水泥工業(yè)大氣污染物及防治技術(shù)

賈福強(qiáng)

江蘇科行環(huán)保科技有限公司

1 前言

水泥工業(yè)制造發(fā)展的過(guò)程中，由于不注重環(huán)境保護(hù)，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的大氣污染物，這些污染物嚴(yán)重地破壞了生態(tài)環(huán)境，極其不利于構(gòu)建良性的企業(yè)生產(chǎn)循環(huán)。為了減少污染物的排放，我國(guó)制定了相應(yīng)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，在污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)下，企業(yè)可以利用相應(yīng)的防治技術(shù)實(shí)現(xiàn)污染物的稀釋、收集、運(yùn)用，不僅滿(mǎn)足了污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，還實(shí)現(xiàn)了污染物的合理運(yùn)用，達(dá)到了節(jié)能減排，提高企業(yè)生產(chǎn)效能的目的。

2 水泥工業(yè)大氣污染物及排放標(biāo)準(zhǔn)

隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑行業(yè)呈蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)，水泥作為建筑行業(yè)的主要應(yīng)用材料，具有較大的市場(chǎng)需求，在這種情況下，水泥工業(yè)得到了快速的發(fā)展，但是在發(fā)展的過(guò)程中，注重生產(chǎn)效益，忽視環(huán)境保護(hù)，而且由于我國(guó)水泥企業(yè)多以中小企業(yè)為主，規(guī)模小，設(shè)施設(shè)備不完善，加之以生產(chǎn)為主要的發(fā)展導(dǎo)向，導(dǎo)致環(huán)保設(shè)施設(shè)備配備不齊全，環(huán)境污染物排放出現(xiàn)了不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物有氟化物、顆粒物、Hg、NH3、SO2等大氣環(huán)境污染物，此外還包括有機(jī)物、重金屬等污染物，在對(duì)這些污染物的處理中主要根據(jù)污染物排放濃度、危害程度、污染物排放數(shù)量等來(lái)制定相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，以保證防治技術(shù)的高效運(yùn)用[1]。主要的排放標(biāo)準(zhǔn)有以下幾項(xiàng)；第一，根據(jù)環(huán)境質(zhì)量來(lái)制定排放標(biāo)準(zhǔn)，主要包括排氣筒高度設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)、最高大氣污染物排放速率標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放總量標(biāo)準(zhǔn)等；第二，根據(jù)污染物控制技術(shù)制定排放標(biāo)準(zhǔn)，主要包括污染物削減率標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放濃度標(biāo)準(zhǔn)、單位產(chǎn)品排放量標(biāo)準(zhǔn)等；第三，根據(jù)排放產(chǎn)生的感官效應(yīng)制定標(biāo)準(zhǔn)，主要包括排放臭氣的標(biāo)準(zhǔn)、排放氣體顏色深度標(biāo)準(zhǔn)等。這些指標(biāo)是進(jìn)行水泥工業(yè)大氣污染物治理的基礎(chǔ)，防治技術(shù)的運(yùn)用也應(yīng)以相應(yīng)的大氣污染物排放指標(biāo)為基礎(chǔ)，才能達(dá)到預(yù)期的大氣污染物治理效果。

3 水泥工業(yè)大氣污染物防治技術(shù)

3.1 從根源采取措施，減少污染物的排放

我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展體系存在不合理的現(xiàn)象，主要以中小企業(yè)發(fā)展為主，這些企業(yè)不僅沒(méi)有健全的生產(chǎn)規(guī)劃，而且生產(chǎn)技術(shù)落后，導(dǎo)致出現(xiàn)污染物排放超標(biāo)的現(xiàn)象，鑒于此應(yīng)優(yōu)化水泥工業(yè)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，取締一些生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式落后的企業(yè)，并根據(jù)水泥產(chǎn)能供應(yīng)現(xiàn)狀來(lái)兼并一些水泥生產(chǎn)企業(yè)，以此實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，減少超量生產(chǎn)。相關(guān)資料顯示，我國(guó)水泥熟料企業(yè)分散，產(chǎn)量主要集中率為55%左右，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)導(dǎo)致水泥企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)壓力大，如果不進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化和整合，不僅不利于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，還會(huì)產(chǎn)生惡性的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生生產(chǎn)能耗現(xiàn)象，極其不利于污染物的排放管理。其次在水泥生產(chǎn)中，大氣污染物產(chǎn)生的根源是燃料的不合理的利用。比如煙煤、不清潔液體原料的使用會(huì)產(chǎn)生顆粒污染物、SO2等污染物，鑒于此應(yīng)制定可行性的燃料改革，一方面利用混合材料的特性來(lái)減少水泥攪拌、磨制中產(chǎn)生的污染物[2]。另一方面充分利用水泥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢棄物，將其作為水泥生產(chǎn)燃燒原料，比如化工渣、燃料渣等廢棄渣的運(yùn)用，將其用于水泥燃料中，以此減少污染物的排放。

3.2 采用防治技術(shù)，控制污染物的產(chǎn)生

3.2.1 碳排放污染物控制CCUS技術(shù)

水泥工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳廢棄物，濃度較低的二氧化碳不會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染，但是一旦超標(biāo)，吸入人體器官內(nèi)，就會(huì)產(chǎn)生二氧化碳中毒現(xiàn)象，加之和水泥生產(chǎn)過(guò)程中其他粉塵物質(zhì)的融合，比如錳、鋁等物質(zhì)，就會(huì)產(chǎn)生爆炸，極其不利于安全生產(chǎn)。這種情況需要對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行濃度稀釋、污染物提純處理，CCUS技術(shù)中包括封存技術(shù)、碳捕集技術(shù)，可以對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行濃度稀釋、提純處理，并通過(guò)處理實(shí)現(xiàn)二氧化碳物質(zhì)的高效運(yùn)用，從而解決了污染物排放的問(wèn)題。相對(duì)于傳統(tǒng)的CCUS二氧化碳處理技術(shù)而言，新型的CCUS處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的升級(jí)，不僅僅局限于二氧化碳技術(shù)的封存處理，還實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的高效運(yùn)用，達(dá)到了能源節(jié)省的目的。正是由于該技術(shù)具有節(jié)能減排的雙重效應(yīng)，所以該技術(shù)受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注，在未來(lái)將著重于新型水泥工藝中，還會(huì)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，為實(shí)現(xiàn)大氣污染物的高效處理提供了有利條件。

3.2.2 余熱利用治理技術(shù)

余熱利用治理技術(shù)也是一種二氧化碳排放控制技術(shù)，在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量的余熱現(xiàn)象，這些余熱對(duì)于水泥生產(chǎn)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性作用，但是會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w排放，導(dǎo)致大氣二氧化碳污染物增多，而余熱利用治理技術(shù)不僅有效地抑制了二氧化碳?xì)怏w的排放，而且還對(duì)余熱進(jìn)行了充分的利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效能的提升，目前余熱利用治理技術(shù)主要包括余熱發(fā)電技術(shù)、窯筒體熱量排放技術(shù)、廢氣循環(huán)利用技術(shù)等，這些技術(shù)的使用不僅抑制了二氧化碳的排放，而且還實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化，為經(jīng)濟(jì)效益的提升創(chuàng)造了有利條件。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥生產(chǎn)過(guò)程余熱的充分運(yùn)用，將水泥產(chǎn)生的熱量進(jìn)行了明細(xì)劃分，主要分為高溫、中低溫、低溫三個(gè)階段，根據(jù)三個(gè)階段中的溫度狀況來(lái)進(jìn)行治理技術(shù)的使用，一般情況下高溫和中低溫度主要用于發(fā)電，低溫進(jìn)行廢棄物處理，以此減少能源消耗，達(dá)到節(jié)能、減排的目的。

3.2.3 SO2減排控制理技術(shù)

水泥生產(chǎn)過(guò)程中，如果采用的原料、燃料不達(dá)標(biāo)，純凈度不高，就會(huì)產(chǎn)生SO2大氣環(huán)境污染物，因此減少SO2污染物的排放最有效地措施是選擇含有SO2污染物較少的，或者添加劑較少的原料和燃料，以此從根源上減少SO2污染物的排放，但是由于水泥行業(yè)的原料來(lái)源單一，定向化很強(qiáng)，所以可以進(jìn)行甄選、選擇的原料、燃料并不多，因此想從根源上來(lái)進(jìn)行SO2大氣污染物的治理難度較大。其次從水泥的生產(chǎn)加工過(guò)程來(lái)看，在生產(chǎn)加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生SO2大氣污染物，SO2污染物的產(chǎn)生主要源于CaO，由于CaO的化學(xué)屬性，導(dǎo)致硫化物質(zhì)的吸收能力較強(qiáng)，因此一旦原料和燃料中含有硫化物質(zhì)，就會(huì)充分的吸收，導(dǎo)致硫化物質(zhì)濃度較高，產(chǎn)生大氣污染排放物超標(biāo)的現(xiàn)象，針對(duì)此可以采用噴霧干燥、濕式洗滌器等脫硫技術(shù)，來(lái)對(duì)產(chǎn)生的SO2大氣污染物進(jìn)行脫硫處理，以此減少污染物中的硫化物質(zhì)，滿(mǎn)足污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3.2.4 顆粒物減排控制技術(shù)

顆粒污染物是水泥工業(yè)中最主要的污染物，對(duì)于顆粒污染物的處理方式主要采用物理技術(shù)處理方法，其中除塵設(shè)備具有簡(jiǎn)單、高效的特點(diǎn)，對(duì)顆粒污染物的處理具有重要的作用。但是除塵器的選擇至關(guān)重要，優(yōu)良的除塵設(shè)備能夠達(dá)到事半功倍的效果。比如袋式除塵器成本費(fèi)用高，不適用吸濕性、黏結(jié)性的粉塵處理，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活；電除塵器的配備要求高，安裝難度大，但是具有自動(dòng)化水平高、能耗低等特點(diǎn)，總之不同的除塵設(shè)備具有不同的使用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，需要根據(jù)企業(yè)的應(yīng)用需求來(lái)選擇，但是隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，顆粒物減排控制技術(shù)設(shè)備也不斷地優(yōu)化，將電除塵器設(shè)備和袋式除塵器設(shè)備的優(yōu)勢(shì)有效地結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“電袋符合”“電改袋”的顆粒物除塵設(shè)備，這些設(shè)備的出現(xiàn)不僅提高了顆粒物的處理效率，還降低了能源消耗，對(duì)實(shí)現(xiàn)大氣污染物的科學(xué)治理具有重要的意義。

3.2.5 NOX減排控制技術(shù)

大量的NOX物質(zhì)存在于大氣中，會(huì)造成大氣污染濃度增加，給大氣污染帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題，鑒于此應(yīng)革新水泥回轉(zhuǎn)窯工藝水平，摒棄傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行水泥制造生產(chǎn)，主要的技術(shù)有末端處理、工藝控制處理技術(shù)，其中末端處理技術(shù)主要指的是SNCR-SCR復(fù)合技術(shù)、選擇性催化及非催化還原技術(shù)等，為了實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程中的NOX排放的有效控制，環(huán)保對(duì)此提出了相應(yīng)的要求，即將末端處理技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)控制技術(shù)上，以此實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的整體NOX污染物排放控制。工藝控制處理技術(shù)指的是低氮燃燒器技術(shù)、燃料替代、分級(jí)燃燒技術(shù)等，這種技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，成本較低，所以被廣泛的應(yīng)用，但是由于使用的過(guò)程中污染物處理效率低，比如硝效率的處理不徹底，因此還需要進(jìn)行進(jìn)一步的氮氧化物處理工作，使其達(dá)到廢氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 利用環(huán)境提高自?xún)裟芰?/h3>

大氣環(huán)境本身具有自?xún)裟芰Γㄟ^(guò)利用環(huán)境的優(yōu)勢(shì)來(lái)減少污染物的排放，根據(jù)水泥工業(yè)污染物的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行工廠(chǎng)位置的安排，由于水泥工業(yè)中容易產(chǎn)生污染物顆粒、煙塵等廢棄物，所以工廠(chǎng)位置應(yīng)遠(yuǎn)離市區(qū)、風(fēng)向頻率較高的地區(qū)。其次研究大氣的自?xún)籼攸c(diǎn)和自?xún)魞?yōu)勢(shì)來(lái)選擇合適的方式進(jìn)行廢棄物的排放，以此合理利用大氣環(huán)境資源實(shí)現(xiàn)廢棄物的凈化。再者還可以選擇適宜的排放方式，比如通過(guò)提高污染物廢氣煙囪的排放高度，或者通過(guò)將所有污染物廢氣集中在一個(gè)煙囪中來(lái)進(jìn)行排放，以此實(shí)現(xiàn)廢氣的高效排放處理，減少?gòu)U氣污染物對(duì)附近以及地面的污染，但是這種污染物處理方式只能實(shí)現(xiàn)小范圍的治理，沒(méi)有從根本上解決大氣污染問(wèn)題。此外綠植具有廢棄物治理的效應(yīng)，對(duì)有害氣體、顆粒物質(zhì)的治理具有重要的作用，因此可以種植一些具有高效吸收廢氣物的植物，比如種植梧桐、泡桐植物來(lái)吸收氟化物，種植闊葉林植物來(lái)吸收大氣有毒氣體等，以此實(shí)現(xiàn)環(huán)境自?xún)裟芰?，達(dá)到較好的大氣污染物處理效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泥生產(chǎn)加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)大氣污染物，這些污染物的產(chǎn)生給大氣環(huán)境帶來(lái)了不可逆轉(zhuǎn)的影響，鑒于此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工業(yè)大氣污染物研究，采用相應(yīng)的大氣污染防治技術(shù)，對(duì)原料、燃料進(jìn)行改造升級(jí)，減少污染物的排放，并利用碳排放污染物控制技術(shù)、余熱利用治理技術(shù)、SO2減排控制技術(shù)、顆粒物減排控制技術(shù)、NOX減排控制技術(shù)進(jìn)行污染物的稀釋和提純，以此滿(mǎn)足大氣污染物排放指標(biāo)，減少有害污染物的排放。