水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)分析

孫震宇 何嘉鵬

摘 要：水泥行業(yè)是中國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，具有能耗高、污染大的特點(diǎn)。該文對(duì)典型大型水泥企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)例進(jìn)行分析，說明水泥行業(yè)企業(yè)能夠通過加強(qiáng)源頭治理、設(shè)備升級(jí)、材料替代等措施，實(shí)現(xiàn)公司節(jié)電、節(jié)約原輔材料、減少污染物排放、節(jié)約成本等明顯的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的，在行業(yè)內(nèi)有較高的參考應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：水泥行業(yè) 清潔生產(chǎn) 技術(shù)改造

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（b）-0043-02

清潔生產(chǎn)，是指不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源和原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。我國于2002年6月29日九屆全國人大常委會(huì)第28次會(huì)議通過《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》，并于2012年2月29日第十一屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十五次會(huì)議通過了《全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)關(guān)于修改<中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法>的決定》，自2012年7月1日起施行。該法的頒布為清潔生產(chǎn)審核提供了理論基礎(chǔ)和法律依據(jù)。

水泥行業(yè)是中國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，具有能耗高、污染大的特點(diǎn)，帶來了嚴(yán)重的大氣污染問題，是工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減排的重點(diǎn)和難點(diǎn)[1-2]?！笆濉逼陂g，國家加快了淘汰落后產(chǎn)能的進(jìn)程，水泥產(chǎn)業(yè)被列為淘汰落后產(chǎn)能重點(diǎn)對(duì)象，據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)顯示，2013年全國水泥產(chǎn)量為19.79億噸，同比增長9.0%，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩[3]。當(dāng)前，我國水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾仍然十分突出，主要表現(xiàn)是經(jīng)營粗放，生產(chǎn)集中度和勞動(dòng)生產(chǎn)率比較低，資源和能源消耗較高，污染環(huán)境比較嚴(yán)重，要盡快推進(jìn)水泥行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，加大清潔生產(chǎn)，促進(jìn)行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。因此，該文對(duì)水泥行業(yè)現(xiàn)階段清潔生產(chǎn)技術(shù)開展研究分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

該文結(jié)合典型的大型水泥企業(yè)清潔生產(chǎn)實(shí)例，旨在分析行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)在企業(yè)的應(yīng)用情況及取得的效果，為該類行業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核提供思路，為國家的節(jié)能減排工作做貢獻(xiàn)。

1 企業(yè)概況

公司為豫西北地區(qū)最大的水泥生產(chǎn)企業(yè)之一，廠區(qū)占地700余畝，礦山面積3 000余畝。熟料一分廠為5 000 t/d干法水泥熟料生產(chǎn)線，于2006年2月26日開工建設(shè)，2007年11月23日建成投產(chǎn)；熟料二分廠為4 500 t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，于2010年全面開工建設(shè)，2011年10月25日投入運(yùn)行。

2 主要工藝流程及主要污染源

（1）主要工藝流程。

企業(yè)工藝流程如下。

大塊石灰石由自卸汽車直接喂入破碎機(jī)前受料倉中，經(jīng)重型板式喂料機(jī)喂入錘式破碎機(jī)破碎，破碎后的碎石采用膠帶輸送機(jī)送至石灰石預(yù)均化堆場，由堆料機(jī)進(jìn)行分層堆料，再由膠帶輸送機(jī)送至原料配料站石灰石配料庫；配料共設(shè)置石灰石、河道淤沙、鐵礦選礦廢石、石灰石礦采礦廢石4個(gè)配料倉，其倉底的稱重喂料機(jī)按各原料成分和生料質(zhì)量控制要求進(jìn)行定量給料，配合料經(jīng)膠帶輸送機(jī)、立磨喂料鎖風(fēng)閥進(jìn)入生料磨中；混合料在磨內(nèi)進(jìn)行研磨、烘干；經(jīng)磨內(nèi)選粉機(jī)選出的合格生料粉被氣流帶出，進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離，收下的生料粉經(jīng)空氣輸送斜槽、斗式提升機(jī)送入生料均化庫；庫中的生料經(jīng)過交替分區(qū)充氣卸至混合倉，生料在混合倉中被充氣攪拌均勻；均化后的生料粉通過計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后，經(jīng)空氣輸送斜槽和斗式提升機(jī)，再通過分料閥、鎖風(fēng)閥分別喂入預(yù)熱器，之后在分解爐中分解，進(jìn)入窯內(nèi)鍛燒；出窯高溫熟料在蓖式冷卻機(jī)內(nèi)得到冷卻，由熟料鏈斗輸送機(jī)送入熟料庫中儲(chǔ)存。

（2）主要污染源及污染物。

水泥主要污染物有廢氣（粉塵、NOx、SO2）、噪聲及廢水等，詳見表1。

3 企業(yè)清潔生產(chǎn)潛力分析

依據(jù)《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》[4]，筆者和審核小組詳細(xì)分析了當(dāng)前企業(yè)清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀。目前，企業(yè)大部分指標(biāo)能夠達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，但在單位產(chǎn)品煤耗、電耗、綜合能耗、污染物產(chǎn)生量方面與國內(nèi)先進(jìn)指標(biāo)尚有一定距離。因此，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀問題和現(xiàn)場考察結(jié)果，采用權(quán)重計(jì)分排序法確定審核重點(diǎn)為廠區(qū)熟料二分廠，將降低單位產(chǎn)品煤耗、能耗、減少單位產(chǎn)品粉塵、NOx產(chǎn)生量作為此次審核的主要目標(biāo)。

4 主要清潔生產(chǎn)技術(shù)方案設(shè)計(jì)及效果分析

針對(duì)審核重點(diǎn)和審核目標(biāo)，筆者及審核小組提出了從源頭原輔料管理、生產(chǎn)過程、工藝裝備到廢氣治理的一系列清潔生產(chǎn)技術(shù)方案，達(dá)到了“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境均得到了明顯改善，典型清潔生產(chǎn)技術(shù)方案分析如下。

（1）輥壓機(jī)混合輥改造。

①方案提出。

筆者現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，輥壓機(jī)輥?zhàn)酉群筮M(jìn)行在線堆焊修復(fù)，到現(xiàn)在已使用近4年，輥面磨損、剝落嚴(yán)重，過渡層及輥?zhàn)幽阁w疲勞裂紋己發(fā)展較深，若再次堆焊修復(fù)，無論從經(jīng)濟(jì)性上還是使用質(zhì)量上都無法得以保證。建議對(duì)母體損傷嚴(yán)重的輥?zhàn)舆M(jìn)行改造。

②方案內(nèi)容。

根據(jù)輥壓機(jī)輥?zhàn)邮褂们闆r，與有關(guān)單位共同設(shè)計(jì)、制作一套高鉻雙金屬復(fù)合輥，并對(duì)輥?zhàn)又行难h(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清理改造。

③方案效果分析。

雙金屬離心復(fù)合輥套的內(nèi)外層冶金復(fù)合良好，復(fù)合層厚度均勻，硬度差小，組織致密，滿足輥壓機(jī)的高壓工作條件。改造完成后，輥壓機(jī)預(yù)粉磨能力大幅提升，水泥磨系統(tǒng)臺(tái)時(shí)從原來的150 t/h提高到170～180 t/h左右，噸水泥電耗可降低2 kW·h/t水泥左右，年可節(jié)約費(fèi)用257.6萬元。

（2）回轉(zhuǎn)窯用燃燒器油槍升級(jí)改造。

①方案提出。

熟料一、二分廠每次檢修過后需要點(diǎn)火烘窯，大致每條生產(chǎn)線每次烘窯需要柴油50t左右，清潔生產(chǎn)審核前使用的回轉(zhuǎn)窯用燃燒器油槍為單通道頂片單孔油槍，在使用過程有多處弊端，整個(gè)烘窯升溫過程油耗較高，不能在線調(diào)節(jié)噴油量大小，并且在調(diào)節(jié)一次風(fēng)壓時(shí)容易造成頻繁“熄火”現(xiàn)象，現(xiàn)又受到油槍供油壓力限制存在“落油”現(xiàn)象，對(duì)槍頭霧化片、濾孔清洗過后效果不明顯，霧化效果差，柴油落在耐火材料表面燃燒，對(duì)耐火材料的使用壽命造成很大影響。筆者與生產(chǎn)部人員結(jié)合熟料一、二分廠技術(shù)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場故障分析，提出對(duì)單孔油槍進(jìn)行改造的建議。

②方案內(nèi)容。

更換一根回轉(zhuǎn)窯用組合式燃燒器油槍，并配備新的油泵系統(tǒng)，此改造由原來的單通道改為雙通道，增加一路壓縮空氣促霧化環(huán)節(jié)。

③方案效果分析。

經(jīng)實(shí)際測算，噴煤管油槍改造后，油槍節(jié)油量在5%左右，按照每條生產(chǎn)線每年大修和中修共計(jì)烘窯80 h算，每年公司節(jié)油量28.8 t，節(jié)油費(fèi)用為25.9萬元。

（3）旋風(fēng)筒耐磨陶瓷片改耐磨涂料。

①方案提出。

熟料二分廠旋風(fēng)筒內(nèi)部原來通過粘耐磨陶瓷片來防止磨損，在使用過程中，發(fā)現(xiàn)耐磨陶瓷片會(huì)出現(xiàn)掉塊情況，出現(xiàn)過將下部卸料器卡住，甚至將斜槽堵塞的情況，導(dǎo)致立磨停機(jī)，影響生產(chǎn)連續(xù)性，減少單位時(shí)間產(chǎn)量，增加單位產(chǎn)品電耗。因此，提出改變耐磨材料的建議。

②方案內(nèi)容。

使用耐磨涂料替換耐磨陶瓷片，耐磨涂料均勻磨損，不會(huì)出現(xiàn)耐磨陶瓷片會(huì)出現(xiàn)掉塊，將下部卸料器卡住，甚至將斜槽堵塞的情況。

③方案效果分析。

此次改造保證了生產(chǎn)連續(xù)性，按改造前每次卡死或清堵平均停機(jī)1 h，每月一次，造成減產(chǎn)400 t生料計(jì)算，可提升年經(jīng)濟(jì)效益50萬元，同時(shí)降低該工段單位產(chǎn)品能耗。

5 結(jié)論

（1）水泥行業(yè)是中國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，具有能耗高、污染大的特點(diǎn)。

（2）目前，水泥產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，對(duì)水泥行業(yè)現(xiàn)階段清潔生產(chǎn)技術(shù)開展研究分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

（3）通過實(shí)例分析證明，落實(shí)清潔生產(chǎn)技術(shù)改造工作，能夠?yàn)樗嗥髽I(yè)同時(shí)帶來可觀的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的雙贏。

（4）由于目前國內(nèi)水泥行業(yè)干法水泥窯工藝技術(shù)大體相同，因此，該公司成功實(shí)施的清潔生產(chǎn)技術(shù)在整個(gè)行業(yè)有較高的參考應(yīng)用價(jià)值，有助于提高行業(yè)清潔生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)

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