水泥厂污染物分析

1、浅谈水泥企业排放的主要污染物及其治理措施 （张正益 云南省建材科研设计院 ）摘要：本文阐述了水泥企业排放的对环境造成污染的主要污染物，分别说明其产生原因及危害，对其控制途径进行了一些归纳总结，并初步探讨治理污染的有效措施。主题词：水泥企业 主要污染物 治理措施1. 引言近代以来，尤其是近20年来，由于我国人口的增长和经济的快速发展，能源和原材料的消耗不断增长，污染物的排放量也急剧增加，造成了对大气和环境的不可逆污染，环境质量的严重恶化已危害到我国人民的身体健康，环境问题已成为阻碍我国可持续发展的一个重要因素。作为我国能源消耗和环境污染大户的水泥企业，特别是工艺条件相对比较落后的立窑水泥企业，认

2、真分析企业自身对环境的污染情况，并采取有效措施减少污染，已是一个刻不容缓的课题。当然，随着现代新技术的发展，作为水泥行业高新技术标志的现代新型干法水泥生产线，其环保工作已经有了巨大的变化，与传统水泥企业相比已是天壤之别，其排放量已完全达到了国家标准，但对于目前我国的水泥企业来讲，可以说大多数仍然存在较为严重的污染问题，治理工作仍然任重道远。 2. 概述 水泥生产主要分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程，此外还有原料的开采、储存、运输、烘干及成品的包装发送等工艺环节，在整个生产过程中必须处理大量的粉体物料并进行高温煅烧，这些过程都会对环境造成不同程度的污染，主要的污染包括：粉尘污染、有害气体

3、污染、噪音污染，此外还有废水污染、废渣污染等。3. 粉尘污染 水泥是粉状物料，在水泥生产过程中，原料的开采、破碎、储存、烘干、半成品生料的粉磨、熟料的烧成、成品水泥的制备及包装发送等，都会产生大量的粉尘，可以说水泥厂就是制造粉尘的工厂。据统计，水泥企业每生产1吨水泥，要处理原料、燃料、材料约2吨，在这些物料的制备和运输过程中排放的粉尘约占水泥总产量的5-8%。 3.1粉尘种类 水泥企业的粉尘源几乎涉及到水泥生产的全过程以及各主机设备，主要的粉尘种类见表3-1。 表3-1 水泥生产中的主要粉尘种类主 要 尘 源粉 尘 种 类 水泥煅烧窑 窑灰 烘干机 石灰石、粘土、矿渣、煤粉 熟料冷却机 熟料粉

4、尘 破碎机和磨机 水泥原料、煤、生料、水泥 输送机和包装机 水泥原料、煤、生料、水泥 吊车库、堆场 水泥原料、煤、熟料粉尘3.2粉尘的危害 水泥企业排出的粉尘的危害主要表现在以下几个方面： （1）粉尘的最大危害在于它影响人们的身体健康。据测定，水泥企业排放的粉尘中，10微米以上的颗粒逐渐沉落在厂区附近，而小于10微米的细尘粒则进入大气中，造成长期污染。这部分尘粒被人吸入后，可引起多种疾病。经医学分析得知，人吸入5-10微米的尘粒后，经过鼻腔、喉头、气管上呼吸道时，被这些器官的纤毛及粘液所滞留，经咳嗽、喷嚏等反射作用排出，而小于5微米的尘粒会深入并滞留在肺泡中，这部分粉尘危害最大，而且，水泥企业

5、所排放的粉尘中含有一定量的二氧化硅，这部分游离态的二氧化硅的致纤维化作用最强，是引起矽肺病的直接原因，经研究，粉尘中的二氧化硅含量达到50%以上时，危害最为严重，往往造成肺部形成以结节为主的弥漫性纤维化，并且发展比较迅速。抽样调查表明，收尘较差的水泥企业，其工人的矽肺病的患病率为2.1%，其它的如：慢性支气管炎等常见病，也比普通人群高出很多。 （2）水泥企业粉尘散失，极大地浪费了资源和能源。据统计，每生产一吨水泥平均就有3-4%的粉尘散失，也就是说，一个年产30万吨的水泥企业，如果不注意收尘的话，每年散失掉的粉尘可达到1万吨，这些散失掉的粉尘，多数都是经过多次加工处理的半成品或水泥成品。如此巨

6、大的粉尘散失，既对环境造成了污染，又极大的浪费了自然资源和能源，并且对水泥企业来讲，也是一笔数目不菲的经济损失。 （3）粉尘对水泥设备有极为不利的影响。粉尘会增大机械设备的磨损，降低机械设备的使用寿命，细小的粉尘进入电控设备后，会造成短路等故障。 （4）水泥企业排放的粉尘造成了环境污染。据测定，在水泥企业厂区周围半径500米范围内，环境受到明显的污染，生态系统破坏严重，而细小的尘粒则经过烟囱等设备排放到大气中后，借助风力漂浮，污染当地环境，对农作物的生长造成极大的损害，对大气造成了长期污染。3.3 粉尘的治理措施 我们知道，粉尘的产生主要有两个条件：一是要有数百微米以下特别是100微米以下的固

7、体颗粒，产生这些粉尘颗粒的起源处称为尘源；二是要使这些颗粒飞扬起来，即分散于气体介质中。水泥企业对粉尘的治理，就应从尘源飞扬着手，重点在于防止粉尘扬起。治理措施初步有：（一）、是尽量减少堆场、堆棚等露天化设施，减少因露天而导致的尘土飞扬。（二）、是提高螺运机、提升机等输送设备的密封性，防止较小颗粒的物料泄漏。（三）、是大量采用各种收尘工艺设备进行收尘治理。收尘设备的选择可根据生产实际进行。如表2-2。 表3-2 水泥企业收尘设备的适用情况常用收尘设备适用地点沉降室回转窑、立窑、烘干机旋风收尘器第一组收尘、冷却机、烘干机、窑袋式收尘器破碎机、包装机、磨机、输送机、库顶、立窑料封管、烘干机电收尘器

8、回转窑、磨机、烘干机4.有害气体污染 水泥熟料在窑炉内须经过14500C以上的高温煅烧，通常使用煤作为燃料，水泥企业是燃煤消耗大户，煤炭消耗差不多占到水泥企业能源消耗的一半以上。水泥企业产生的有害气体伴随着高温烟气从水泥窑的烟囱向大气中排放，废气中的有害气体主要由CO2、SO2、NOx、CO等组成。4.1有害气体的生成 水泥窑上产生的废气，来自燃料的燃烧和原料的分解，其产生量及种类，主要与燃煤的质量、原料的性质、水泥窑的类型以及水泥窑内的煅烧情况等因素有关，废气中有害气体的含量也与以上几个因素有关。水泥窑废气中的CO2、CO和SO2来自于原料的分解和燃料的燃烧反应； NOx 的产生来自两个方面

9、，一方面是在燃烧过程中，燃料中的氮化物被氧化，称为“燃料NOx ”。另一方面是燃烧空气中N2 被氧化，称为“热力NOx ”。 4.2有害气体的危害 水泥窑排出的有害气体的危害具体表现如下： （1）CO2的危害：大气中的CO2 可让太阳光通过，晒热地面及其物体，而地面及物体反射的红外光即可被近地大气中的CO2等气体吸收，结果使近地面空气升高，形成所谓的“温室效应”。温室效应会造成地球变暖，地球变暖将使南北极冰帽融化，使海平面升高，陆地面积缩小，并且地球的生态环境也将会改变。CO2 气体也是造成酸雨的主要原因之一。 （2）CO的危害：CO进入大气后，一方面与大气中的O2 发生催化燃烧反应，生成CO

10、2 ，消耗了大气中的O2 量。另一方面，CO气体也是一种有毒气体。 （3）SO2的危害：SO2进入大气后，在大气中经化学变化，被氧化成酸性氧化物，溶解在雨、雪中，然后随雨、雪等落至地面，这种雨称为酸雨。酸雨对人类的危害很大，酸雨能刺激人的感觉器官，影响人体健康，它使水质下降，土壤贫化，森林、作物枯萎，鱼类死亡，腐蚀金属和建筑物等。 （4）NOx的危害：NOx对人体健康的危害较为严重，NO会使人的中枢神经受损，引起痉挛和麻痹；NO2不但对心、肝、肾、造血组织等重要器官都有严重影响，而且还有致癌性。NO2还会与碳氢化合物反应，生成光化学烟雾，造成规模更大的公害。NOx也是造成酸雨的主要原因，据有关

11、资料分析，NOx在大气中形成的HNO3对酸雨的贡献率为30%。4.3有害气体的治理措施 综合部分研究资料，可大致归纳总结一些控制和治理水泥企业排放的废气中有害气体的方法： （1）改变能源结构，推行清洁生产工艺。 （2）采用各种手段，加强窑内煅烧，改善燃烧条件，减少燃料的不完全燃烧，提高窑的燃烧效率和能源的利用率。 （3）对窑尾废气通过采用吸收、还原、催化、转化等环保工艺措施，降低有害气体含量。（4）改善工艺条件，积极采用新型工艺，提高企业的科技含量。 5.躁声污染 躁声是具有随机频率的许多音调所组成的声音，也可理解为对人们有害或被人们所反感的所有种类的声音。水泥生产中产生的躁声不但数量多而且强

12、度大。 5.1躁声来源 水泥生产中几乎所有的主要设备都存在不同强度的噪音污染，噪音来源及强度见表4-1所示。 表5-1 水泥生产中噪音来源及强度 躁 声 来 源 测定距离（m） dB(A) 钻机190-115 挖掘机 775-90 转载机或载重汽车785-105 锤式破碎机1100-110 冲击式破碎机185-100 管磨1100-115 磨机驱动转置190-105 冷却机480-105 窑煅烧系统190-100 窑驱动装置185-95 风机175-125 空压机195-110 水泵185-95 输送机驱动装置180-95 斗式提升机185-95 皮带输送机165-80 振动输送机185-10

13、0 包装机175-85 5.2 躁声的危害 长期暴露在强噪音环境中，首先使人的听觉受到暂时性的损害，听力下降，听阀升高（听阀是指在安静环境下人耳能听到的某一频率的声音的最低强度，正常人为0 dB)。如果在强噪音环境中多次重复暴露，就会造成听力的永久性损害，形成噪音性耳聋。除了噪音性耳聋外，长期暴露于强噪音环境中，还会引起失眠症、神经功能症、高血压等疾病。5.3噪声的治理措施 躁声的危害须有声源、声音传播途径和接受者三个因素同时存在，控制噪音也是从这三个方面考虑。控制躁声的基本途径是：从声源上降低躁声，从躁声的传播途径上控制躁声，在接受处进行个人的躁声防护。我国有关法律对工业企业的躁声作出了规定

14、，见表4-2所示。 表4-2 我国工业企业躁声标准 每工作日接触躁声时间（h)新建、扩建、改建企业dB(A)885488291194 噪音控制的基本措施是对声源进行处理，抑制或调整声音的发出和传播。具体措施有： （1）选择和应用躁声较小的机械和工艺措施； （2）将噪音源置于最适宜的位子，并将躁声源相对集中； （3）采取各种措施控制躁音，尤其是减小脉冲噪音、单音调和高频噪音； （4）在建筑设计时，可将产生强噪音的机械设备置于全封闭的建筑物中，或使建筑物门窗数限制到最少； （5）将破碎、粉磨设备尽量封闭在隔音建筑物内，操作人员应使用隔音控制室； （6）对有躁声的设备要安装在有减振设计的基础上，以防止结构躁声的传播。 6.结语 加强环境保护、防治环境污染是我国的一项基本国策。保护自然界，有效的控制和防止环境恶化，是我们面临的一项严峻的任务。作为我们水泥企业，在注重提高经济效益的同时，更应清楚的看到自身对环境的污染问题。水泥企业对污染的治理，一方面应着眼于生产的全过程控制，推行清洁生产，尽量采用低污染的原燃材料，采用先进的生产工艺和设备，降低生产消耗，加强生产各个环节的环境管理，并进行必要的尾端治理。要严格执行大气污染防治法规定的限