水泥厂生产中每个环节都涉及到对原材料的加工和处理,粉尘是 水泥厂生产中的必然产物。现阶段,水泥厂生产过程中的粉尘主要包括设备通风除尘系统无组织面源排放;设备通风除尘系统失效后导致意外事故所排放的粉尘;窑尾和烘干机的热力排气筒和其他部件产生有组织的点源排放。水泥厂的粉磨系统主要负责生料和水泥的研磨工作,如气流流速与粉磨的细度、产量、通风量不相符合,就会引起粉尘的大量排出。
另一方面,手动的粉磨系统造成的操作失误、输送装置密封性不强等,都会导致粉尘的大量排出。水泥厂的烘干过程中,由于回转筒的持续运转,持续颠簸生产水泥用的矿料、矿渣和谋粉等物质,使其中微细颗粒被扬起,随着供干机的气流排到外界空气中。水泥厂的水泥制作过程,破碎机作为其重要的工艺设备,其在破碎原材料过程中产生了巨大的粉尘量。在破碎时,物料的喂入、破碎及其出料各项工序都会产生大量的微细颗粒。在气流的作用下,大面积传播,迅速形成粉尘污染。需要注意的是 ,在这一过程中,如果物料加工不完善,需进行反复加工,会加倍增强粉尘的排放量。水泥厂的包装工序中,同样也排放了大量的粉尘,设备和人为操作在水泥的包装过程中有着十分重要的影响,其是 另外一种粉尘的主要来源。水泥厂工艺设计的设计原理核心是 布袋除尘器,以织物纤维滤料采用过滤技术将空气中的固体颗粒进行分离的设备。目前主要有纤维过滤,膜过滤{表面覆膜)和粉尘层过滤,具体表现为:筛分,惯性碰撞;扩散,重力沉降等综合作用。目前,国内外滤料表面覆膜过滤技术的应用,使袋除尘器的过滤机理都有所改变。这种技术对微细粉尘有更高的浦集率,将粉尘阻留在滤料表面,更容易剥离。国内生产的袋除尘器可达到99.99%的除尘效率,已趋近“零排放”。
一、水泥工业的污染
水泥工业所生产的污染物对大气污染较为严重,主要是 粉尘颗粒物的影响,其次是 少量的气态污染物,如SO2、NOx、HF等。据统计,2012年,我国水泥工业的粉尘颗粒物排放量居各工业之首,达数百万吨,占全国工业粉尘颗粒物排放总量的39%,SO2排放占3%~4%,NOx排放占10%~12%,属于重点污染行业。水泥工业迅猛的发展,同时加重了环境污染。水泥生产主要设备及污染物如下。
1)磨机。生料磨、煤粉磨及选粉机选出合格水泥或煤粉过程中,产生大量的粉尘,其粉尘浓度高达1000g/m³。带旋风收集器的煤磨,其粉尘浓度达700g/m³。
2)水泥窑。窑系统排出的废气温度高,粉尘浓度大,其含尘浓度为40~80g/Nm³,其中细颗粒(<20μm)占95%。经与磨机联合操作(称窑磨一体机),混合废气温度140~180℃,粉尘浓度增为80~120g/Nm³。还含有少量的有害气体,如SO2、NOx、HF。
3)烘干机。其废气中粉尘浓度大,温度50~250℃,水分含量20%~25%,烟尘浓度为50~150g/Nm³。也排出SO2、NOx、HF等有害气体。
4)篦式冷却机。废气中,温度100~250℃,烟气较干燥,烟尘浓度20~30g/Nm³,尘粒粗且硬度大,对设备有磨损作用。
二、水泥厂除尘工艺技术的设计原则
设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定:
(1)基础数据可靠,总体布局合理。(2)避兔二次污染,降低能耗,近期远期结合、满足安全要求。(3)采用成熟、合理、先进的处理工艺,处理能力符合处理要求;(4)投资少、能耗和运行成本低,操作管理简单,具有适当的安全系数,各工艺参数的选择略有富余,并确保处理后的尾气可以达标排放;(5)在设计中采用耐腐蚀设备及材料,以延长设施的使用寿命;(6)废气处理系统的设计考虑事故的排放、设备备用等保护措施;(7)工程设计及 脉冲除尘器设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范和标准。
三、水泥厂工艺设计除尘技术的应用要求
首先是 对高效除尘器的选用。在进行水泥厂工艺设计时,应选取高效的除尘器,以有效降低排放浓度。相关管理人员应以提高设备的整体科技含量为己任,尽量控制粉尘的排放,确保达到相关排放标准。应在选择高效除尘技术的同时,使用一 级除尘系统,在实现系统流程的简化基础上,最大限度减少能耗、降低系统阻力,从而维持系统的正常运行。
其次,应结合工艺设备选取除尘器。水泥厂的生产过程中并不是 全然相同的,根据生产方式的不同所采用工艺设备所产生的废气特点也不一样。因此, 布袋除尘设备的选择是 至关重要的。应从工艺设备的实际情况出发,根据设备的生产情况和特点,尽量选择同一型号的除尘器,从而实现零件的互换使用,降低设备成本,实现维修养护效率的提高。
第三,应以防治为主。在水泥厂工艺设备中,应加强其密封性,做好以防治为主,积极处理通风系统的漏风问题,有效降低粉尘的排出,从根源上解决水泥厂内的粉尘问题。
最后,应加强对陈旧除尘器的改造。由于部分水泥厂特殊的地理位置,其交通和经济并不发达,导致水泥厂内仍然使用大量的陈旧工艺设备。相关管理人员应针对老式除尘器进行改造或淘汰,从而减少投资成本。
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