水泥行業(yè)粉塵污染控制技術(shù)分析

張 爍

（浙江中材工程設(shè)計研究院有限公司，浙江杭州310022）

近幾年來，我國水泥行業(yè)出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩問題，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明：2012年時我國水泥總產(chǎn)量已達到世界總產(chǎn)量的56%左右，在國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中，水泥發(fā)揮出了無可替代的作用。因此，如何行之有效地處理行業(yè)發(fā)展帶來的粉塵顆粒物排放問題也引起了業(yè)內(nèi)外的高度重視。

1 有組織粉塵

1.1 有組織粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)

有組織粉塵可以通過排氣點集中排放，歷來是粉塵治理的重點，一般很容易實現(xiàn)排放濃度達標(biāo)。水泥廠在進行原料破碎、預(yù)均化以及輸送、原料調(diào)配及輸送、原料粉磨、窯尾預(yù)熱等過程主要產(chǎn)生的是有組織粉塵排放。

1.1.1 袋式除塵器

袋式除塵器作為一種最傳統(tǒng)、應(yīng)用最廣泛的除塵設(shè)備，依靠濾料作為過濾材料實現(xiàn)氣固分離，在干法水泥生產(chǎn)線粉磨、輸送等集中排放點中具有較強的適應(yīng)性。目前，水泥生產(chǎn)企業(yè)從原材料礦山破碎到水泥產(chǎn)品包裝發(fā)運整個生產(chǎn)工藝流程中，多數(shù)情況下采用的都是袋式除塵器。袋式除塵器在實際應(yīng)用過程中不會受到電阻、煙塵比等相關(guān)因素的影響，能夠針對電除塵器所不能捕捉的粉塵進行更有效的收集；具有較高的除塵效率，可以將粉塵排放濃度控制在10mg/Nm3之內(nèi)；設(shè)備運轉(zhuǎn)過程靈活穩(wěn)定，能夠適應(yīng)較高的溫度、壓力和風(fēng)量處理范圍；在實際應(yīng)用過程中，操作相對簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢修，設(shè)備利用率較高；在同等除塵效率的前提下，設(shè)備造價低于電除塵。然而，袋式除塵器本身也存在亟需改進的地方，如濾袋受溫度影響較大，當(dāng)煙塵溫度過高時易出現(xiàn)“燒袋”現(xiàn)象，而在溫度過低的情況下，又會出現(xiàn)冷凝結(jié)露造成糊袋現(xiàn)象，在多年的應(yīng)用實踐中存在布袋除塵器體積過于龐大、設(shè)備運行阻力大、換袋成本較高的問題。

1.1.2 超凈排放技術(shù)

PM2.5主要來源于工業(yè)生產(chǎn)過程和汽車尾氣排放等環(huán)節(jié)，尾氣不經(jīng)處理直接排放是引起大氣PM2.5超標(biāo)的主要原因,由此造成的環(huán)境污染問題日益加劇，全國各地相繼出現(xiàn)了嚴(yán)重的霧霾現(xiàn)象，對人們的生活和健康造成了極大危害。而水泥行業(yè)作為高排放工業(yè)，在環(huán)境污染治理工作中有著無可推卸的責(zé)任和義務(wù)，其發(fā)展必然面臨更嚴(yán)厲、更苛刻的標(biāo)準(zhǔn)要求，這對水泥行業(yè)是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

相對于10mg/Nm3超凈排放目標(biāo)，水泥行業(yè)還有很大的上升空間。從技術(shù)角度和設(shè)備穩(wěn)定性來看，袋式除塵器是實現(xiàn)水泥廠超凈排放目標(biāo)最可行的方案。袋式除塵器在實際應(yīng)用過程中粉塵凈化效率能夠達到99%以上，在控制水泥行業(yè)的顆粒物排放方面具有非常明顯的優(yōu)勢。在實際應(yīng)用超凈排放技術(shù)時，除了將重點放在提升濾料品質(zhì)或提高濾袋制作質(zhì)量等方面，同時還必須針對高效噴吹清灰系統(tǒng)、高精度過濾系統(tǒng)、低阻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、均風(fēng)分布系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進行不斷創(chuàng)新，進一步提升袋式除塵器各項性能。

1.2 有組織粉塵治理改進措施

在整個水泥行業(yè)的生產(chǎn)過程中，一些生產(chǎn)工序?qū)嶋H產(chǎn)生的粉塵濃度相對較高，如果單純采用袋式除塵器處理，就必須進一步縮減清灰周期，即必須針對每一條濾袋進行高頻率的清灰處理，這樣就會導(dǎo)致處理過程能耗增加，而且高頻率噴吹對濾袋的使用壽命也會造成一定影響，因此，在針對高濃度粉塵進行處理時可以考慮增加相應(yīng)的預(yù)除塵措施，如氣體沉降室。

通過提升過濾風(fēng)速只能實現(xiàn)對除塵設(shè)備首次投資成本的有效控制，但是，會導(dǎo)致風(fēng)機的能耗增加，而且會縮短濾袋的使用年限，過濾風(fēng)速增大其排放濃度也不能得到很好的控制，由此導(dǎo)致的負(fù)經(jīng)濟效益是一個長期過程。針對這種現(xiàn)象，希望各研發(fā)機構(gòu)進一步開發(fā)濾料材質(zhì)，增加整個系統(tǒng)中的過濾單元以及過濾面積，并對過濾風(fēng)速進行有效控制。

2 無組織粉塵

2.1 無組織粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)

無組織粉塵即不經(jīng)過排氣點有規(guī)律排放，排放環(huán)境更開放，不易形成布袋除塵器需要的“負(fù)壓”空間，加上現(xiàn)場濃度變化不定，布袋除塵器等傳統(tǒng)除塵技術(shù)不能有效控制無組織排放的粉塵。無組織粉塵的治理重在抑制粉塵的產(chǎn)生，而不是粉塵的收集，其治理更不是靠單一手段，可以考慮將幾個治理辦法綜合使用，比較常用的是生物納米膜覆蓋、云霧等抑塵技術(shù)。目前，國內(nèi)外都在積極尋求無組織粉塵的治理技術(shù)和方式。原料運輸、原料堆存、汽車轉(zhuǎn)運物料、水泥包裝等是水泥廠產(chǎn)生無組織粉塵的主要環(huán)節(jié)。

2.2 無組織粉塵治理措施

水泥行業(yè)針對生產(chǎn)過程中的無組織粉塵排放主要采取以下控制措施：

⑴破碎、篩分、轉(zhuǎn)運點、原料/燃料的堆放、儲存及運輸?shù)雀鱾€產(chǎn)生粉塵的源頭進行嚴(yán)格管理，如轉(zhuǎn)運點和皮帶機廊道整體密封和分散噴霧。

⑵由于在整個包裝車間內(nèi)經(jīng)常會出現(xiàn)車輛進出的現(xiàn)象，難以實現(xiàn)完全封閉，因此，可以合理地使用卷簾進行有效遮擋，自然降塵，嚴(yán)格控制無組織粉塵排放。包裝車間的出口位置也應(yīng)經(jīng)常使用霧化噴水裝置及時除塵處理。除此之外，還可以考慮在機械裝備上做一些技術(shù)更新，如裝車皮帶機上考慮設(shè)置移動式收塵風(fēng)罩進行系統(tǒng)收塵，將無組織粉塵進行有組織的收集處理，有效控制落袋揚塵。

⑶水泥行業(yè)的廠區(qū)必須配備灑水車輛，在干旱季節(jié)，必須針對原料的堆放場地以及物料運輸?shù)缆愤M行定期灑水除塵處理，另外，在生產(chǎn)廠區(qū)道路內(nèi)對運輸車輛嚴(yán)格限速，及時清理廠區(qū)地面產(chǎn)生的粉塵等。

3 粉塵事故排放防范措施

水泥行業(yè)事故排放主要是通過凈化系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備運行管理以及檢修維護等各個環(huán)節(jié)組成，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將會導(dǎo)致這個時間段內(nèi)治理效率出現(xiàn)嚴(yán)重下滑現(xiàn)象，并出現(xiàn)短時間內(nèi)污染物排放量急劇增加狀況。為了實現(xiàn)對粉塵事故排放幾率的有效控制，將水泥行業(yè)污染程度控制到最低，應(yīng)采取以下防范措施：

⑴不斷強化除塵設(shè)備的維護保養(yǎng)工作，對相關(guān)崗位人員專業(yè)技能進行嚴(yán)格培訓(xùn)，讓所有在崗人員對不排污能夠準(zhǔn)確判斷，在排污事故時及時采取應(yīng)急措施進行處理。如果在生產(chǎn)過程中一旦發(fā)現(xiàn)布袋除塵器冒灰，導(dǎo)致除塵系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題，引起污染物排放增加，必須及時更換布袋，將被動應(yīng)對轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ьA(yù)防，避免發(fā)生突發(fā)事故排污狀況，以免對企業(yè)正常生產(chǎn)造成影響。

⑵智能化的事故排放報警和自動處理技術(shù)。破損濾袋清灰之后有較明顯的濃度特征，因此，對破袋進行精準(zhǔn)定位后自動采取應(yīng)急措施，封堵濾袋避免粉塵排放，這也是避免事故排放的有效措施之一。

4 結(jié)語

水泥行業(yè)是一種高能耗、高排放的資源型產(chǎn)業(yè)，在我國各項環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的情況下，水泥行業(yè)必須利用環(huán)境綜合治理、設(shè)備革新等技術(shù)手段實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，除了技術(shù)層面控制和治理粉塵外，更需要從制度層面入手，開展粉塵治理專項行動，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保法及相關(guān)管理制度，從而促進水泥行業(yè)健康發(fā)展，全面提升水泥行業(yè)的市場競爭力。