【基于清潔生產(chǎn)目標(biāo)的某水泥企業(yè)生產(chǎn)線改善研究5500字】

基于清潔生產(chǎn)目標(biāo)的某水泥企業(yè)生產(chǎn)線改善研究目錄TOC\o"1-3"\h\u6420第1章緒論 1317141.1研究背景與意義 1211421.2清潔生產(chǎn)概述 118998第2章企業(yè)概況及問題提出 2317142.1企業(yè)生產(chǎn)線現(xiàn)狀 2211422.2存在問題提出 26780第3章問題原因分析及對策 4289813.1窯尾污染物的排放不達(dá)標(biāo)準(zhǔn) 4272593.1.1原因分析 4113343.1.2對策提出 4113243.2物料損失率高 5127423.2.1原因分析 5206293.2.2對策提出 626326第4章結(jié)論 82362參考文獻(xiàn) 9第1章緒論1.1研究背景與意義水泥作為建設(shè)國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，在我國的工業(yè)化、城市化、現(xiàn)代化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過70年的發(fā)展，我國的水泥產(chǎn)能、品種、消費(fèi)量均居世界首位。水泥行業(yè)雖然發(fā)展迅速且符合大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)的條件，但其生產(chǎn)也帶來了一系列的資源環(huán)境問題。水泥行業(yè)是污染最嚴(yán)重的行業(yè)之一。水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的主要污染物是廢氣和粉塵。粉塵主要產(chǎn)生于水泥生產(chǎn)過程中原料的分離卸料、產(chǎn)品的儲存和運(yùn)輸以及地面原料的干燥、研磨和焚燒等過程。煙塵排放量大，生產(chǎn)設(shè)備除塵效率低，污染物排放超標(biāo)，環(huán)境問題嚴(yán)重。水泥生產(chǎn)高峰是造成嚴(yán)重環(huán)境污染的主要原因之一。水泥生產(chǎn)存在環(huán)境、資源和能源消耗問題。以節(jié)能、環(huán)保、水泥質(zhì)量為核心，為可持續(xù)發(fā)展鋪路。完善水泥生產(chǎn)線技術(shù)改造和現(xiàn)代化改造，優(yōu)化替代資源和低燃料原料水泥技術(shù)，加強(qiáng)固廢回收。因此，水泥行業(yè)面臨著重大的資源、能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，加快實(shí)施清潔生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。引進(jìn)先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，可以提高水泥行業(yè)的整體凈生產(chǎn)水平。水泥生產(chǎn)企業(yè)使用的原材料、工藝和設(shè)備各不相同，員工素質(zhì)和企業(yè)管理水平差異很大，但結(jié)果是企業(yè)凈產(chǎn)量偏低。仍有許多相似之處，可以作為很好的參考。1.2清潔生產(chǎn)概述（1）清潔生產(chǎn)的概念清潔生產(chǎn)以節(jié)能降耗、減污增效為目標(biāo)，以技術(shù)和管理為手段，通過對生產(chǎn)全過程的審計，達(dá)到污染防治措施，消除和減少生產(chǎn)對人類的影響，以綜合措施達(dá)到防治工業(yè)污染和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的。清潔生產(chǎn)不只注重末端治理，而是化解生產(chǎn)全過程節(jié)能減排壓力，以“源頭減排”代替“末端治理”，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污、增效的目標(biāo)。（2）清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)清潔生產(chǎn)是以多角度全方位從源頭上減少污染為基礎(chǔ)的。實(shí)施清潔生產(chǎn)是現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)力快速發(fā)展的必然結(jié)果。清潔生產(chǎn)可以進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)在資源和環(huán)境保護(hù)方面管理的常態(tài)化和現(xiàn)代化。清潔生產(chǎn)主要包括以下四個特點(diǎn)：清潔生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。實(shí)施清潔生產(chǎn)，需要企業(yè)建立資源保護(hù)和污染防治組織，明確責(zé)任，有利于制定相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略和方針，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。它包括一系列復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如原材料和能源的替代、低成本清潔工藝的開發(fā)、排放污染物的處理以及產(chǎn)品的設(shè)計。清潔生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)污染預(yù)防和有效性。生產(chǎn)過程污染的全面重點(diǎn)防治是清潔生產(chǎn)的主要日常目標(biāo)。通過減少污染物的來源和回收利用，可以進(jìn)一步減少廢物，最終有效防止污染的產(chǎn)生。清潔生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)良好的經(jīng)濟(jì)性。在技術(shù)可行的條件下實(shí)施清潔生產(chǎn)計劃，分析其社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，優(yōu)化生產(chǎn)體系，使產(chǎn)品具有最佳的質(zhì)量優(yōu)勢和價格競爭優(yōu)勢，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。清潔生產(chǎn)應(yīng)與企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展相結(jié)合。清潔生產(chǎn)需要結(jié)合相應(yīng)企業(yè)的產(chǎn)品特性和生產(chǎn)工藝要求，使清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)符合企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展方向。環(huán)保工作需要考慮企業(yè)在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的具體要求和經(jīng)濟(jì)支持能力等實(shí)際情況，使清潔生產(chǎn)既能促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，又能保護(hù)有限的自然資源和良好的生態(tài)環(huán)境。第2章企業(yè)概況及問題提出2.1企業(yè)生產(chǎn)線現(xiàn)狀該公司總資產(chǎn)7.25億元，注冊資本1.2億，占地533畝，屬C301水泥、石灰和石膏制造。全廠分南北兩塊區(qū)域布局，其中水泥粉磨生產(chǎn)線位于北部區(qū)域，骨料及熟料生產(chǎn)線位于南部區(qū)域。根據(jù)礦山與骨料熟料廠區(qū)距離較近的特點(diǎn)，將石灰石破碎布置在已有石灰石礦山的邊緣。目前擁有4500t/d的熟料生產(chǎn)線、年產(chǎn)230萬噸的水泥生產(chǎn)線，年產(chǎn)750萬噸的骨料生產(chǎn)線及自備礦山。主導(dǎo)產(chǎn)品及產(chǎn)能包括：生產(chǎn)能力為300萬t/a水泥灰?guī)r礦、4500t/d熟料水泥生產(chǎn)線配套建設(shè)7.5MW余熱發(fā)電、750萬t/a現(xiàn)代化骨料生產(chǎn)線、230萬t/a水泥生產(chǎn)線等，公司主要產(chǎn)品為石灰石、熟料、水泥及骨料。2.2存在問題提出根據(jù)實(shí)測的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合清潔生產(chǎn)的目的，尋找生產(chǎn)線中的問題點(diǎn)。（1）窯尾污染物的排放不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，二氧化硫與氮氧化物的日均排放量分別為0.284t/d、1.423t/d。根據(jù)公式平均濃度=排放速率÷風(fēng)量結(jié)合當(dāng)時測量數(shù)據(jù)可以得出以下表2-1。圖2-1污染物實(shí)測數(shù)據(jù)檢測地點(diǎn)污染物風(fēng)量m3/h平均濃度mg/m3排放速率kg/h窯尾廢氣二氧化硫5.06×10523.711.9氮氧化物117.259.3雖然二氧化硫和氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)都符合國家規(guī)定，但根據(jù)地方法《安陽市環(huán)境污染防治攻堅戰(zhàn)指揮部辦公室關(guān)于印發(fā)<安陽市2019年工業(yè)大氣污染治理5個專項(xiàng)實(shí)施方案>的通知》（安環(huán)攻堅辦〔2019〕196號）的最新下達(dá)的規(guī)定，在水泥企業(yè)中水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)的氮氧化物（以NO2計）的標(biāo)準(zhǔn)限值為100mg/m3，二氧化硫的標(biāo)準(zhǔn)限值為35mg/m3，需要對生產(chǎn)線進(jìn)行改善以滿足排放要求，以達(dá)到減污的目標(biāo)。（2）物料損失率高通過實(shí)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其物料損失率為3.17%，根據(jù)評價指標(biāo)體系損耗率通常不應(yīng)超過5%為宜，該水泥企業(yè)已滿足指標(biāo)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。但根據(jù)行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)數(shù)據(jù)及在本水泥企業(yè)廠址有類似水泥企業(yè)，仍有很大的優(yōu)化空間。通過分析其物料損失的原因，提出合理的改善建議，以達(dá)到增效的目標(biāo)。第3章問題原因分析及對策通過了數(shù)據(jù)分析及建立平衡，發(fā)現(xiàn)了熟料部存在的問題，本章內(nèi)容從工藝方面及設(shè)備方面，對原因的產(chǎn)生進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)對策。3.1窯尾污染物的排放不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)3.1.1原因分析由于二氧化氮的排放濃度過高，不符合地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)以降低二氧化氮濃度為目標(biāo)進(jìn)行改善研究分析。氮氧化物主要產(chǎn)生于窯內(nèi)高溫燃燒過程，其排放量與燃燒溫度、空氣含氧量和反應(yīng)時間有關(guān)，當(dāng)燃燒溫度越高，氧氣濃度越大，反應(yīng)時間越長，生成的氮氧化物越多。氮氧化物是水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危害很大很難處理的污染物之一，而水泥行業(yè)中脫硝是指燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程，對于防止環(huán)境污染有著重要意義。目前該企業(yè)采用SNCR脫硝+低氮燃燒技術(shù)。SNCR在歐美國家已經(jīng)得到廣大業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可并廣泛應(yīng)用，其中德國在SNCR領(lǐng)域有較先進(jìn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果。而低碳燃燒技術(shù)低氮燃燒技術(shù)一是控制氮氧化物最經(jīng)濟(jì)的手段。主要是通過加裝低氮燃燒器或改造低氮燃燒器及燃燒系統(tǒng)，根據(jù)運(yùn)行需要，調(diào)整配風(fēng)方式，控制優(yōu)化燃燒過程，抑制減少氮氧化物產(chǎn)生。其優(yōu)勢在于工藝成熟、系統(tǒng)簡單，改造難度小，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。兩者均為業(yè)內(nèi)主流脫硝手段且有效實(shí)施，從工藝角度分析已經(jīng)達(dá)到一流水平，提升潛力較小。為了在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上減少氮氧化物排放，可以著手對脫硝設(shè)施角度進(jìn)行改造。如果氨水的噴槍出料不順暢，霧化效果差，會使氨水與氮氧化物的反應(yīng)速度下降，會使廢氣中的氮氧化物增加，提高氨水的用量，增加成本，應(yīng)對噴槍及氨水的輸出管道進(jìn)行檢查與更新。3.1.2對策提出在設(shè)備上，為了提升氨水與氮氧化物的反應(yīng)速率以提高生產(chǎn)線脫硝效果，可以做以下對策：（1）將熟料部噴槍更換為新型雙流體側(cè)噴式噴槍并增加數(shù)量，根據(jù)噴槍廠家提供文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，該做法可以提高氨水的霧化效果。霧化效果的提升可以還原劑的附著率，提升氨基還原劑的還原效果，以提高脫硝效率，減少氮氧化物的排放。（2）檢查氨水輸送管道，為了防止老化、堵塞，可以安裝氨水及壓縮空氣環(huán)管裝置，同時重新安裝新式清灰管道裝置，定時清理噴槍套管、氨水輸出管道積料情況，防止堵塞噴槍、管道，減少因堵塞造成的氨水噴射效率下降，提高輸送效率以提高還原、脫硝速率，降低氮氧化物的排放。在技術(shù)上，由于企業(yè)已經(jīng)采用SNCR脫硝+低氮燃燒技術(shù)，已達(dá)到行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，可以嘗試逐漸改進(jìn)新式技術(shù)去提升脫硝效率。參考龍頭企業(yè)：（1）“高溫高塵SCR脫硝”技術(shù)。該技術(shù)是水泥行業(yè)龍頭企業(yè)海螺集團(tuán)自主研發(fā)的國內(nèi)首套國產(chǎn)化高溫高塵脫硝技術(shù)，其集團(tuán)下屬蕪湖白馬山水泥廠高溫高塵SCR煙氣脫硝系統(tǒng)順利投運(yùn)，已進(jìn)入試運(yùn)行階段。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，窯尾氮氧化物排放濃度穩(wěn)定控制在50mg/m3以內(nèi)。（2）“SNCR+高溫電除塵+SCR”。是由登封宏昌公司首開水泥行業(yè)SCR脫硝，采用的“SNCR+高溫電除塵+SCR”方案，較好的適應(yīng)了水泥行業(yè)的特點(diǎn)。以高溫保證催化劑效率，以除塵緩解催化劑的堵塞、中毒、磨損問題，以并用SNCR減輕SCR的負(fù)擔(dān)，以提升脫硝效率。（3）PYROCLON?REDOX脫硝。該工程具有占地面積小，與原有預(yù)熱器結(jié)合良好，后期維護(hù)及運(yùn)營成本低等特點(diǎn)。相比于SCR脫硝技術(shù)，還具有降低氨水消耗、減少氨逃逸，無需催化劑且不造成二次環(huán)境污染等優(yōu)勢。同時，PYROCLON?REDOX脫硝反應(yīng)裝置還可以將城市生活垃圾以及其他合適的替代燃料經(jīng)過預(yù)先處理后用作燃料，既可以減少城市生活垃圾的污染，又降低了生產(chǎn)成本，具有很好的環(huán)保優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。同時，首次開發(fā)此技術(shù)的公司廠址位于鄭州，與該水泥企業(yè)地理位置接近，具有指導(dǎo)意義。預(yù)計改造后在氮氧化物排放值控制在90mg/m3以下，提高窯尾廢氣中氮氧化物的排放穩(wěn)定性，降低氮氧化物數(shù)據(jù)超標(biāo)風(fēng)險，滿足地方污染排放標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到清潔生產(chǎn)減污的目的，同時可以大大降低氨水使用量，達(dá)到清潔生產(chǎn)增效的目的，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的改善。3.2物料損失率高3.2.1原因分析由于物料損失率與業(yè)內(nèi)同水平企業(yè)相比較高，現(xiàn)以降低物料損失率為目的進(jìn)行改善研究分析。熟料部使用的主要原輔材料有生料、原煤。對于生料的損失，從工藝上分析，原輔材料不同的配比影響物料的燒失量，配比有待優(yōu)化改進(jìn)。在公司生產(chǎn)過程中，氧化物成份及三率值是非常重要的質(zhì)量指標(biāo)，其中三率值分別為硅率（SM），鋁率（IM），飽和比（KH）。SM值的高和低都有利于熟料的燒制。KH值越大熟料強(qiáng)度越高，越難進(jìn)行煅燒。生料在窯內(nèi)結(jié)塊，導(dǎo)致燃燒效率低下同時產(chǎn)生了物料浪費(fèi)。該公司在水泥生產(chǎn)中，對于原料的配比使用嘗試誤差法來計算三率值，計算結(jié)果產(chǎn)生的物料比例會隨著原料的變化而失去作用。在快速將數(shù)值調(diào)整到合理數(shù)值的實(shí)際過程中，需要對原材料、燃料、生料、熟料等各類樣品進(jìn)行質(zhì)量控制，對穩(wěn)定性和可重復(fù)性的高要求。對于原煤的損失，從工藝角度分析，由于市場上購入的煤炭質(zhì)量變化很大，水泥企業(yè)要求采用部門低品位煤，低品位煤的干基灰分在20%~30%之間，因此這對工藝煅燒過程帶來很大困難。原煤中灰分過高，對生產(chǎn)造成的影響是在煅燒過程中給煤量的波動，而給煤量的波動直接造成煤粉燃燒不充分，造成熱能損失，使煤耗升高。進(jìn)入窯內(nèi)煤灰量大量增加，使配料三率值產(chǎn)生顯著變化，若不及時調(diào)整率值，將使煅燒產(chǎn)生大量煤灰沉入，帶入較多的Al2O3和SiO2，SM、IM增加，顯然使飽和比下降，煅燒的熟料產(chǎn)生缺鈣現(xiàn)象。在熟料礦物組成中C2S和C4AF增多，而C2S轉(zhuǎn)變?yōu)镃3S的幾率變小，致使熟料強(qiáng)度下降。從設(shè)備角度分析，現(xiàn)有窯頭、窯尾部分噴煤管道輸送方式設(shè)置不合理，造成燃料輸送時阻力損失過大，且噴煤方式設(shè)置不合理，易造成物料浪費(fèi)。3.2.2對策提出針對減少生料浪費(fèi)，對于工藝方面，由于依靠嘗試誤差法控制三率值對于水泥這種連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)效果較差，根據(jù)水泥行業(yè)內(nèi)龍頭行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合《清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系》，可以嘗試建立高效水泥生料質(zhì)量控制系統(tǒng)，來對生料進(jìn)行配比，以提高水泥燃燒效率，減少浪費(fèi)。水泥生料質(zhì)量控制系統(tǒng)首先對出磨生料采樣，經(jīng)快速分析，主要分析氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵含量，結(jié)果送到質(zhì)量控制系統(tǒng)，質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)三率值SM、IM、KH，計算出最高效率的新配方，新配方發(fā)送到配料秤執(zhí)行，配料秤再向生料磨輸出已經(jīng)配比好的原料。這樣配料秤、生料磨、快速分析、質(zhì)量控制系統(tǒng)就形成了一個閉環(huán)，在一個較短的周期內(nèi)對生料制備過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測和控制，起到了減少波動、提高質(zhì)量、降低成本，并使煅燒容易、減少浪費(fèi)的作用。由此進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯生料質(zhì)量得到了充分的保障，同時也在一定程度上保證了熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量。針對減少原煤浪費(fèi)，對于工藝方面，在企業(yè)使用劣質(zhì)煤時，應(yīng)該提高煤粉細(xì)度、降低篩余、相對減少窯尾的噴煤量，適當(dāng)增加窯頭的噴煤量，提高燃油燃燒效率。同時，對于劣質(zhì)煤也可以采用強(qiáng)燃法，這是一種燒掉劣質(zhì)煤的有效途徑。集中燃燒的使用通過增加煤粉的濃度和集中揮發(fā)性燃燒區(qū)中的過量空氣來幫助點(diǎn)燃和燃燒煤粉。提升燃燒效率，減少浪費(fèi)率。在嚴(yán)把原材料采購的同時，可采用燃煤復(fù)配技術(shù)保證適合企業(yè)燒成設(shè)備的燃煤，來提高燃燒效率，降低煤耗。對于設(shè)備方面，將預(yù)熱器一級煙室兩個旋風(fēng)筒改為高效旋風(fēng)筒，提高其選粉效率。提高旋風(fēng)筒的選粉效率是減少生料內(nèi)、外循環(huán)，加強(qiáng)氣固熱交換、降低熱損失和原煤浪費(fèi)的重要條件。新型旋風(fēng)筒為了降低阻力，擴(kuò)大內(nèi)筒直徑、降低出口風(fēng)速，大大提升了選粉效率，預(yù)計效率達(dá)到了98%以上，煤的燃盡率得到提高、煤耗降低，減少原料浪費(fèi)。通過減少物料損失，降低物料損失率，提高產(chǎn)出效率，以達(dá)到清潔生產(chǎn)增效的目的，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的改善。第4章結(jié)論在本次論文中，首先通過建立企