對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)結(jié)果換算問(wèn)題的探討

梁小麗

(南寧環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站,廣西南寧 530200)

對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)結(jié)果換算問(wèn)題的探討

梁小麗

(南寧環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站,廣西南寧 530200)

根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)工藝及環(huán)保處理流程的特點(diǎn),對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)結(jié)果換算所遇到的問(wèn)題進(jìn)行探討。以 1臺(tái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1200t/d熟料的濕法回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)為例討論回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)結(jié)果換算問(wèn)題,并提出了對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果處理的建議。

水泥回轉(zhuǎn)窯;監(jiān)測(cè)結(jié)果;換算;探討

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,改革開(kāi)放以來(lái),經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)快速進(jìn)行,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用等諸多方面對(duì)水泥的需求高漲,水泥廠環(huán)境污染問(wèn)題,特別是粉塵污染問(wèn)題,一直是社會(huì)密切關(guān)注的問(wèn)題。水泥回轉(zhuǎn)窯是指旋轉(zhuǎn)煅燒窯 (俗稱旋窯),是水泥生產(chǎn)中的主機(jī),俗稱水泥工廠的 “心臟”,用來(lái)鍛燒水泥熟料。水泥回轉(zhuǎn)窯的窯頭、窯尾是水泥廠最大的粉塵污染源,窯頭、窯尾廢氣總量約占全廠廢氣總量的 60%左右。因此,加強(qiáng)對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)境監(jiān)測(cè)顯得尤為重要?，F(xiàn)就水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果換算所遇到的問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 監(jiān)測(cè)及結(jié)果計(jì)算

1.1 監(jiān)測(cè)采樣

1.1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物。

1.1.2 監(jiān)測(cè)依據(jù)

粉塵方法來(lái)源于《重量法》 (GB5468-91),二氧化硫方法來(lái)源于《定電位電解法》(HJ/T57-2000),氮氧化物方法來(lái)源于《定電位電解法》(《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》第四版國(guó)家環(huán)?？偩?2003年 )。

1.1.3 采樣方法

采樣儀器、采樣點(diǎn)位、采樣頻次、采樣時(shí)間、質(zhì)量保證依照《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》 (HJ/T397-2007)要求執(zhí)行,確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

在水泥回轉(zhuǎn)窯的窯頭、窯尾除塵處理設(shè)施后各設(shè) 1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,按照規(guī)范要求分別采集 3組樣品。

1.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算

1.2.1 污染物排放濃度污染物排放質(zhì)量濃度按式 (1)進(jìn)行計(jì)算:

式中:ρ′—污染物排放質(zhì)量濃度,mg/m3;

Vnd—標(biāo)準(zhǔn)狀況下采集干排氣的體積,L;

m—采樣所得污染物的質(zhì)量,g。

1.2.2 污染物折算排放濃度

(1)在計(jì)算回轉(zhuǎn)窯污染物的排放濃度時(shí),應(yīng)按照《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB4915-2004)表 1的要求,將實(shí)測(cè)的污染物濃度折算為煙氣中O2含量 10%狀態(tài)下的排放濃度,按式 (2)進(jìn)行折算:

式中:

ρ—折算成過(guò)量空氣系數(shù)為α?xí)r的污染物排放質(zhì)量濃度,mg/m3;

α′—實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù);

α—有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的過(guò)量空氣系數(shù)。

(2)過(guò)量空氣系數(shù)按式 (3)進(jìn)行計(jì)算:

式中:

φ (O2)—排氣中氧的體積分?jǐn)?shù)。

由式 (3)得:

當(dāng)煙氣中 O2含量為 10%時(shí):

按照《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915-2004)表 1規(guī)定,水泥回轉(zhuǎn)窯的粉塵(顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度是指煙氣中O2含量 10%狀態(tài)下的排放濃度,即指過(guò)量空氣系數(shù)α為 1.91時(shí)的排放濃度。

2 實(shí)例分析

2.1 監(jiān)測(cè)概況

以 1臺(tái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1200t/d熟料的濕法水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)為例進(jìn)行分析,該水泥回轉(zhuǎn)窯的廢氣處理流程及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位見(jiàn)圖 1。

由圖 1可知,在窯頭、窯尾各設(shè) 1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行采樣分析,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1及表 2。

表 1 旋窯尾監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

表 2 旋窯頭測(cè)試結(jié)果

2.2 結(jié)果計(jì)算

2.2.1 旋窯尾

由式 (1)可算出窯尾的實(shí)測(cè)塵濃度見(jiàn)表 3。

表 3 窯尾實(shí)測(cè)塵濃度

將粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物的實(shí)測(cè)排放濃度折算為α =1.91時(shí)的排放濃度,由式(3)、 (2)得表 4。

由表 4可知,窯尾折算后的粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物排放濃度與實(shí)測(cè)濃度相差不大。

2.2.2 旋窯頭

由式 (1)可算出窯頭的實(shí)測(cè)塵濃度見(jiàn)表 5。

表 4 窯尾折算濃度 (mg/m3)

表 5 窯頭實(shí)測(cè)塵濃度 (mg/m3)

將粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物的實(shí)測(cè)排放濃度折算為α=1.91時(shí)的排放濃度。

由式 (3)得表 6,由式 (2)得表 7。

表 6 窯頭空氣系數(shù)

表 7 窯頭折算濃度 (mg/m3)

由表 7可知,窯頭折算后的粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物排放濃度比實(shí)測(cè)濃度增大了約31倍。

3 討論

3.1 分析

由回轉(zhuǎn)窯的廢氣處理流程可知,從窯尾出來(lái)的廢氣,在預(yù)熱塔與生料進(jìn)行熱交換后,進(jìn)入除塵設(shè)施處理后排放,整個(gè)過(guò)程不需要鼓入空氣進(jìn)行冷卻。而從窯頭出來(lái)的熟料溫度很高,大約達(dá)到1000℃左右,工藝上需要鼓入大量的空氣進(jìn)行冷卻,不然會(huì)對(duì)靜電除塵器和后續(xù)生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。鼓入的大量空氣造成窯頭的含氧量過(guò)高,無(wú)法將顆粒物、二氧化硫、氮氧化物濃度換算成煙氣中O2含量 10%狀態(tài)下的排放濃度。3.2 對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理

由于在《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915-2004)中沒(méi)有明確指出窯頭、窯尾的換算情況,在監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理中,對(duì)窯尾可按照標(biāo)準(zhǔn)的要求換算到 O2含量 10%狀態(tài)下的排放濃度。但對(duì)窯頭,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的廢氣處理過(guò)程做出分析,對(duì)工藝上要求鼓入大量空氣冷卻的回轉(zhuǎn)窯,建議在監(jiān)測(cè)結(jié)果中應(yīng)以實(shí)測(cè)的濃度作為排放的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),但要在監(jiān)測(cè)報(bào)告中詳細(xì)說(shuō)明窯頭不換算的原因。

Discussion on Conversion of Monitoring Data of Cement Rotary Kiln

L IANG Xiao-li
(Nanning Environmental Monitoring Station,Nanning Guangxi 530200 China)

The conversion problems of monitoring data of cement rotary kiln are discussed based on the characteristics of production process of cement rotary kiln and pollution treatment process.The measures on solving the conversion problems of monitoring data are pointed out by areal monitoring data of cement rotary kiln with production ability of 1200t/d.

cement rotary kiln;monitoring results;conversion;discussion

X83

A

1673-9655(2010)01-0102-03

2009-07-24