水泥企業排放煙氣中有害氣體的污染與治理

王慶華

（山東華天盛達環保裝備有限公司， 山東 聊城 252000）

1 水泥企業排放氣體污染物情況的背景研究

1. 二氧化硫。該有害氣體排放的多少主要是由燃料中的硫含量所決定的，而且不同的生產工藝方法也會排放出這類的有害氣體。因近期水泥企業重新新建立的水泥生產工藝和生產線，基本上已經實施新型干法預分解窯生產工藝。基于此，二氧化硫的排放標準不用采用脫硫技術即可達標（使用高硫燃料除外）[1]。

2. 氮氧化物。由于水泥企業的水泥生產線上的燒結溫度過高，過剩空氣量大，會有很多氮氧化物，而NO2 是其中主要成分。目前，絕大多數的水泥企業針對對氮氧化物氣體的排放還并未有真正有效的技術措施。具體控制該類氣體主要側重點是在水泥生產工藝設計這方面，要選用合理的燃燒器等設備。

3. 氟化物。針對一般性的水泥企業來說, 生產線上的煙氣產生的氟化物主要來源于燃煤等燃料，正常情況下含量并不高，但要是立窯來說，在生產過程中排放的氣體會有很高成分的復合礦物劑、故氟、硫化物，而且這些根本不能有效地治理。

2 水泥企業排放煙氣中有害氣體的治理原理

2.1 酸堿中和反應的化學方法

So2是屬于無色，刺激性強，易溶于水的一種常見的酸酐。而氮氧化物中的NO2呈現的是紅棕色氣味氣體，具有酸酐共性。而氟化物則是無色、高度刺激性的氣體，易溶于水。HF分解成氫氟酸，其中 SiF4則會分解成氟硅酸。這些有毒氣體除去可溶性與微可溶性的區別之外，它們的共同點都包含著氣味和酸酐。基于此，可以用堿性水和酸酐中和反應的方法來綜合化治理[2]。

2.2 活性炭吸附的物理方法

1. 二氧化硫是一種屬于易被活性炭吸收的氣體。當所排放的氣體還夾雜著氧氣和水蒸氣時, 可以用活性炭，這樣不僅能夠有物理吸附的功能，而且還有化學吸附的功能。

2. 活性炭也能夠對氮氧化物有著很好吸附能力，它不僅能夠吸附NO2，還能夠把氮氧化物相關的NO和 NO2轉化成N2。

3. 活性炭不能夠有效地吸附氟化物，然而在實際排放有毒氣體過程中，那些帶水汽的HF和 SiF4的混合廢氣就可以運用活性炭吸附。根據一些資料說明，假設混合廢氣中氟濃度的范圍在161.0～180.2 g/m時, 傳質系數要控制在387 m/h內。混合廢氣的正常吸附速度相對于純 SiF4的吸附速度要高一半。所以混合廢氣融入HF會更好地吸附含氟廢氣。

3 水泥企業排放煙氣中有害氣體的處理方案

3.1 除塵脫硫的工藝

1. 文丘里洗滌主要涉及到漸縮管、喉管和擴管這三部分。水泥企業所排放的毒氣體是由漸縮管進入，液體以2.5～3.0 kg/cm2 壓力由喉管進入。氣液的壓力范圍是在0.7 L/m3左右，氣體進入喉管后，一般情況下流速范圍是控制在30～50 m/s，這就能夠讓喉管的液體轉換成細小的液滴，然后粒子與液滴碰撞，增加粒子的有效尺寸。

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2. 旋風水膜除塵是屬于一種操作可靠、維修不復雜的常規除塵排氣方式。含塵氣體從文丘里管進入氣缸體后，沿氣缸壁螺旋下降。在離心力的影響下，含塵氣體中的粉塵顆粒會被甩到氣缸壁上。從上到下，水膜粉塵顆粒在氣缸內壁產生。

3. 一般來說，含煙塵的有毒氣體，在由風機吸入后，會直接滲透進濾網除塵區，濾網除塵是可以運用一層濾網除去液滴，能夠真正提高效率，一般可以除去約1mm的液滴。而網孔的形式是3mm×3mm雙層疊加，一般還能夠除去酸霧，而且效率極高，但是塵顆粒往一般情況下都會堵塞網孔，這樣就能夠保證除塵和防堵塞的雙重效果[3]。

4. 水噴霧作為最簡單的洗滌方法，正常情況下不會作為單獨除塵使用，氣體需要除塵和其他有害氣體時，采用這個方法證實是切實可行的。它能夠保證過濾器與除塵結合起來，噴射形式呈現的是逆流，粉塵氣體一般情況下是通過濾網向上進入噴霧區。噴嘴的方向是由上至下反向噴射。

5. 旋流板脫水是屬于噴霧塔板，一般只限定用于脫水效率高于90%。塔板的形狀像一個固定的風車葉片。氣體從筒體下部進入，液滴隨著氣流由旋流板拋向氣缸壁上，聚集落下。

6. 水氣分離器是該裝置的二級脫水機。除塵和一級脫水后，煙氣能夠進入螺旋脫水分離器再次脫水。水和氣體分離后，氣體在氣缸和中心管之間向下旋轉。當氣體到達中心管底部時，由排風機抽送，向上流入中心管，進入活性炭吸附區。

3.2 脫氮氧化物工藝

1.反應劑的接收與儲存

一般選用的吸收劑不僅可以用液氨，也能夠用氨水。液氨正常來常溫常壓下是氣態，因此運輸和儲存有著很高的安全要求，必須要求用符合規定的壓力容器。而氨水則一般選用的是一定規格的水溶液。在控制氨水濃度的同時，還可以保證其儲存空間。具體來說液氨和氨水都必須要用到蒸發器，從而將兩者以氣體的形式滲透進爐膛。、

2. 吸收劑的的相關計量與稀釋

DWP的設計要求是要配備兩臺多級不銹鋼的離心泵，雙聯過濾器等。供反應器稀釋后要保證過濾后的水中懸浮物要控制在50mg/L之內。

3. 反應劑的滲透策略

IZM模塊主要考量的是滲透的反應劑濃度和流量。尿素噴入鍋爐前必須要運用EWP模塊的過濾水把一定比例的尿素溶液稀釋。要保證每個IZM模板都涵蓋著化學計量泵、臺水泵、控制閥等。

4. 反應劑的具體分配和噴入位置

混勻后的尿素稀釋后要從原先的IZM模塊傳送至周邊鍋爐的其他模塊上。而每個周邊模塊主要是由流量計、平衡閥、自動控制系統的調節器組合構成。

5. 反應劑與煙氣的混合

噴射器一般分為墻式和槍式。墻式噴射器一般要求的是在指定部位加上鍋爐內墻，要保證每個噴射位置都設定噴嘴。墻式噴嘴主要應用于短程噴射，要求的是保證反應劑與煙氣的按一定比例混合進中小型鍋爐或是 SNCR系統內。而槍式噴射器是由細管和噴嘴構成，要把爐墻滲透進煙流中。噴槍主要是應用于很難區分煙氣與反應劑的復雜混合的SNCR系統或是大量或超大量熔爐。

4 結束語

綜上所述，隨著人類對生活環境要求的不斷提高，在處理排放氣體過程中要重點控制硫、氮、氟等氣體。而除塵脫硫裝置是屬于一項很成熟的技術，可以有效控制水泥企業在生產過程中所排放的有害氣體，從而進一步改善環境污染。而且投資資金會很低，操作也不負責，整體運行安全可靠，維護成本極低。與此同時，在處理固體和氣體廢物的過程中，沒有二次污染，回收的粉塵和廢水可以保證循環再利用，這樣水泥企業在能夠有經濟效益的同時，還能夠有很明顯的社會效益。