水泥廠主要污染物和治理課件

蔣澤全安全環(huán)保部水泥廠主要污染物和治理2012年3月蔣澤全水泥廠主要污染物和治理2012年3月

水泥工業(yè)對大氣所產(chǎn)生影響的主要污染源是粉塵和廢氣。粉塵主要是由于水泥生產(chǎn)過程中原、燃料和水泥成品儲運，物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序產(chǎn)生的廢氣排放或逃逸而引起的。水泥工業(yè)對大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣中包括粉塵、SO2、NOX、CO2、HF等。CO2由水泥生料CaCO3分解、燃料燃燒而產(chǎn)生的；SO2由生料、燃料中含硫成分在燃燒過程中產(chǎn)生；NOX是空氣中的N2氣在高溫有氧燃燒條件下產(chǎn)生；HF是由于立窯廠采用螢石CaF2礦化劑，或者生料中的氟成分在煅燒過程中產(chǎn)生的有害廢氣。水泥行業(yè)污染現(xiàn)狀水泥工業(yè)對大氣所產(chǎn)生影響的主要污染源是粉塵粉塵水泥廠中無論哪個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量粉塵并隨廢氣排出.1、原材料制備系統(tǒng)粉塵排放。含石灰石破碎、粘土烘干、生料粉磨以及煤磨系統(tǒng)的除塵；2、熟料燒成系統(tǒng)的粉塵排放；3、水泥制成系統(tǒng)，水泥磨和水泥包裝及散裝過程中的粉塵排放。原材料制備(原料烘干除外)和水泥粉磨過程中排出的氣體一般為常溫含塵氣體，而原料烘干過程排出的氣體、窯尾、窯頭(冷卻機)排出的含塵氣體屬于高溫含塵氣體.粉塵水泥廠中無論哪個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生大量粉1、原料：主要由石灰石、粉煤灰、砂巖、鐵粉組成，經(jīng)原料磨制成生料粉。各個環(huán)節(jié)均產(chǎn)生粉塵：粉塵的產(chǎn)生1、原料：主要由石灰石、粉煤灰、砂巖、鐵粉組成，經(jīng)原料磨制成水泥廠主要污染物和治理ppt課件原料庫和原料磨原料庫和原料磨2、生料經(jīng)煅燒變成熟料，此過程產(chǎn)生污染物最大。粉塵的產(chǎn)生2、生料經(jīng)煅燒變成熟料，此過程產(chǎn)生污染物最大。粉塵的產(chǎn)生3、熟料與石膏、粉煤灰搭配，經(jīng)過水泥磨粉磨，達到一定細度，產(chǎn)出水泥粉塵的產(chǎn)生3、熟料與石膏、粉煤灰搭配，經(jīng)過水泥磨粉磨，達到一定細度，產(chǎn)粉塵的成分和危害粉塵的主要成分：CaCO3、CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、Na2O、K2O等。水泥廠粉塵的危害對人體主要是塵肺病，產(chǎn)生塵肺病的主要原因，是粉塵中的主要成分SiO2。粉塵的成分和危害粉塵的主要成分：CaCO3、CaO、Si水泥廠收塵器控制特點生產(chǎn)工序煙塵性質(zhì)收塵器的特點主要控制內(nèi)容濾袋原料制備一般粉塵空間受限防結(jié)露滌綸針刺氈煤粉制備煤粉防爆型防爆防靜電腹膜烘干系統(tǒng)粉塵、水蒸氣防腐處理防腐、溫度高溫抗結(jié)露燒成窯頭（電）粉塵調(diào)比電阻輔助設(shè)備比電阻、溫度

燒成窯尾（電）粉塵、水蒸氣防爆檢測、調(diào)比電阻比電阻、防爆、溫度

燒成窯頭粉塵降溫設(shè)備溫度高溫濾料燒成窯尾粉塵、水蒸氣降溫設(shè)備、防結(jié)露溫度高溫濾料立窯粉塵、水蒸氣降溫設(shè)備、防結(jié)露、腐蝕溫度高溫抗結(jié)露水泥制備粉塵、水蒸氣收塵器入口處理濃度高防結(jié)露腹膜濾料水泥廠收塵器控制特點生產(chǎn)工序煙塵性質(zhì)收塵器的特點主要控制內(nèi)容電收塵器在兩個曲率半徑相差極大的金屬板上（金屬絲和平版），通以高壓直流電，則在兩電極間形成不均勻電場，當(dāng)電壓升至某一數(shù)值，在曲率半徑小的電極附近氣體便發(fā)生電離，（稱為電暈放電），氣體電離生成陰離子和陽離子，在電場力作用下便向不同極性的電極運動。水泥工業(yè)粉塵治理的常用收塵器水泥工業(yè)粉塵治理的常用收塵器電收塵器外觀構(gòu)造：電收塵器外觀構(gòu)造：布袋收塵器

具有以下的優(yōu)點

⑴收塵效率高。即使捕集0.5μm的細微粉塵，也有很高的收塵效率。

⑵運行穩(wěn)定、適應(yīng)性強，很少受到處理風(fēng)量氣體和粉塵性質(zhì)以及生產(chǎn)設(shè)備工作不均勻的影響。

⑶能捕集電收塵器難以捕集的粉塵，如導(dǎo)電性極為良好和導(dǎo)電性極差的粉塵。

⑷操作技術(shù)比較簡單。水泥工業(yè)粉塵治理的常用收塵器布袋收塵器

具有以下的優(yōu)點

⑴收塵效率高。即使捕集0.5水泥廠主要污染物和治理ppt課件水泥廠主要污染物和治理ppt課件CO2的排放生料煅燒成熟料過程CO2氣體的排放在煅燒熟料過程中，窯中排放的CO2來源于水泥生料中的碳酸鈣分解和燃料燃燒。當(dāng)前，生產(chǎn)水泥熟料的主要原料為石灰石。普通硅酸鹽水泥熟料含氧化鈣65%左右，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式CaCO3=CaO+CO2)計算：每生產(chǎn)1噸熟料排放0.511噸CO2。

CO2的排放生料煅燒成熟料過程CO2氣體的排放CO2的排放2、由燃料燃燒所排放的CO2當(dāng)煤發(fā)熱量為22000kJ/㎏時，固定碳含量約65%左右，燃燒時、每噸煤產(chǎn)生2.38噸CO2。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：

C+O2=CO2生產(chǎn)1噸熟料需0.161～0.296噸煤，因燃燒煤排放CO2在0.383～0.704噸。3、消耗用電折算CO2排放量每噸水泥平均電耗100kwh左右，折算生產(chǎn)電能排放CO2，每噸水泥電耗折算排放CO2為0.12噸。CO2的排放2、由燃料燃燒所排放的CO2CO2的排放

每生產(chǎn)1噸水泥熟料，以上三個排放項目相加，排放CO2氣體1.114～1.335噸。CO2的排放

每生產(chǎn)1噸水泥熟料，以上三個排放項目相加，排放CO2的對環(huán)境的破壞二氧化碳被稱為溫室氣體，具有吸熱和隔熱的功能。大氣中CO2氣體增多，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散從而使地球氣候變暖。負面影晌：1)地球上的病蟲害增加；2)冰山熔化、海平面上升，沿海三角洲被淹沒。3)氣候反常，海洋風(fēng)暴增多；4)土地干旱，沙漠化面積增大。根據(jù)預(yù)測：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到2050年全球溫度將上升2－4攝氏度，南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹于水中，其中包括幾個著名的國際大城市：紐約，上海，東京和悉尼。CO2的對環(huán)境的破壞二氧化碳被稱為溫室氣體，具有吸熱和隔熱的CO2的減排余熱利用減排CO2(1)烘干原燃料。

用廢氣的余熱烘干原燃料可省去烘干用煤，生產(chǎn)每噸水泥熟料可省去烘干用煤0.02噸，減少0.0476噸CO2排放。(2)余熱發(fā)電。

建設(shè)純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，用廢氣的余熱進行發(fā)電，每噸熟料發(fā)電35kwh以上，大約減少0.04噸CO2排放。CO2的減排余熱利用減排CO2CO2的減排提高生產(chǎn)工藝水平，降低熟料熱耗、降低煤耗。加強生產(chǎn)工藝控制和配料，提高熟料質(zhì)量和熟料強度。(1)減少水泥熟料用量。一是磨制水泥在保證水泥性能的同時多加混合材，二是在拌制混凝土?xí)r使用替代水泥材料。

(2)大力發(fā)展綠色高性能混凝土代替常規(guī)混凝土。①大量節(jié)省水泥熟料。磨細水淬礦渣和分級優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰等或它們的復(fù)合成為凝膠材料的主要成分，從而使原料及能源消耗及CO2排放量大大減少。②大量使用工業(yè)廢渣為主的細摻料、復(fù)合細摻料和復(fù)合外加劑代替部分熟料，以降低污染，保護環(huán)境。③通過提高強度、減小結(jié)構(gòu)截面面積或結(jié)構(gòu)體積減少混凝土用量，從而節(jié)省水泥生產(chǎn)量。

(3)發(fā)展高標(biāo)號水泥。設(shè)立建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使高質(zhì)量、高標(biāo)號水泥和其他建材制品擴大生產(chǎn)，促進先進生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。CO2的減排提高生產(chǎn)工藝水平，降低熟料熱耗、降低煤耗。二氧化硫SO2水泥工業(yè)廢氣中的SO2，主要來源于水泥原料或燃料中的含硫化合物，高溫氧化條件下生成的硫氧化物。在新型干法生產(chǎn)線上，硫和鉀、鈉、氯一樣，是引起預(yù)熱器、分解爐結(jié)皮堵塞的重要因素之一，是一種對生產(chǎn)有害、需要加以限制的一種組分。由于在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)存在充足的鈣和一定量的鉀鈉，所形成的硫酸鹽揮發(fā)性較差、有80%以上殘留在熟料中。二氧化硫SO2水泥工業(yè)廢氣中的SO2，主要來源于水泥原料或燃二氧化硫SO2

GB4915－2004水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（指溫度為273K，壓力為101325Pa時的狀態(tài)，簡稱“標(biāo)態(tài)”。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大氣污染物排放濃度均指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣中的數(shù)值）

SO2規(guī)定限值排放濃度≤200mg／m3 我工廠的實際情況SO2規(guī)定限值排放濃度≤10mg／m3二氧化硫SO2GB4915－2004水泥工業(yè)大氣污染物排水泥生產(chǎn)中減少SO2排放有下列幾種措施：更換原料；在生料磨內(nèi)吸收；加消石灰—Ca（OH）2；設(shè)D-SOx旋風(fēng)筒；設(shè)水洗塔等。其中最簡單有效的方法就是在配料過程中選擇合適的硫、堿比，同時在窯尾收塵系統(tǒng)中采用袋式除塵器。二氧化硫治理的措施水泥生產(chǎn)中減少SO2排放有下列幾種措施：更換原料；在生料磨內(nèi)利用生料磨來降低SO2含量。窯尾廢氣進入生料粉磨，生料粉中CaCO3顆粒，與SO2形成一下反應(yīng)：CaCO3+SO2=CaSO3+CO22CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2另外，在生料粉磨烘干過程中，水分蒸發(fā)形成大量水蒸汽，也加速了CaCO3與SO2的反應(yīng)過程，吸收窯尾廢氣中SO2近70%變成CaSO4。

窯尾采用袋除塵器。袋除塵濾袋表面收集的K2O、Na2O等堿性物質(zhì)與通過濾袋的SO2、NO2酸性物質(zhì)結(jié)合成鹽類，酸性氣體的濃度可削減30%～60%。袋除塵器具備除塵和降低SO2、NO2酸性有害氣體的多種功能。二氧化硫治理的措施利用生料磨來降低SO2含量。窯尾廢氣進入生料粉磨，生料粉中C氮氧化物（NOX）在水泥熟料燒成過程中排放的NOx，主要來源于燃料高溫燃燒時、燃燒空氣中的N2在高溫狀態(tài)下與O2化合生成。其生成量取決于燃燒火焰溫度，火焰溫度越高、則N2被氧化生成的NOx量越多。在新型干法生產(chǎn)系統(tǒng)中，由于50%～60%的燃料是在溫度較低的分解爐中燃燒的。氮氧化物（NOX）在水泥熟料燒成過程中排放的NOx，主要來源NOX對人體危害程度NOx濃度（ppm）對人體危害程度0.5連續(xù)接觸4h，肺細胞病理組織發(fā)生變化；連續(xù)接觸3-12個月，支氣管出現(xiàn)肺氣腫、感染、抵抗力減弱。1.0聞到臭味5.0聞到很強烈的臭味10-15眼、鼻、呼吸道受刺激803-5min內(nèi)引起胸痛100-150人在30min，至多1h內(nèi)就因肺氣腫死亡>200人瞬即死亡NOX對人體危害程度NOx濃度對人體危害程度0.5連續(xù)接觸中國大氣污染已成為全球關(guān)注的焦點！2010年全國氮氧化物排放量2273.6萬噸，主要集中在火電、水泥和機動車行業(yè)?！段覈鴩窠?jīng)濟和社會發(fā)展十二五規(guī)劃綱要》，明確提出“十二五”氮氧化物減排10%的約束性指標(biāo)，對脫硝技術(shù)提出更高的要求。上海北京廣州NOx控制迫在眉睫中國大氣污染2010年全國氮氧化物排放量2273.6萬噸，水泥窯爐概況及NOx排放現(xiàn)狀2010年我國水泥產(chǎn)量為18.68億噸，水泥企業(yè)近5000家。水泥煅燒產(chǎn)生大量NOx，排放濃度為300mg/Nm3~2200mg/Nm3，每噸熟料約產(chǎn)生1.5kg~1.8kg氮氧化物。2010年全國水泥排放氮氧化物約200萬噸，約占全國氮氧化物排放總量的10%，

僅次于電力行業(yè)和機動車尾氣排放，位居第三。

行業(yè)排放對NOx污染的貢獻率水泥回轉(zhuǎn)窯工藝示意圖水泥窯爐概況及NOx排放現(xiàn)狀2010年我國水泥產(chǎn)量為18.國內(nèi)外水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)國外水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)（mg/Nm3）奧地利比利時德國愛爾蘭意大利盧森堡葡萄牙瑞典美國荷蘭歐盟指令NOx5001800500*11300180080013002009001300200-500國際水泥工業(yè)對NOx排放限制最嚴(yán)格的是德國標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定采用二次燃料的替代率≤60%時，其排放氮氧化物濃度不得超過500mgNO2/Nm3；二次燃料替代率為60%～100%時，不大于200mgNO2/Nm3。我國水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)：我國現(xiàn)執(zhí)行《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2004，規(guī)定NOx排放濃度不得超過800mg/m3。杭州地區(qū)規(guī)定不得超過150mg/m3GB4915-2004水泥工業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)排放濃度（mg／m3）單位產(chǎn)品排放量（kg／t）8002.40國內(nèi)外水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)國外水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)（mg/N氮氧化物的污染防治防治Nox的首先要優(yōu)化窯和分解爐的燃燒制度，保持適宜的火焰溫度，控制過剩空氣量，保持一定的還原氣氛，確保喂料量和喂煤量均勻穩(wěn)定，采用低氮燃燒器、設(shè)置專門的脫氮措施。利用還原性氣體，即CO、H2等還原性氣體，在生料中Fe2O3、Al2O3的催化作用下，將NOx還原成為無害的N2，可大量降低NOx排放。2NO+2CO=N2+CO2；2NO+2H2=N2+2H2O