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水泥厂污染物种类及其防治措施有哪些

发布时间:2018-06-04 浏览次数:4

水泥在我国生产很多,可以说我国是盛产水泥,但生产水泥过程中所生成的废气也是很多的,对大气造成了一定的污染,对水泥厂的废气污染治理也是迫在眉睫。

水泥厂污染物种类如下:

1、二氧化硫(SO2)

水泥工业废气中的SO2、主要来源于水泥原料或燃料中的含硫化合物,及在高温氧化条件下生成的硫氧化物。对于新型干法生产来说,硫和钾、钠、氯一样,是引起预热器、分解炉结皮堵塞的重要因素之一,是一种对生产有害、需要加以限制的一种组分。由于在水泥回转窑内存在充足的钙和一定量的钾钠,所形成的硫酸盐挥发性较差、有80%以上残留在熟料中。

2、氮氧化物(NOX)

在水泥生产过程中排放的NOx,主要来源于燃料高温燃烧时、燃烧空气中的N2在高温状态下与氧化合生成。其生成量取决于燃烧火焰温度,火焰温度越高、则N2被氧化生成的NOx量越多。在新型干法生产系统中,由于50%~60%的燃料是在温度较低的分解炉中燃烧的。

3、水泥生产过程中CO2气体的产生

在水泥煅烧窑中排放的CO2,来源于水泥原料中碳酸盐分解和燃料燃烧。当前,生产水泥熟料的主要原料为石灰石。

普通硅酸盐水泥熟料含氧化钙65%左右,根据化学反应方程式(CaCO3=CaO+CO2)算出:每生产1吨水泥熟料生成0.511吨CO2。由燃料燃烧所产生的CO2与耗用燃料的发热量及数量有关。

水泥厂用的燃料煤发热量为22000kJ/㎏时,约含有65%左右的固定碳,根据化学反应方程式:

C+O2=CO2 可知,碳完全燃烧时、每吨煤产生2.38吨CO2。

可见,随生产工艺的不同、生产1吨熟料需0.161~0.296吨煤,即生产1吨熟料由烧成和物料烘干因煤燃烧产生的CO2在0.383~0.704吨范围内变化。

以上两项相加,每生产1吨水泥熟料排放0.894~1.215吨CO2。按我国目前水泥生产平均水平估算,每生产1吨水泥熟料,约排放1吨CO2。

另外,水泥生产过程中每生产1吨水泥平均消耗100kwh电能,若把由煤燃烧产生电能排放的CO2计算到水泥生产上,生产1吨水泥因电能消耗排放的CO2为0.12吨。

水泥厂主要有害气体的防治方法如下:

1,二氧化硫污染治理技术

水泥生产中减少SO2排放有下列几种措施:更换原料;在生料磨内吸收;加消石灰——Ca(OH)2;设D-SOx旋风筒;设水洗塔等。目前我国水泥工业只是采用在生产过程中尽量减少SO2产生的方法。其中最简单有效的方法就是新型干法生产线选择合适的硫、碱比,同时采用窑磨一体机运行和袋式除尘器。

采用窑磨一体的废气处理方式,把窑尾废气引入生料粉磨系统。在生料磨内,由于物料受外力的作用,产生大量的新生界面,具有新生界面的CaCO3有很高的活性,在较低的温度下,能够吸收窑尾废气中的SO2;同时生料磨中,由于原料中水分的蒸发,有大量水蒸汽存在,加速了CaCO3吸收SO2的过程,把SO2转变成CaSO4,使窑尾废气中的20%~70% SO2固定下来。

由于袋除尘器的滤袋表面捕集的碱性物质与试图通过滤袋的SO2 、NO2酸性物质结合成盐类,酸性气体的浓度可削减30%~60%。可见袋除尘器可成为治理水泥工业粉尘和有害气体的多功能设备

2,氮氧化物的污染防治

防治Nox的首要措施就是优化窑和分解炉的燃烧制度,保持适宜的火焰温度和形状,控制过剩空气量,确保喂料量和喂煤量均匀稳定,保障篦式冷却机运行良好,采用低NOx的喷煤管等。采取这些措施后,使NOx降到1000mg/m3以下是可能的。但是要执行修订后的新排放标准(GB4915-2004),同时考虑窑操作不正常情况,还需设置专门的脱氮措施。下面简单介绍一下氨还原脱氮法。

它是用NH3非接触性地消除废气中的NO,是由美国Exxon研究和工程公司开发的,并在1974年在原联邦德国获得专利,此后得到了进一步发展。

该方法的主要原理是NH3和OH-反应成NH2和H2O,NH3再与NO反应生成各种中间产物和分子氮、水等化合物,从而消除NO。

此外,在还原性气氛条件下,由于存在CO、H2等还原性气体,在生料中存在的Fe2O3和Al2O3的催化作用下,可以将已被氧化生成的NOx还原成为无害的N2,从而大大降低了NOx排放。NOx的这一反应机理,为水泥窑降低NOx排放的措施指出了努力方向。

3,氟化物污染的防治

熟料烧成过程产生的氟化物来自于原、燃料。有些粘土中含有氟,特别是目前我国部分立窑厂出于降低热耗的目的,以含氟矿物(萤石)掺入生料中,在烧成中大部分氟化物和CaO,Al2O3形成氟铝酸钙固容于熟料中,极少部分随废气排出。

防治氟化物污染的可靠办法是不用含氟化物高的物质作为原料,更不能采用萤石降低烧成温度而使用。


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