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(shù)

陳紅燕

河南可人科技有限公司（450000）

盡管近年來(lái)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(wèn)題的日益突出和排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，水泥行業(yè)粉塵污染控制尤其重要。文章重點(diǎn)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(wú)組織粉塵及事故排污的污染控制措施。

環(huán)境問(wèn)題、粉塵、污染控制

近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)已成為產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩行業(yè)，2012年全國(guó)水泥產(chǎn)量達(dá)到22.1億噸，占世界水泥產(chǎn)量的56%。水泥工業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水泥工業(yè)顆粒物排放占全國(guó)排放量的15%～20%，屬污染控制的重點(diǎn)行業(yè)。隨著水泥行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和公眾對(duì)環(huán)保日益關(guān)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(biāo)準(zhǔn)也將越來(lái)越嚴(yán)格，環(huán)保管理部門(mén)也逐漸加強(qiáng)對(duì)水泥企業(yè)的日常監(jiān)管。一旦出現(xiàn)環(huán)保問(wèn)題，將影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)和銀行信用，甚至導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法生存。環(huán)境問(wèn)題已成為制約企業(yè)生存和發(fā)展的重要因素，只有通過(guò)粉塵污染控制技術(shù)，可以降低污染物排放濃度，減少污染物排放量，從而不斷滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)水泥工業(yè)的污染控制要求。

2013年12月27日，環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）新標(biāo)準(zhǔn)替代《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2004）。新標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)提高了顆粒物的排放控制要求，根據(jù)除塵技術(shù)的進(jìn)步，新標(biāo)準(zhǔn)將顆粒物排放限值由原標(biāo)準(zhǔn)的50 mg/m3（水泥窯等熱力設(shè)備）、30mg/m3（水泥磨等通風(fēng)設(shè)備）收嚴(yán)至30mg/m3、20mg/m3。無(wú)組織排放限值也由原來(lái)的1.0mg/m3降低至0.5mg/m3。排放標(biāo)準(zhǔn)的提高倒逼現(xiàn)有水泥企業(yè)將采取更為先進(jìn)的粉塵污染控制技術(shù)。

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(wú)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(yù)均化及輸送過(guò)程，原料調(diào)配及輸送過(guò)程，原料粉磨、輸送及生料均化過(guò)程，窯尾預(yù)熱過(guò)程，窯頭燒成熟料冷卻過(guò)程，熟料儲(chǔ)存及水泥配料過(guò)程，水泥粉磨及輸送過(guò)程，水泥儲(chǔ)存及包裝過(guò)程，原煤預(yù)均化過(guò)程，煤粉制備過(guò)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(jìn)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(jī)及通風(fēng)設(shè)備的排放點(diǎn)和揚(yáng)塵點(diǎn)，而且大量用于電除塵器的改造。袋式除塵器優(yōu)點(diǎn)：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(dá)10mg/m3以下，除塵效率隨粉塵的濃度升高而提高；運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，能在較寬范圍的溫度、壓力和粉塵負(fù)荷下運(yùn)行；操作技術(shù)簡(jiǎn)單，可在線檢修。袋式除塵器的缺點(diǎn)也十分明顯，尤其是濾袋受到煙塵溫度的限制，溫度過(guò)高時(shí)容易燒袋，溫度過(guò)低又容易冷凝結(jié)露而糊袋。多年來(lái)在水泥行業(yè)，普遍認(rèn)為袋式除塵器運(yùn)行阻力及能耗高，一次性投資成本較大而且運(yùn)行成本費(fèi)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(wàn)元，新建安裝大型袋式除塵器至少投入900萬(wàn)元；其設(shè)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(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)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(shè)備一次性投資及運(yùn)行成本，袋式除塵器逐漸被越來(lái)越多的水泥企業(yè)認(rèn)可并采用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jìn)行除塵。根據(jù)某水泥企業(yè)污染源監(jiān)測(cè)及窯頭窯尾在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，排放濃度均滿(mǎn)足粉塵的控制標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行除塵可以滿(mǎn)足實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)工段粉塵治理的要求。

1.2.2超凈排放技術(shù)

隨著工業(yè)的發(fā)展，由PM2.5所帶來(lái)的環(huán)境污染現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，近年來(lái)全國(guó)各地均出現(xiàn)嚴(yán)重霧霾。PM2.5的主要來(lái)源是工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)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(guò)程中產(chǎn)生的廢氣不經(jīng)處理或者處理不當(dāng)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(chǔ)原材料制造行業(yè)，盡管已經(jīng)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，但其在建設(shè)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(guò)剩問(wèn)題解決，我國(guó)環(huán)境容量的巨大壓力依然存在。這就要求我們未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)要比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)，甚至超歐、美的標(biāo)準(zhǔn)，才能滿(mǎn)足生態(tài)文明建設(shè)的要求。

目前，袋式除塵器對(duì)顆粒物的凈化效率可以達(dá)99.99%，PM10捕集效率為99.35%，PM2.5捕集效率為98.84%，其在控制細(xì)顆粒物方面有明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于袋式除塵器來(lái)說(shuō)，超凈排放技術(shù)不應(yīng)簡(jiǎn)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(wèn)題，這是綜合技術(shù)的集成系統(tǒng)，應(yīng)從高效噴吹清灰系統(tǒng)、高精度過(guò)濾系統(tǒng)、低阻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、均風(fēng)分布系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等五大主要系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，超凈排放技術(shù)的研發(fā)對(duì)袋式除塵器各個(gè)系統(tǒng)的創(chuàng)新研究將是一次提升和考驗(yàn)，也必將進(jìn)一步整體提升我國(guó)袋式除塵技術(shù)和裝備水平。

1.2.3袋式除塵器有效改進(jìn)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(duì)較高，單純直接采用袋式收塵器，如果濃度太高，勢(shì)必要把清灰周期縮短，對(duì)每條濾袋來(lái)說(shuō)，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(shè)預(yù)除塵裝置。

2）高的過(guò)濾風(fēng)速只可以降低設(shè)備的第一次投資，但增加風(fēng)機(jī)電耗，大大縮短濾袋使用壽命，出口排放濃度增加，帶來(lái)的負(fù)效益是長(zhǎng)久的。對(duì)于在運(yùn)設(shè)備，若是因過(guò)濾風(fēng)速設(shè)計(jì)過(guò)高而不斷出現(xiàn)頻繁破袋、排放超標(biāo)、運(yùn)行阻力過(guò)高等故障，建議技改，增加過(guò)濾單元及過(guò)濾面積，降低過(guò)濾風(fēng)速。

3）對(duì)袋式除塵器進(jìn)行升級(jí)改造，換用高品質(zhì)濾袋，填充更為有效的新過(guò)濾材料。

4）加強(qiáng)對(duì)除塵設(shè)備的日常維護(hù)和對(duì)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(duì)袋式除塵器進(jìn)行技術(shù)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(mǎn)足 《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）中表2大氣污染物特別排放限值。

2　無(wú)組織粉塵

2.1無(wú)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(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和分解爐的新型干法生產(chǎn)工藝，采用設(shè)備較先進(jìn)，自動(dòng)化程度相對(duì)較高，輸送環(huán)節(jié)均在密封下進(jìn)行，無(wú)組織粉塵排放相對(duì)較小。無(wú)組織粉塵排放大多產(chǎn)生于原料運(yùn)輸、原料堆存、物料汽車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)、水泥包裝及成品運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，主要為以下5個(gè)方面：

1）原料粉塵主要來(lái)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(jìn)廠、破碎和預(yù)均化環(huán)節(jié)，此類(lèi)粉塵無(wú)組織排放占水泥企業(yè)無(wú)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(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)組織排放，該種粉塵無(wú)組織排放隨著水泥工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步越來(lái)越小。

3）燃料粉塵主要指煤進(jìn)廠、儲(chǔ)存、倒運(yùn)、破碎、粉磨、輸送等過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)組織排放，尤其裝卸和倒運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生的煤粉塵排放居多。

4）熟料粉塵無(wú)組織排放主要來(lái)自熟料輸送、下料、二次倒運(yùn)過(guò)程，尤其以二次倒運(yùn)產(chǎn)生的揚(yáng)塵居多。

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

2.2無(wú)組織粉塵控制措施

項(xiàng)目對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)組織粉塵排放，主要采取下列控制措施：

1）轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)降低落差，加強(qiáng)原、燃料堆放、儲(chǔ)存及交通運(yùn)輸?shù)墓芾砉ぷ?，廠區(qū)道路車(chē)輛限速行駛，地面粉塵及時(shí)清理等措施。

2）廠區(qū)內(nèi)配備灑水車(chē)，在干燥季節(jié)對(duì)原料堆放場(chǎng)地和物料運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行灑水降塵，對(duì)物料表面灑水增濕等措施。

3）工程的堆棚及預(yù)均化堆場(chǎng)進(jìn)行封閉，在沒(méi)有車(chē)輛進(jìn)出時(shí)，保持堆棚大門(mén)關(guān)閉，減少揚(yáng)塵外溢。

4）包裝車(chē)間由于車(chē)輛的不斷駛?cè)牒婉偝?，無(wú)法進(jìn)行封閉，可以采用卷簾進(jìn)行遮擋，減少無(wú)組織粉塵排放外溢，包裝車(chē)間進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置霧化噴水裝置進(jìn)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(shè)備運(yùn)行管理、檢修維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，存在問(wèn)題而出現(xiàn)短時(shí)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(yīng)采取嚴(yán)格的防范措施：

1）加強(qiáng)設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)及崗位職工技術(shù)培訓(xùn)，做到對(duì)事故排污作出準(zhǔn)確判斷，一旦發(fā)現(xiàn)則應(yīng)及時(shí)組織有關(guān)人員盡快采取應(yīng)急措施。

2）如布袋除塵器出現(xiàn)破損，不能正常運(yùn)行，造成污染物大量排放，應(yīng)及時(shí)在線更換布袋，避免停機(jī)影響正常生產(chǎn)。

3）窯尾袋除塵器出現(xiàn)單個(gè)室布袋破損或糊袋時(shí)，可關(guān)閉進(jìn)入該室的廢氣通道，廢氣通過(guò)其他室處理達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣。該室可進(jìn)入人員換袋、檢修。若出現(xiàn)大面積破損或糊袋時(shí)，應(yīng)根據(jù)窯系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)停窯檢修。

4　結(jié)語(yǔ)

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?chē)?yán)重過(guò)剩的大背景下，只有不斷利用環(huán)境治理、技術(shù)改造等手段進(jìn)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，在水泥工業(yè)中建立起可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)示范模式。粉塵污染控制技術(shù)需要不斷改進(jìn)，粉塵排放濃度越來(lái)越低。通過(guò)對(duì)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(dāng)?shù)孛癖妼?duì)傳統(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(jìn)粉塵污染控制技術(shù)，適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，使企業(yè)獲得良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益，以便謀得更好地生存和發(fā)展。

［1］鄭青.袋式除塵技術(shù)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(shù)提升［J］.水泥，2016（1）：23-25.