水泥企业生产粉尘污染防治的技术措施
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【摘 要】现在许多水泥企业生产过程中产生了大量的粉尘，对环境保护造成了极大的影响，我们要通过相应的技术来进行治理。本文以拟颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》排放限值要求为基础，分析了水泥企业排放粉尘种类和废气性质，阐述了粉尘污染治理达标的技术措施，最后介绍了迎接排放新标准的颁布各方应做的准备。
【关键词】水泥工业；排放标准；粉尘治理；达标技术
0 前言
《水泥工业大气污染物排放标准》是我国水泥工业环境管理的重要保障，在污染减排工作中发挥了重要作用。为适应更高的环境管理需求，加强对粉尘的排放控制，国家环境保护部将其列为重点项目。拟颁布的排放新标准不仅严格水泥工业粉尘的排放控制外，进一步降低颗粒物的排放水平，更严格地要求了新建水泥企业执行的排放限值。下面就粉尘污染治理达标的有关技术措施进行介绍。
1 各生产设施所排粉尘种类和废气性质
水泥工厂粉尘排放主要有7种类型：（1）水泥窑；（2）冷却机；（3）各种磨机；（4）烘干机；（5）包装系统；（6）各种储库；（7）各种输送设备。各种设备排放的粉尘种类见表1。
上述七类尘源点又称为有组织排放，除此之外还有露天堆场和道路扬尘，该类排放称为无组织排放。根据理论测算和调查统计数据，水泥生产过程各设备所排出废气性质如表2。
2 水泥企业的粉尘治理技术措施
按照拟颁布的新标准要求，自2016年7月1日起，现有企业执行与新建企业同样的排放限值，热力设备排放限值为30mg/Nm3，通风设备排放限值20mg/Nm3。为了使现有水泥企业达到新标准要求，应做好以下两个方面的工作：一是非技术层面，加强管理，树立环保意识；二是技术层面，采用新技术、新材料、新设备，对主要排放污染物和主要排放点进行改造治理，使之达到排放要求。除尘改造技术主要有四种方式：①“袋改袋”即袋除尘器升级优化改造；②“电改电”即电除尘器升级优化改造；③“电改袋”即电除尘器改造为袋除尘器；④电改“电-袋”即电除尘器改造为“电-袋”复合除尘器。下面作详细介绍。
2.1 “袋改袋”技术
2.1.1 更换过滤材料
对于热力设备用袋除尘器，按照排放限值30mg/Nm3要求，更换方案：
①水泥窑尾用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜P84和P84玻纤复合针刺毡覆膜等滤料；
②水泥窑头用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为诺梅克斯（Nomex）或诺梅克斯渗膜滤料；
③烘干机用袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜；
④煤粉袋除尘器滤料更换为抗静电涤纶针刺毡覆膜滤料。
2.1.2 更换（强化）清灰方式
用高能型脉冲清灰取代中能型机械摇动及低能型反吹清灰，提高处理能力和除尘效率。根据原来除尘器的壳体结构和清灰方式，将清灰系统改造更换为气箱脉冲或在线高压脉冲清灰方式，除尘器结构做相应局部改造。
2.1.3 用新型结构取代老式结构
老式的机械回转反吹袋收尘器和反吹风袋收尘器存在清灰强度弱、除尘效率低、不能达标排放等诸多缺点。可采用新型气箱脉冲袋除尘器或新型高压脉冲喷吹袋除尘器来进行改造，该除尘器能直接处理较高含尘浓度和高粘度的粉尘，特别适用生料磨和水泥磨采用回转反吹收尘器或反吹风收尘器的改造。改造具体内容：增加过滤面积，降低过滤风速；增加袋室；更换花板，增加开孔率，减少滤袋直径；改变滤袋形状，采用圆柱形滤袋等；优化通风管道，均化气流分布；更换新型配件等。
2.2 “电改电”技术
2.2.1 “电改电”有三种改造途径
1）在原有电除尘器仍有使用价值的情况下，串联或并联一台新的电除尘器；
2）在原有电除尘器基础上增大电除尘器（包括加长，加宽和加高）；
3）保留原电除尘器外壳，利用先进技术对内部核心部件改造，提高收尘效果。
2.2.2 主要改造方案
1）增加收尘极板面积
①增加电场高度：电除尘器受场地的限制，前后左右没有空间，只能考虑向上加高。主要用于改善电除尘器排放问题，其工况条件只能适用电除尘器的场合。
②增加通道数：相当于在除尘器的旁边新上一台除尘器，加大电除尘器的横断面积，可以降低电场内的风速，更加有利于除尘器的工作。一般应用于窑的产量提高的情况下，需要处理的风量增加。在除尘器施工期间可以不停窑，等安装完毕后，停窑接口。
③增加电场数：一般在电除尘器的前面或后面增加一个或两个电场，以提高电除尘器的除尘效率。这种改造方式周期较长，从挖基础到管道接口，必须在停窑状态下进行。
2）改变极配方式
随着新技术的应用，原来的电除尘器还有采用诸如RS芒刺线和C型极板的，现在多采用放电性能更好的V15、V25、V40线，配合使用ZT24极板，可以有效提高运行电流，增加场强，促使电流密度分布更均匀，提高粉尘趋进速度，从而提高除尘效率，改善除尘效果。
3）更换性能更优良的高压电源
高压电源对电除尘器除尘效率影响的重要性现在已被人们关注，国际上对电除尘器的发展一直将高压电源作为重要研究课题，现在国内已有不少电源厂家开发出了很好的产品，并且应用良好。
4）移动电极的应用
移动电极的工作原理是将常规卧式静电除尘器最后一个电场的固定电极设计为旋转电极，变阳极机械振打清灰为下部毛刷扫灰，从而改变常规电除尘最后一个电场的捕集和清灰方式，以适应超细颗粒粉尘和高比电阻颗粒粉尘的收集，达到提高除尘效率的目的。移动电极技术将是静电除尘器未来的发展方向。移动电极电除尘技术一般采用布置于末端电场灰斗中的清灰刷刷除转动极板上粉尘的清灰方式，有效解决高比电阻粉尘引起的反电晕及振打清灰引起二次扬尘等问题，从而大幅度提高除尘效率，同时该转动极板系统可耐350℃高温，可以长期在330℃条件下随主机不间断地运行，继承了电除尘器耐高温、耐高压、耐腐蚀、阻力低等优点。
2.3 “电改袋”技术
考虑到原有的电除尘器壳体、灰斗、管道，承重基础、物料输送系统都可以保留、沿用。从而确保双目标、工期及综合效益考虑，“留壳改仁”，其内设置技术成熟、性能先进的低压长袋脉冲袋式除尘器的方案是最佳选择。
对于现有窑尾电收尘器，可直接将电收尘器改为低压长袋脉冲袋收尘器，滤料可选用P84、玻纤覆膜和复合毡覆膜滤料等。
对于现有窑头电收尘器，为了排放达标，需将窑头现有电收尘器改为低压长袋脉冲袋收尘器，即拆除现有电除尘器的上壳体及内部构件，增加袋式收尘系统、清灰系统、净气室等必备部件和控制系统，改造为布袋除尘器，其中滤料选用诺梅克斯（Nomex）或诺梅克斯渗膜滤料。因篦冷机余风工况不稳定等特点，致使袋收尘器入口温度波动大，为了保护滤袋使袋收尘器正常运行，须在袋收尘器前增设多管冷却器或余热发电系统，原有风机须进行改造。
2.4 电改“电-袋”复合技术
对于现有窑尾和窑头电收尘器可采用电-袋复合收尘器技术进行改造。
“电-袋”收尘器，就是在收尘器的前部设置一个收尘电场，发挥电收尘器在第一电场能收集80%～90%粉尘的优点，收集烟尘中的大部分粉尘，而在收尘器的后部装设滤袋，使含尘浓度低的烟气通过滤袋，这样可以大大降低滤袋的阻力，延长喷吹周期，缩短脉冲宽度，降低喷吹压力，从而大大延长滤袋的寿命。
在保持原壳体不变的情况下进行改造，包括保留第一电场和进、出气喇叭口、气体分布板、下灰斗、排灰拉链机等。其他电场改为袋室，在此顶上再安装上部箱体。该设备可以采用在线清灰，也可以采用离线清灰。
将电收尘器改造为“电―袋”复合收尘器后，由于滤袋阻力较电收尘高，所以原有尾部风机的风压需提高。此外，为满足增产的需要，风机风量也需提高。风机改造有两种方式：一是更换风机或加长风叶；另一方法是适当提高转速，以满足新的风压、风量要求。
3 迎接排放新标准的颁布各方应做的准备
排放新标准即将颁布实施，水泥行业各方面均有贯彻落实新标准的义务，新标准的有效实施主要应做好以下五个方面的工作：
3.1 工程设计单位做好设计规范修订和工艺设计工作
按照新标准拟定的限值，对现存的工程设计规范进行修订，在工程设计和改造设计时，注重对新工艺、新技术、新装备的采用，对设计方案和重要参数选型需要结合新标准，并考虑后续标准的再加严，避免短期改造、重复建设、增加投资的现象。
3.2 研发和生产先进成熟的治理技术及装备
按照新标准拟定的限值，环保研究和装备制造企业，应提供先进成熟的治理技术及装备，为设计院和水泥企业提供先进可靠达标的治理技术和装备，提供所供环保设备的准确选型参数，例如，对于袋除尘器，要提供合适的除尘器类型、滤料材质和准确的过滤风速值等。
3.3 现有水泥企业根据自身实际情况选取经济实用的达标方案
在除尘方面，应对厂运行的除尘设备、运行数据和排放数据进行收集整理，再请设计院或环保企业到现场查看后进行环保改造设计，并提供可行的改造方案、施工方案和零配件，水泥企业应组织对方案进行技术经济比较，最终确定一个技术可靠、经济合理的方案。
3.4 加强政府、部门和行业监管力度
我国党和政府对环境保护工作十分重视，实行"国家监察、地方监管、单位负责"的环境监察政策。尤其要加大环境监测和执法力度，尽量做到对水泥企业的公平合理。在政府的监督下、在环保部门的监管下、在行业协会的指导下，水泥企业按照新标准的要求寻求更好的生存和发展方式。
4 结语
总的来说，我们要综合治理水泥企业粉尘污染的问题，就要分析各生产设施所产生的粉尘类型和废气性质，结合现有的粉尘治理技术措施，对企业排放的粉尘污染进行有效的治理，同时为了迎接新的排放标准颁布，各单位企业应该研发更先进的技术和设备，制定更符合实际情况的方案，积极配合政府的工作。
【参考文献】
[1]罗立群，梅光军，李杰.加强中小水泥企业粉尘污染防治的技术与措施[J].中国矿业，2005（8）.
[2]赵予萍，郭明.浅谈水泥厂粉尘污染的防治措施[J].环境研究与监测，2001（3）.