浅析水泥行业粉尘污染控制技术

陈红燕

河南可人科技有限公司（450000）

浅析水泥行业粉尘污染控制技术

陈红燕

河南可人科技有限公司（450000）

尽管近年来水泥行业装备水平得到极大提高，但随着雾霾等环境问题的日益突出和排放标准的日益严格，水泥行业粉尘污染控制尤其重要。文章重点阐述了水泥行业粉尘污染产生的环节，并提出了有组织粉尘、无组织粉尘及事故排污的污染控制措施。

环境问题、粉尘、污染控制

近几年来国内水泥行业已成为产能严重过剩行业，2012年全国水泥产量达到22.1亿吨，占世界水泥产量的56%。水泥工业在支撑国民经济快速发展的同时，也带来了严重的环境污染。据统计，我国水泥工业颗粒物排放占全国排放量的15%～20%，属污染控制的重点行业。随着水泥行业技术进步和公众对环保日益关注，水泥行业产业结构不断调整，污染物控制标准也将越来越严格，环保管理部门也逐渐加强对水泥企业的日常监管。一旦出现环保问题，将影响到企业的正常生产和银行信用，甚至导致企业无法生存。环境问题已成为制约企业生存和发展的重要因素，只有通过粉尘污染控制技术，可以降低污染物排放浓度，减少污染物排放量，从而不断满足国家对水泥工业的污染控制要求。

2013年12月27日，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）新标准替代《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）。新标准重点提高了颗粒物的排放控制要求，根据除尘技术的进步，新标准将颗粒物排放限值由原标准的50 mg/m3（水泥窑等热力设备）、30mg/m3（水泥磨等通风设备）收严至30mg/m3、20mg/m3。无组织排放限值也由原来的1.0mg/m3降低至0.5mg/m3。排放标准的提高倒逼现有水泥企业将采取更为先进的粉尘污染控制技术。

1　有组织粉尘

1.1有组织粉尘产生环节

水泥厂粉尘主要分为有组织粉尘和无组织粉尘。有组织粉尘排放产生环节包括原料破碎、预均化及输送过程，原料调配及输送过程，原料粉磨、输送及生料均化过程，窑尾预热过程，窑头烧成熟料冷却过程，熟料储存及水泥配料过程，水泥粉磨及输送过程，水泥储存及包装过程，原煤预均化过程，煤粉制备过程。

1.2有组织粉尘控制措施

1.2.1袋式除尘器

目前，新型干法水泥工业从原燃料进厂破碎到水泥包装出厂的整条生产线大多采用袋式除尘器。袋式除尘器适用于干法水泥生产线中窑系统、磨机及通风设备的排放点和扬尘点，而且大量用于电除尘器的改造。袋式除尘器优点：不受烟尘比、电阻等方面的影响，能捕集电除尘器难以捕集的粉尘；除尘效率高，排放浓度甚至可达10mg/m3以下，除尘效率随粉尘的浓度升高而提高；运转稳定，适应性强，能在较宽范围的温度、压力和粉尘负荷下运行；操作技术简单，可在线检修。袋式除尘器的缺点也十分明显，尤其是滤袋受到烟尘温度的限制，温度过高时容易烧袋，温度过低又容易冷凝结露而糊袋。多年来在水泥行业，普遍认为袋式除尘器运行阻力及能耗高，一次性投资成本较大而且运行成本费用较高，这是制约袋式除尘器发展的主要因素。新型干法水泥窑窑头、窑尾的电改袋至少投入700万元，新建安装大型袋式除尘器至少投入900万元；其设备阻力通常在1000～1500Pa；窑头和窑尾功率消耗分别在400kW和550kW左右；普通滤袋寿命一般为1～2年，高端滤袋为3～5年。随着国家排放标准的日益严格，耐高温、高效、特种新型滤料不断涌现，大大降低了除尘设备一次性投资及运行成本，袋式除尘器逐渐被越来越多的水泥企业认可并采用。据统计，河南省内的新型干法水泥生产线普遍使用袋式除尘器进行除尘。根据某水泥企业污染源监测及窑头窑尾在线监测数据显示，排放浓度均满足粉尘的控制标准要求，窑头、窑尾采用耐高温大型袋式除尘器，其他环节采用气箱脉冲袋式除尘器进行除尘可以满足实际建设项目各个工段粉尘治理的要求。

1.2.2超净排放技术

随着工业的发展，由PM2.5所带来的环境污染现象越来越严重，近年来全国各地均出现严重雾霾。PM2.5的主要来源是工业生产、汽车尾气的废气排放，这些废气中大多含有有毒有害物质，工矿企业生产过程中产生的废气不经处理或者处理不当排到大气中是PM2.5的首要的污染源。减少污染源，有效治理大气污染物排放是解决雾霾的根本之道。由于水泥行业为基础原材料制造行业，尽管已经产能严重过剩，但其在建设发展中仍发挥重要作用，必不可少。所以，即使水泥行业产能过剩问题解决，我国环境容量的巨大压力依然存在。这就要求我们未来的标准要比现有标准更严，甚至超欧、美的标准，才能满足生态文明建设的要求。

目前，袋式除尘器对颗粒物的净化效率可以达99.99%，PM10捕集效率为99.35%，PM2.5捕集效率为98.84%，其在控制细颗粒物方面有明显优势。对于袋式除尘器来说，超净排放技术不应简单地理解为把滤料质量提高，或提高滤袋的缝制质量就可解决问题，这是综合技术的集成系统，应从高效喷吹清灰系统、高精度过滤系统、低阻结构系统、均风分布系统、智能控制系统等五大主要系统技术进行创新，超净排放技术的研发对袋式除尘器各个系统的创新研究将是一次提升和考验，也必将进一步整体提升我国袋式除尘技术和装备水平。

1.2.3袋式除尘器有效改进措施

1）在水泥生产中部分产污环节粉尘产生浓度相对较高，单纯直接采用袋式收尘器，如果浓度太高，势必要把清灰周期缩短，对每条滤袋来说，必须频繁清灰。清灰频繁不仅耗能多，而且影响滤袋寿命。所以有高浓度含尘气体在除尘器前要增设预除尘装置。

2）高的过滤风速只可以降低设备的第一次投资，但增加风机电耗，大大缩短滤袋使用寿命，出口排放浓度增加，带来的负效益是长久的。对于在运设备，若是因过滤风速设计过高而不断出现频繁破袋、排放超标、运行阻力过高等故障，建议技改，增加过滤单元及过滤面积，降低过滤风速。

3）对袋式除尘器进行升级改造，换用高品质滤袋，填充更为有效的新过滤材料。

4）加强对除尘设备的日常维护和对部件的不定期检查，保证良好的除尘效果。

采取上述整改措施对袋式除尘器进行技术改造后，除尘器除尘效率将大大提高，使得颗粒物排放浓度可以满足 《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）中表2大气污染物特别排放限值。

2　无组织粉尘

2.1无组织粉尘产生环节

由于新型干法水泥生产线熟料烧成系统一般采用回转窑带高效低压损双系列五级旋风预热器和分解炉的新型干法生产工艺，采用设备较先进，自动化程度相对较高，输送环节均在密封下进行，无组织粉尘排放相对较小。无组织粉尘排放大多产生于原料运输、原料堆存、物料汽车转运、水泥包装及成品运输等环节，主要为以下5个方面：

1）原料粉尘主要来自钙质原料（石灰石）、硅铝质原料（砂岩、黏土、粉煤灰等）和铁质原料（铁粉、硫酸渣等）进厂、破碎和预均化环节，此类粉尘无组织排放占水泥企业无组织排放的50%左右。

2）生料粉尘主要指原料配料、粉磨、均化、输送过程中产生的无组织排放，该种粉尘无组织排放随着水泥工业的技术进步越来越小。

3）燃料粉尘主要指煤进厂、储存、倒运、破碎、粉磨、输送等过程中产生的无组织排放，尤其装卸和倒运过程产生的煤粉尘排放居多。

4）熟料粉尘无组织排放主要来自熟料输送、下料、二次倒运过程，尤其以二次倒运产生的扬尘居多。

5）水泥粉尘无组织排放主要来自于水泥包装、散装和运输环节，尤其以包装环节居多。

2.2无组织粉尘控制措施

项目对生产过程中的无组织粉尘排放，主要采取下列控制措施：

1）转运点降低落差，加强原、燃料堆放、储存及交通运输的管理工作，厂区道路车辆限速行驶，地面粉尘及时清理等措施。

2）厂区内配备洒水车，在干燥季节对原料堆放场地和物料运输道路进行洒水降尘，对物料表面洒水增湿等措施。

3）工程的堆棚及预均化堆场进行封闭，在没有车辆进出时，保持堆棚大门关闭，减少扬尘外溢。

4）包装车间由于车辆的不断驶入和驶出，无法进行封闭，可以采用卷帘进行遮挡，减少无组织粉尘排放外溢，包装车间进出口应设置雾化喷水装置进行降尘。

3　粉尘事故排污防范措施

事故排污主要是由于净化系统的设备运行管理、检修维护等各个环节，存在问题而出现短时间内治理效果大大下降、污染物排放量急剧增加的情况。为减少粉尘事故排放出现的几率，并将污染控制到最低限度，应采取严格的防范措施：

1）加强设备定期维护保养及岗位职工技术培训，做到对事故排污作出准确判断，一旦发现则应及时组织有关人员尽快采取应急措施。

2）如布袋除尘器出现破损，不能正常运行，造成污染物大量排放，应及时在线更换布袋，避免停机影响正常生产。

3）窑尾袋除尘器出现单个室布袋破损或糊袋时，可关闭进入该室的废气通道，废气通过其他室处理达标后，经引风机排入大气。该室可进入人员换袋、检修。若出现大面积破损或糊袋时，应根据窑系统在线监测仪的监测结果，及时停窑检修。

4　结语

水泥企业作为高能耗、高污染的资源型企业，在区域水泥产能严重过剩的大背景下，只有不断利用环境治理、技术改造等手段进行节能减排，做好废弃资源的综合利用，节约成本，才能不断提高自身的市场竞争力，在水泥工业中建立起可持续发展的技术示范模式。粉尘污染控制技术需要不断改进，粉尘排放浓度越来越低。通过对水泥企业的粉尘治理，可改善企业所在地的区域环境，改变当地民众对传统水泥工业的印象，使水泥生产企业能够成为环境友好型企业。不断改进粉尘污染控制技术，适应越来越严格的排放标准，使企业获得良好的环境效益和社会效益，以便谋得更好地生存和发展。

［1］郑青.袋式除尘技术发展回顾和展望［J］.水泥，2016（3）：45-48.

［2］刘滨，胡建鹏，许小雷.水泥企业袋除尘的技术提升［J］.水泥，2016（1）：23-25.