋼結(jié)構(gòu)外殼設(shè)計成磚混結(jié)構(gòu)，可以使因立窯煙氣腐蝕除塵器殼體而使除塵器失效的問題

7、得以解決。2.6 旋窯窯頭及窯尾煙氣的除塵目前，國內(nèi)干法旋窯窯尾有不少帶余熱發(fā)電鍋爐，煙氣溫度一般為200 240，露點為35左右，可直接使用“玻纖脈沖袋式除塵器”，過濾風(fēng)速經(jīng)濟值為0.8 1.0 m/min 。煙氣不需冷卻但要做保溫措施。因為在通風(fēng)不良的煙氣滯留區(qū)，除塵器外部的局部仍可能低于露點。二、水泥生產(chǎn)中有害氣體及其防治措施1.堅持不斷地降低水泥工業(yè)的能源消耗我國水泥工業(yè)降低熟料燒成熱耗和水泥綜合電耗的潛力十分巨大。以燒成熱耗為例，如果我國熟料燒成熱耗都能降低到當(dāng)前國內(nèi)的先進水平，則熟料燒成熱耗一項可節(jié)約22%，由于燃料燃燒可減少CO2 排放量達(dá)0.375 億噸，相當(dāng)于水泥工業(yè)減少了C

8、O2 排放9.5% 。我國水泥綜合電耗在110-130KWh/t ，而國外水平僅為 90-100 KWh/t ，節(jié)約潛力在 20%-30% ，顯然，節(jié)電間接地降低了水泥工業(yè)對大氣的污染。2.通過各種措施，提高水泥熟料和水泥的質(zhì)量從目前的生產(chǎn)工藝和條件來看，水泥熟料不大可能脫離以硅酸鈣為主要成分。其主要原料為石灰石，且必須經(jīng)過高溫煅燒，因此， CO2 、 SO2、和 NO X 的排放在所難免。但是通過提高水泥熟料質(zhì)量，生產(chǎn)高性能的水泥，降低水泥在混凝土中的用量，或者通過多摻或摻人優(yōu)質(zhì)混合材的措施，降低水泥中的熟料用量，顯然這也是降低水泥工業(yè)對大氣污染的重要措施。3.降低 NOX 排放的措施據(jù)資料

9、介紹，煙氣中的氮氧化物(NO X ) 主要為 N 2、 NO 等。窯在高溫作業(yè)時，熟料中的氮及空氣中氮與氧化物生成 NO 等氮氧化合物，其生成數(shù)量與燃燒溫度、火焰中的過量氧的多少、煙氣在高溫下經(jīng)過的時間等因素有關(guān)。溫度越高，生成的NO 量越多，生成NO 所需的時間也越短，一般情況下，生成的NO 不分解，也極少氧化成NO 2 據(jù)報道，目前已有許多方法可以降低NO X 排放。有些方法已在水泥工業(yè)中成功應(yīng)用，現(xiàn)介紹如下： a.選擇性非催化還原法b.采用低 NOX 排放的分解爐4.降低 SOX 排放的措施據(jù)資料介紹， SO2 儀是一種有臭味的窒息性無色氣體，是污對染大氣的主要毒氣，人類和生物的危害也很

10、大。 SO2 在空氣中停留時間為幾小時至一周時，在下雨或下雪時降到地面，但數(shù)量僅為20%。 SO在大氣中氧化后遇到水蒸氣，就變成硫酸煙霧而長期在大氣中存在，其毒性比SO高1022倍，例如大氣中 SO-6 時，人感到有刺激作用，而當(dāng)硫酸霧濃度為0.8 10-6 時，人就感2 濃度為8 10覺到難受，當(dāng)空氣中有塵粒與SO2 同時存在時，能產(chǎn)生煙霧，若當(dāng)塵粒為SO2時，能促進空氣中的SO2 氧化，生成硫酸液沫，該液沫附著在煙塵上或凝聚在霧核上，進人人的呼吸系統(tǒng)，使人得癌癥、支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫等多種呼吸道疾病。及由它轉(zhuǎn)化的酸雨，會威脅植物的生長，降低其生長率，污染江河湖泊，毒死水生動物。SO

11、2 還能腐蝕鐵、銅、鎳，損害CaCO3 質(zhì)建筑材料，能降低布匹的強度和使紙發(fā)脆，對皮帶有親和性，并使其強度下降。SO2 在大氣中存在，還會影響能見度、天文觀察和太陽輻射。目前世界各國研究防止SO2 的方法很多，但其技術(shù)成熟、效果較好的是排煙脫硫。目前一般采用干法和濕法脫硫，濕法也是今后的發(fā)展方向。三、水泥廠中噪音污染分析及綜合治理水泥廠噪聲的特點是：聲源點固定，聲源種類復(fù)雜、聲源分布廣，聲壓級別高，如原料磨、煤磨、水泥磨、風(fēng)機、空壓機等聲壓級都在851050dB ，屬于強噪聲源。水泥廠噪聲的危害：長期工作在噪聲環(huán)境中，會導(dǎo)致腸胃功能紊亂，如消化不良、食欲不振、惡心嘔吐等；易患心血管系統(tǒng)疾病，如

12、冠心病和高血壓的發(fā)病率比正常情況高出 23 倍；噪聲對視覺器官也會造成不良影響，如會導(dǎo)致眼痛、視力減退、眼花等癥?？梢姡肼晫θ私】档奈：κ嵌喾矫娴?，應(yīng)引起水泥企業(yè)的重視。1. 噪聲污染綜合治理途徑1.1 采用低噪設(shè)備用立磨或輥壓機替代管磨機。立式輥磨是通過擠壓原理對物料進行粉磨，產(chǎn)生的噪聲低于靠沖擊力對物料進行粉磨的管式磨約 20dB(A) 。采用低噪聲型的離心風(fēng)機、三葉羅茨風(fēng)機、螺桿式壓縮機；或采用加工精度較高的進口設(shè)備，都可降低噪聲。1.2 合理布局噪聲設(shè)備水泥廠應(yīng)綜合考慮噪聲設(shè)備整體布局的合理性。高噪聲的磨機、風(fēng)機等噪聲設(shè)備所在車間的布置，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離廠前區(qū)、車間辦公室、化驗室等對噪聲

13、敏感的區(qū)域。如果條件允許，可用倉庫、食堂、圍墻等對噪聲不敏感的建筑物做屏障隔聲，或利用自然地形降低噪聲。1.3 球磨機降噪球磨機是水泥廠重要的設(shè)備，也是水泥企業(yè)的強噪聲源，其聲壓級可達(dá)105 dB ，通常采用隔聲罩、隔聲屏、筒體阻尼包覆、用橡膠襯板代替錳鋼襯板、非球形鋼研磨體等措施進行降噪，僅能降噪100dB 左右，降噪效果不理想，要使噪聲級降低到85 dB 以下，較理想的途徑是采用隔聲室。隔聲室降噪就是將球磨機運轉(zhuǎn)區(qū)域進行封閉，降低球磨機噪聲。一般水泥企業(yè)的球磨機房為兩面或三面磚墻，磚墻本身的隔聲量和阻尼作用已經(jīng)很大，一般不做考慮。隔聲室設(shè)計時，重點是考慮門、窗和磨房內(nèi)墻的吸聲處理。1.4

14、風(fēng)機降噪風(fēng)機也是水泥廠一大噪聲源，特別是新型干法水泥廠的窯尾排風(fēng)機和熟料篦式冷卻機風(fēng)機，噪聲高達(dá) 105 dB(A) 。對風(fēng)機進行降噪處理，是減小水泥企業(yè)噪聲污染的重要方面。(1)風(fēng)機的進出風(fēng)管道安裝消聲器。在氣流通過的管道內(nèi)，將超細(xì)礦渣棉、礦渣棉玻璃絲、工業(yè)毛氈等多孔消聲材料與管道內(nèi)壁緊密接觸，吸收噪聲。消聲材料的厚度可根據(jù)噪聲的頻率選擇，高頻噪聲應(yīng)選用較厚的消聲材料，消聲材料厚度小時對低頻聲的吸收效果較好。(2) 根據(jù)消聲量確定消聲器長度和消聲彎頭的數(shù)量。消聲器有效長度長，采用消聲彎頭時，消聲效果好，但壓力損失大，較高的氣流速度又會產(chǎn)生新的噪聲。(3) 風(fēng)管用阻尼材料外包扎減少通風(fēng)風(fēng)管傳播噪音，使用阻尼涂料粉刷風(fēng)機、風(fēng)管。(4) 增大增重風(fēng)機、電機基礎(chǔ)及采用橡膠隔振墊等隔振措施，也可用密封罩密封風(fēng)機等。(5) 風(fēng)機房屋采用吸聲的墻體，如多孔混凝土砌塊、內(nèi)貼吸聲材料，或采用雙墻隔聲墻處理等。四、總結(jié)與展望水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)采用國內(nèi)外先進的生產(chǎn)工藝和裝備，充分利用各類工業(yè)固廢及窯系統(tǒng)余熱，實現(xiàn)節(jié)能降耗和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，對廢氣、噪聲、廢水、重金屬等各類污染源