對水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測結(jié)果換算問題的探討

梁小麗

(南寧環(huán)境保護監(jiān)測站,廣西南寧 530200)

對水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測結(jié)果換算問題的探討

梁小麗

(南寧環(huán)境保護監(jiān)測站,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,對水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測結(jié)果換算所遇到的問題進行探討。以 1臺設(shè)計生產(chǎn)能力為 1200t/d熟料的濕法回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測為例討論回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測結(jié)果換算問題,并提出了對監(jiān)測結(jié)果處理的建議。

水泥回轉(zhuǎn)窯;監(jiān)測結(jié)果;換算;探討

我國是發(fā)展中國家,改革開放以來,經(jīng)濟飛速發(fā)展,各項基礎(chǔ)建設(shè)快速進行,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、民用等諸多方面對水泥的需求高漲,水泥廠環(huán)境污染問題,特別是粉塵污染問題,一直是社會密切關(guān)注的問題。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,俗稱水泥工廠的 “心臟”,用來鍛燒水泥熟料。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,加強對水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)境監(jiān)測顯得尤為重要。現(xiàn)就水泥回轉(zhuǎn)窯環(huán)境監(jiān)測結(jié)果換算所遇到的問題進行探討。

1 監(jiān)測及結(jié)果計算

1.1 監(jiān)測采樣

1.1.1 監(jiān)測項目

粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物。

1.1.2 監(jiān)測依據(jù)

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

1.1.3 采樣方法

采樣儀器、采樣點位、采樣頻次、采樣時間、質(zhì)量保證依照《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (HJ/T397-2007)要求執(zhí)行,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確可靠。

在水泥回轉(zhuǎn)窯的窯頭、窯尾除塵處理設(shè)施后各設(shè) 1個監(jiān)測點位,按照規(guī)范要求分別采集 3組樣品。

1.2 監(jiān)測結(jié)果計算

1.2.1 污染物排放濃度污染物排放質(zhì)量濃度按式 (1)進行計算:

式中:ρ′—污染物排放質(zhì)量濃度,mg/m3;

Vnd—標準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)在計算回轉(zhuǎn)窯污染物的排放濃度時,應(yīng)按照《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》 (GB4915-2004)表 1的要求,將實測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)進行折算:

式中:

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

α′—實測過量空氣系數(shù);

α—有關(guān)排放標準中規(guī)定的過量空氣系數(shù)。

(2)過量空氣系數(shù)按式 (3)進行計算:

式中:

φ (O2)—排氣中氧的體積分數(shù)。

由式 (3)得:

當煙氣中 O2含量為 10%時:

按照《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》(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,即指過量空氣系數(shù)α為 1.91時的排放濃度。

2 實例分析

2.1 監(jiān)測概況

以 1臺設(shè)計生產(chǎn)能力為 1200t/d熟料的濕法水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測為例進行分析,該水泥回轉(zhuǎn)窯的廢氣處理流程及監(jiān)測點位見圖 1。

由圖 1可知,在窯頭、窯尾各設(shè) 1個監(jiān)測點位進行采樣分析,監(jiān)測數(shù)據(jù)見表 1及表 2。

表 1 旋窯尾監(jiān)測數(shù)據(jù)

表 2 旋窯頭測試結(jié)果

2.2 結(jié)果計算

2.2.1 旋窯尾

由式 (1)可算出窯尾的實測塵濃度見表 3。

表 3 窯尾實測塵濃度

將粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物的實測排放濃度折算為α =1.91時的排放濃度,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測濃度相差不大。

2.2.2 旋窯頭

由式 (1)可算出窯頭的實測塵濃度見表 5。

表 4 窯尾折算濃度 (mg/m3)

表 5 窯頭實測塵濃度 (mg/m3)

將粉塵 (顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物的實測排放濃度折算為α=1.91時的排放濃度。

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測濃度增大了約31倍。

3 討論

3.1 分析

由回轉(zhuǎn)窯的廢氣處理流程可知,從窯尾出來的廢氣,在預(yù)熱塔與生料進行熱交換后,進入除塵設(shè)施處理后排放,整個過程不需要鼓入空氣進行冷卻。而從窯頭出來的熟料溫度很高,大約達到1000℃左右,工藝上需要鼓入大量的空氣進行冷卻,不然會對靜電除塵器和后續(xù)生產(chǎn)帶來不利影響。鼓入的大量空氣造成窯頭的含氧量過高,無法將顆粒物、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 對監(jiān)測結(jié)果的處理

由于在《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB4915-2004)中沒有明確指出窯頭、窯尾的換算情況,在監(jiān)測結(jié)果的處理中,對窯尾可按照標準的要求換算到 O2含量 10%狀態(tài)下的排放濃度。但對窯頭,應(yīng)根據(jù)實際的廢氣處理過程做出分析,對工藝上要求鼓入大量空氣冷卻的回轉(zhuǎn)窯,建議在監(jiān)測結(jié)果中應(yīng)以實測的濃度作為排放的評價標準,但要在監(jiān)測報告中詳細說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