浅谈水泥厂粉尘污染的防治措施
水泥工业是对矿物原料进行加工处理的工业,其采用的设备多为大型设备. 水泥厂在水泥生产过程中,对周边环境的污染主要来自于生产过程中产生的工业粉尘和废气. 工业粉尘主要由原料粉尘,煤粉尘,水泥熟料粉尘,成品水泥粉尘等构成. 它们基本属于有组织排放源. 一般可通过设计阶段和生产过程中采取的工艺技术措施和生产管理措施予以控制.
1 控制粉尘排放的技术指标和参数
为了保证水泥厂及周围地区的空气质量,降低水泥生产过程中粉尘排放对环境的影响,国家有关产业和行业部门相继制定了《环境空气质量标准》(GB3095 - 1996) 、《水泥厂大气污染物排放标准》( GB4915 - 1996) 、《水泥企业废气排放污染物监测方法》等标准,以保证在水泥工业的设计、生产和监测过程中,对粉尘的排放实施有效的控制.
结合我国目前的环境状况,规范中要求无论新建、改建和扩建的水泥生产项目,其热力设备烟尘排放体积质量应控制在150 mg/ m3 以内;属第一类生产性粉尘排放标准应控制在100 mg/ m3 以内. 在生产过程中粉尘的排放量与生产工艺、生产设备的造型和使用是密切相关的,水泥生产过程中粉尘的主要排放方式可分为点源排放和面源排放两种. 属于点源排放的部分主要有窑尾烟囱、煤粉制备、生料磨、水泥磨均化库、水泥库等. 其烟尘排放点高度通常不低于30 m ,甚至超过80 m. 面源排放主要包括水泥包装及物料输送等工序产生的粉尘,其排尘点高度一般低于15 m[1 ] . 对粉尘排放进行工况评价时,应同时考虑粉尘内所含悬浮颗粒(15～40μm)及飘尘(细于10μm) 的影响. 在生产除尘工艺中,电收尘器及袋收尘器的分级除尘效率见表1.
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此外,粉尘的排放中烟气的含尘体积质量及排气温度也直接影响到除尘器设备的选型,表2 汇集了水泥厂主要烟尘排放点的设计参数及除尘设备的选用情况.
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2 控制产生粉尘的主要技术措施
在水泥厂的工艺设计阶段应着力于除尘工艺方案的选择确定. 因为在水泥生产过程中,不同的工艺部位、不同的生产设备所排放粉尘的体积质量、温度、湿度差别很大,因此,在工艺设计阶段应综合考虑生产工艺实施过程的各种因素,确定与其相应的除尘工艺方案和主要除尘设备. 遵循技术可靠、设备优良、经济合理、节省能源的设计原则进行设计.
应选择具有先进水平的生产工艺和扬尘少的生产设备. 在工艺流程中尽量减少扬尘环节. 在粉状物料的输送过程中应选择密闭式输送设备,以减少粉尘飞扬. 对暂时不能完全治理的各种经常性的扬尘产生点,通过技术改造,将其转化为排放点,并用收尘装置将其净化处理. 处理后的粉尘废气不得直接向室内扩散,应由通风管排放,排尘量应在国家标准范围( ≤100 mg/ m3) 以内.
目前,我国在粉尘除尘技术中经常采用的除尘器有以下几种类型: ①离心力除尘器:常见的有单旋风筒及多管除尘器等. 它们的主要优点是容易操作,适宜含尘量大的气体,但不宜处理具有腐蚀性的气体; ②过滤除尘器:常见的有布袋式除尘器,其优点是设备运行参数稳定,体积质量变化对其效率无影响,除尘效率高,但该设备维护费用高,不宜处理高湿、高温气体; ③电收尘器. 其优点是能处理高温、高湿及大风量气体,除尘效率高,阻力损失小. 该类设备一般造价较高,钢材耗量大,在干法窑工艺中还要配套增湿设备,所以多用于粉尘排放量大的生产设备,如窑尾、熟料冷却等部位.
3 监测粉尘排放的技术措施
为了达到理想的空气环境指标,生产工艺中应更多地采用新工艺、新设备、新成果;不断改善和提高生产管理水平. 生产厂方在生产管理过程中,应加强环境监测,制定监测规章制度. 完善定机、定岗、定员的监测机制,提高大气粉尘的监控力度. 对污染物排放指数进行连续性监测,这样不仅可以及时得到生产设备的运行状况和设备完好的情况资料,而且能够及时评估生产区及周边地区的大气质量,及时消除超标排放粉尘给环境带来的不良后果.
传统的粉尘排放监测手段主要是探针监测和光阻监测. 随着监测技术的不断发展和监测手段的提高,目前市场上又出现了较先进的粉尘排放连续监测仪. 该仪器主要对生产过程中产生粉尘的排放指标参数进行连续自动监测记录[2 ] ,它克服了探针监测随使用时间的延长导致粉尘聚集及光阻监测因外界光照影响和镜头污染导致的误差,具有较稳定的数据记录精确度和准确性,使工厂粉尘的排放监控水平有了很大提高.
4 防尘措施与技术经济相结合
水泥厂在除尘生产工艺中,其设备的使用和选型与生产效率、生产工况、生产设备的运行费用及节能降耗都有紧密的联系. 根据生产的需要和环保的要求,进行技术经济评价,在除尘工艺中,一般根据不同生产部位烟气排放量的大小、烟气中有害物质体积质量的高低选用与之相匹配的除尘设备,并综合考虑整体除尘效果,达到既满足环境要求,又降低设备运营费用、节能增效的综合目的.
总之,粉尘污染的防治过程不光是一个单一的、孤立的指标控制过程,它与生产工艺、设备能耗、生产技术经济指标之间存在着想互制约和相互统一的辩证关系. 在生产过程中把运用新技术、新设备、新方法与生产管理水平联系起来,才能保证环境空气质量,创造优良的生产和生活环境.
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