水泥企業生產粉塵污染防治的技術措施

曾志榮

【摘 要】現在許多水泥企業生產過程中產生了大量的粉塵，對環境保護造成了極大的影響，我們要通過相應的技術來進行治理。本文以擬頒布的《水泥工業大氣污染物排放標準》排放限值要求為基礎，分析了水泥企業排放粉塵種類和廢氣性質，闡述了粉塵污染治理達標的技術措施，最后介紹了迎接排放新標準的頒布各方應做的準備。

【關鍵詞】水泥工業；排放標準；粉塵治理；達標技術

0 前言

《水泥工業大氣污染物排放標準》是我國水泥工業環境管理的重要保障，在污染減排工作中發揮了重要作用。為適應更高的環境管理需求，加強對粉塵的排放控制，國家環境保護部將其列為重點項目。擬頒布的排放新標準不僅嚴格水泥工業粉塵的排放控制外，進一步降低顆粒物的排放水平，更嚴格地要求了新建水泥企業執行的排放限值。下面就粉塵污染治理達標的有關技術措施進行介紹。

1 各生產設施所排粉塵種類和廢氣性質

水泥工廠粉塵排放主要有7種類型：（1）水泥窯；（2）冷卻機；（3）各種磨機；（4）烘干機；（5）包裝系統；（6）各種儲庫；（7）各種輸送設備。各種設備排放的粉塵種類見表1。

上述七類塵源點又稱為有組織排放，除此之外還有露天堆場和道路揚塵，該類排放稱為無組織排放。根據理論測算和調查統計數據，水泥生產過程各設備所排出廢氣性質如表2。

2 水泥企業的粉塵治理技術措施

按照擬頒布的新標準要求，自2016年7月1日起，現有企業執行與新建企業同樣的排放限值，熱力設備排放限值為30mg/Nm3，通風設備排放限值20mg/Nm3。為了使現有水泥企業達到新標準要求，應做好以下兩個方面的工作：一是非技術層面，加強管理，樹立環保意識；二是技術層面，采用新技術、新材料、新設備，對主要排放污染物和主要排放點進行改造治理，使之達到排放要求。除塵改造技術主要有四種方式：①“袋改袋”即袋除塵器升級優化改造；②“電改電”即電除塵器升級優化改造；③“電改袋”即電除塵器改造為袋除塵器；④電改“電-袋”即電除塵器改造為“電-袋”復合除塵器。下面作詳細介紹。

2.1 “袋改袋”技術

2.1.1 更換過濾材料

對于熱力設備用袋除塵器，按照排放限值30mg/Nm3要求，更換方案：

①水泥窯尾用低壓長袋脈沖袋除塵器的濾料更換為玻纖覆膜P84和P84玻纖復合針刺氈覆膜等濾料；

②水泥窯頭用低壓長袋脈沖袋除塵器的濾料更換為諾梅克斯（Nomex）或諾梅克斯滲膜濾料；

③烘干機用袋除塵器的濾料更換為玻纖覆膜；

④煤粉袋除塵器濾料更換為抗靜電滌綸針刺氈覆膜濾料。

2.1.2 更換（強化）清灰方式

用高能型脈沖清灰取代中能型機械搖動及低能型反吹清灰，提高處理能力和除塵效率。根據原來除塵器的殼體結構和清灰方式，將清灰系統改造更換為氣箱脈沖或在線高壓脈沖清灰方式，除塵器結構做相應局部改造。

2.1.3 用新型結構取代老式結構

老式的機械回轉反吹袋收塵器和反吹風袋收塵器存在清灰強度弱、除塵效率低、不能達標排放等諸多缺點。可采用新型氣箱脈沖袋除塵器或新型高壓脈沖噴吹袋除塵器來進行改造，該除塵器能直接處理較高含塵濃度和高粘度的粉塵，特別適用生料磨和水泥磨采用回轉反吹收塵器或反吹風收塵器的改造。改造具體內容：增加過濾面積，降低過濾風速；增加袋室；更換花板，增加開孔率，減少濾袋直徑；改變濾袋形狀，采用圓柱形濾袋等；優化通風管道，均化氣流分布；更換新型配件等。

2.2 “電改電”技術

2.2.1 “電改電”有三種改造途徑

1）在原有電除塵器仍有使用價值的情況下，串聯或并聯一臺新的電除塵器；

2）在原有電除塵器基礎上增大電除塵器（包括加長，加寬和加高）；

3）保留原電除塵器外殼，利用先進技術對內部核心部件改造，提高收塵效果。

2.2.2 主要改造方案

1）增加收塵極板面積

①增加電場高度：電除塵器受場地的限制，前后左右沒有空間，只能考慮向上加高。主要用于改善電除塵器排放問題，其工況條件只能適用電除塵器的場合。

②增加通道數：相當于在除塵器的旁邊新上一臺除塵器，加大電除塵器的橫斷面積，可以降低電場內的風速，更加有利于除塵器的工作。一般應用于窯的產量提高的情況下，需要處理的風量增加。在除塵器施工期間可以不停窯，等安裝完畢后，停窯接口。

③增加電場數：一般在電除塵器的前面或后面增加一個或兩個電場，以提高電除塵器的除塵效率。這種改造方式周期較長，從挖基礎到管道接口，必須在停窯狀態下進行。

2）改變極配方式

隨著新技術的應用，原來的電除塵器還有采用諸如RS芒刺線和C型極板的，現在多采用放電性能更好的V15、V25、V40線，配合使用ZT24極板，可以有效提高運行電流，增加場強，促使電流密度分布更均勻，提高粉塵趨進速度，從而提高除塵效率，改善除塵效果。

3）更換性能更優良的高壓電源

高壓電源對電除塵器除塵效率影響的重要性現在已被人們關注，國際上對電除塵器的發展一直將高壓電源作為重要研究課題，現在國內已有不少電源廠家開發出了很好的產品，并且應用良好。

4）移動電極的應用

移動電極的工作原理是將常規臥式靜電除塵器最后一個電場的固定電極設計為旋轉電極，變陽極機械振打清灰為下部毛刷掃灰，從而改變常規電除塵最后一個電場的捕集和清灰方式，以適應超細顆粒粉塵和高比電阻顆粒粉塵的收集，達到提高除塵效率的目的。移動電極技術將是靜電除塵器未來的發展方向。移動電極電除塵技術一般采用布置于末端電場灰斗中的清灰刷刷除轉動極板上粉塵的清灰方式，有效解決高比電阻粉塵引起的反電暈及振打清灰引起二次揚塵等問題，從而大幅度提高除塵效率，同時該轉動極板系統可耐350℃高溫，可以長期在330℃條件下隨主機不間斷地運行，繼承了電除塵器耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、阻力低等優點。

2.3 “電改袋”技術

考慮到原有的電除塵器殼體、灰斗、管道，承重基礎、物料輸送系統都可以保留、沿用。從而確保雙目標、工期及綜合效益考慮，“留殼改仁”，其內設置技術成熟、性能先進的低壓長袋脈沖袋式除塵器的方案是最佳選擇。

對于現有窯尾電收塵器，可直接將電收塵器改為低壓長袋脈沖袋收塵器，濾料可選用P84、玻纖覆膜和復合氈覆膜濾料等。

對于現有窯頭電收塵器，為了排放達標，需將窯頭現有電收塵器改為低壓長袋脈沖袋收塵器，即拆除現有電除塵器的上殼體及內部構件，增加袋式收塵系統、清灰系統、凈氣室等必備部件和控制系統，改造為布袋除塵器，其中濾料選用諾梅克斯（Nomex）或諾梅克斯滲膜濾料。因篦冷機余風工況不穩定等特點，致使袋收塵器入口溫度波動大，為了保護濾袋使袋收塵器正常運行，須在袋收塵器前增設多管冷卻器或余熱發電系統，原有風機須進行改造。

2.4 電改“電-袋”復合技術

對于現有窯尾和窯頭電收塵器可采用電-袋復合收塵器技術進行改造。

“電-袋”收塵器，就是在收塵器的前部設置一個收塵電場，發揮電收塵器在第一電場能收集80%～90%粉塵的優點，收集煙塵中的大部分粉塵，而在收塵器的后部裝設濾袋，使含塵濃度低的煙氣通過濾袋，這樣可以大大降低濾袋的阻力，延長噴吹周期，縮短脈沖寬度，降低噴吹壓力，從而大大延長濾袋的壽命。

在保持原殼體不變的情況下進行改造，包括保留第一電場和進、出氣喇叭口、氣體分布板、下灰斗、排灰拉鏈機等。其他電場改為袋室，在此頂上再安裝上部箱體。該設備可以采用在線清灰，也可以采用離線清灰。

將電收塵器改造為“電—袋”復合收塵器后，由于濾袋阻力較電收塵高，所以原有尾部風機的風壓需提高。此外，為滿足增產的需要，風機風量也需提高。風機改造有兩種方式：一是更換風機或加長風葉；另一方法是適當提高轉速，以滿足新的風壓、風量要求。

3 迎接排放新標準的頒布各方應做的準備

排放新標準即將頒布實施，水泥行業各方面均有貫徹落實新標準的義務，新標準的有效實施主要應做好以下五個方面的工作：

3.1 工程設計單位做好設計規范修訂和工藝設計工作

按照新標準擬定的限值，對現存的工程設計規范進行修訂，在工程設計和改造設計時，注重對新工藝、新技術、新裝備的采用，對設計方案和重要參數選型需要結合新標準，并考慮后續標準的再加嚴，避免短期改造、重復建設、增加投資的現象。

3.2 研發和生產先進成熟的治理技術及裝備

按照新標準擬定的限值，環保研究和裝備制造企業，應提供先進成熟的治理技術及裝備，為設計院和水泥企業提供先進可靠達標的治理技術和裝備，提供所供環保設備的準確選型參數，例如，對于袋除塵器，要提供合適的除塵器類型、濾料材質和準確的過濾風速值等。

3.3 現有水泥企業根據自身實際情況選取經濟實用的達標方案

在除塵方面，應對廠運行的除塵設備、運行數據和排放數據進行收集整理，再請設計院或環保企業到現場查看后進行環保改造設計，并提供可行的改造方案、施工方案和零配件，水泥企業應組織對方案進行技術經濟比較，最終確定一個技術可靠、經濟合理的方案。

3.4 加強政府、部門和行業監管力度

我國黨和政府對環境保護工作十分重視，實行"國家監察、地方監管、單位負責"的環境監察政策。尤其要加大環境監測和執法力度，盡量做到對水泥企業的公平合理。在政府的監督下、在環保部門的監管下、在行業協會的指導下，水泥企業按照新標準的要求尋求更好的生存和發展方式。

4 結語

總的來說，我們要綜合治理水泥企業粉塵污染的問題，就要分析各生產設施所產生的粉塵類型和廢氣性質，結合現有的粉塵治理技術措施，對企業排放的粉塵污染進行有效的治理，同時為了迎接新的排放標準頒布，各單位企業應該研發更先進的技術和設備，制定更符合實際情況的方案，積極配合政府的工作。

【參考文獻】

[1]羅立群，梅光軍，李杰.加強中小水泥企業粉塵污染防治的技術與措施[J].中國礦業，2005（8）.

[2]趙予萍，郭明.淺談水泥廠粉塵污染的防治措施[J].環境研究與監測，2001（3）.

[責任編輯：程龍]