【清洁生产下某水泥企业生产线改善探究16000字（论文）】

7清洁生产下某水泥企业生产线改善研究TOC\o"1-3"\h\u12798目录 I1884摘要 III7537ABSTRACT IV20689第一章绪论 5279741.1研究背景 5281271.2研究目的及意义 5156421.2.1研究目的 590891.2.2研究意义 5241811.3水泥行业与清洁生产研究现状 6255511.2.1国外发展现状 6284291.2.2国内发展现状 64161.4研究内容 7231551.5技术路线图 822027第二章相关理论概述 9271332.1清洁生产 938762.1.1清洁生产的概念 9238472.1.2清洁生产的特点 9228882.1.3清洁生产的目标 955622.2使用方法简析 10250072.2.1生命周期评价（LCA） 10323852.2.2工艺流程 10234632.2.3平衡分析 1118517第三章现状分析及问题提出 12228133.1企业生产线现状 12145263.1.1企业现况 12247403.1.2生产线流程图 12241973.2确定生产线改善重点 17262003.2.1指标体系权重值的确定 18255753.2.2统计分析法 1881433.2.3确认重点部分 18131293.3存在问题提出 19134283.3.1熟料部实测数据 1927153.3.2问题提出 215600第四章问题原因分析及对策提出 23150554.1窑尾污染物的排放不达标准 23266164.1.1原因分析 23317594.1.2对策提出 23242634.2熟料部物料损失率高 24175574.2.1原因分析 24267454.2.2对策提出 2516211第五章结论与展望 2727618参考文献 28基于清洁生产目标的某水泥企业生产线改善研究摘要清洁生产是以节能、降耗、减污、增效为目的，以技术、管理为手段，通过对生产全过程排污审核，实现污染预防措施，消除和减轻生产对人类健康和生态的影响，从而达到防治工业污染、提高经济效益双重目的的综合措施。水泥行业在资源能源环境等方面面临着严峻的挑战，加快推行清洁生产是最重要的一步，采用先进的水泥生产工艺技术和设备可以提高整个水泥行业的清洁生产水平。为了实现改善，文章首先对整条生产线进行了分析，绘制了企业的工艺流程图，基于企业生产线，分析了企业产污、排污现状，确定企业生产线改善重点环节，对改善重点流程和环节的输入和输出进行系统地实测，对进、出物流，包括生料等原料、辅料等各类物质的消耗进行测定。根据实测的数据结果，结合清洁生产的要求及目标，分析生产线中的问题，找出有改善空间的环节，从生产技艺、生产设施等方面分析问题产生的原因，结合清洁生产目标提出解决方向，并对未来清洁生产技术提出展望。关键词：水泥工业；清洁生产；工艺流程图

第一章绪论1.1研究背景水泥是国民经济建设的基础性原材料产业，在我国工业化、城镇化、现代化建设、基础建设领域中发挥了重要作用。经过70年的发展，我国目前的水泥产能、品种和消费量都高居世界首位，2020年8月，《环球水泥网》按照产能排名公布了全球前十大水泥生产商。根据《全球水泥网》统计，全球前10大水泥企业占据了全球水泥产能(45.21亿吨)的41.03%。其中四家中国水泥企业合计产能10.38亿吨，占据了前十大合计产能的接近56%，占据全球总产能的23%。截止2020年12月底，全国数量产能达到185365.45万吨/年，其中全国新投产熟料产能3763.4万吨/年，中资企业海外投资熟料产能4317.4万吨/年，全国新投产生产线数量达到26条。水泥行业虽然发展迅速且符合大规模经济建设的条件，但其生产也带来了一系列的资源环境问题。经测算，水泥行业颗粒物排放占全国颗粒物排放总量的15%~20%，其中，PM10颗粒物约占80%，SO2排放量约占3%~4%，NOX排放量约占10%~12%。水泥行业是严重的环境污染行业之一。水泥生产过程中产生的主要污染物是废气和粉尘印。粉尘主要是因为水泥生产过程中的原材料、产品的储存和运送及原料的破碎和烘干、粉磨和锻烧等单元产生的废气而导致外逸、排放等现象;水泥生产线的扬尘点位较多、烟尘气体的排放量较大、生产设备的收尘效率也较低凹，排放过量的污染物严重影响了环境问题。水泥生产高峰期也是形成环境严重污染、雾霾产生的重要原因之一。水泥生产会造成环境和资源能源消耗等问题，重点关注节能降耗、环保、水泥质量等问题，走可持续发展道路。完善水泥生产线技术改造和升级，充分利用替代资源、低品位原燃料水泥技术，加强对固体废弃物的资源化利用。因此水泥行业在资源能源环境等方面面临着严峻的挑战，加快推行清洁生产是最重要的一步，采用先进的水泥生产工艺技术和设备可以提高整个水泥行业的清洁生产水平。1.2研究目的及意义 1.2.1研究目的 论文具体对北方某水泥生产企业进行清洁生产审核实践研究，目的是要运用清洁生产设备和技术，对该企业的能耗、物耗和排污情况进行全面评估，识别出效率低、污染重的节点，结合实际生产分析可能的原因与清洁生产的目标，提出提高生产效率、减少污染物产生和排放的生产改善方法，通过实施以提高整个生产线的水平1.2.2研究意义 虽然水泥生产企业使用的原料、工艺、设备各有不同，企业之间人员素质与管理水平相差较大，但导致企业清洁生产水平低下还是有许多相似之处，提高清洁生产水平的方案相互之间有较好的借鉴作用。论文对于某水泥企业进行基于清洁生产目标的生产线改善，对于其他类似水泥企业有很好的借鉴，指导作用，对于推动水泥行业清洁生产的实施、提高水泥行业的清洁生产水平有现实意义。1.3水泥行业清洁生产研究现状 石芝玲（2005）研究指出实行清洁生产时实现人与自然可持续发展的首要途径，是解决工业污染，实现绿色自然的必然选择，实施清洁生产可以全面提高企业的竞争力及企业形象。清洁生产最核心的问题是帮助企业节能、降耗、减污、增效，是实现企业可持续发展的必经之路，实行清洁生产可以帮助企业最大限度的实现环境效益和社会效益。LeoBaas(2008)在其《清洁生产和工业生态:21世纪制造业的迫切需求》中提出，分析清洁生产和工业生态学的概念在工业实践中的可持续传播。清洁生产和工业生态项目的经验表明，必须进行公开的反思和持续的对话，以建立信任、透明度和信心，以确保各种利益相关者真正参与制定其组织和地区的未来，作为向可持续发展过渡的一部分。公司活动的生态、经济、社会和文化层面的整合将成为21世纪对稀缺资源的合理利用的迫切需求。S.X.Zeng（2010）从低成本和高成本活动入手，分析中国制造业企业，使用SEM模型分析了清洁生产与业务绩效之间的关系，发现清洁生产对公司的业务绩效起到积极的作用。赵琳，王睿智等（2012）对水泥行业实施清洁生产条件进行分析和评价，指出清洁生产时实现环境效益和经济效益双赢的首选，同时企业管理者加强清洁生产理念是实现清洁生产的重要组成部分。Zhang等（2015）分析在中国北京的高碑店污水处理厂采用能效和基于货币的指标实施清洁生产措施前后的性能变化，分析得出，在实施清洁生产措施后，资源利用效率和环境绩效均有不同程度的提高，提倡在废水领域实行清洁生产技术。Geraldo（2016）分析在水泥企业中实行清洁生产后实现的环境效益，通过改进公司员工减少了使用有害材料和财务收益的风险，减少了96.4万吨非自然提取的原材料对环境的影响。Zhou（2016）在内蒙古的露天煤矿中将TRIZ理论与CP相结合，提出露天矿石采集产业中清洁生产的具体措施。Sol-Sanchez等（2016）通过清洁技术的工业制造厂内和性能，得出一项更清洁的技术，可以代替原有技术从而降低水泥制造成本。胡浩然（2019）以2006年至今中国环保部密集出台的清洁生产行业标准作为研究案例,研究发现:清洁生产的政策对产品质量的长期影响是逐渐向正面转变的；清洁生产环境规制可以影响企业动态变化,进而影响资源的配置状况，对现行政策下生产企业的产品生产提供了一定的理论依据。刘和旺;张双（2019）在分析2001年到2007年我国工业企业的数据的基础上采用双重差分、三重差分的方法得出清洁生产政策能够显著促进我国水泥企业转型升级。刘新星，韩贞年（2019）将清洁生产的方法应用在制造行业的生产过程，分析了企业生产过程中存在的对环境存在污染的因素，提出清洁生产的改进措施，通过改进生产，实现了企业效益以及环境效益的双提升。Y王承宾（2019）论述了清洁生产在环境影响测评中的应用，指出通过加快清洁生产技术体系创新、加快环境影响评价队伍建设来提高环境影响测评效果。王顼（2019）探讨城市污水处理厂的清洁生产的审核内容，参考其指标类型，为城市污水处理厂开展清洁生产审核提供了理论参考，体现了其在实际中的应用。asunoriOuchida(2019)《排放税和清洁生产投资:双寡头垄断案例》一书中研究了减少污染的更清洁的生产技术，并将该技术指定为对数形式图。共进行了三个阶段的试验:在第一阶段，政府设定污染税率。在第二阶段，双寡头企业决定其减排投资水平。在第三阶段，这些公司在同质产品市场中进行竞争，得出此三阶段博弈的显式解决方案，最终得出最优税率，减排投资水平和产出的明确均衡值。陈文娟（2019）结合当今清洁生产在企业生产中的重要性，指出清洁生产是企业节能减排的重要部分，通过清洁生产实现企业可持续绿色健康发展。Hannah（2020）等通过PDCA方法、清洁生产与质量管理原则相结合的方法研究清洁生产在制造业中的应用，得出清洁生产的应用可以很大程度提高企业的竞争力、降低生产成本同时改善当地的生活质量。最近几年先进的国家在制订清洁生产政策时的想法有了明显改变，首先侧重方向朝着清洁生产产品的全寿命周期转移，不再单纯立足于清洁生产技术。其次扶持中小企业来进行清洁生产取代了之前大型企业在得到财政和其它方面支持，拥有优先权，这些支持具体包括提供项目技术服务、财政补贴、信息等措施。1.4研究内容论文基于清洁生产目的对水泥企业生产线进行改善，主要内容包括 （1）分析该水泥企业的生产情况，从物料进入生产线到成品包装产出进行工艺流程分析，详细了解了生产线的流程以及其中物料的流动方向，初步了解每个环节可能产生的不符合清洁生产的点。（2）根据工艺流程图，利用权重对整个生产线的重点改善环节进行确定，并对重点改善环节着重分析。（3）在确定生产线改善重点后，对改善重点的输入和输出物流进行系统地集中实测，对进、出物流，包括原料、辅料等各类物质的量进行测定。（4）根据实测的数据结果，结合清洁生产的要求及目标，寻找生产线中的有问题、有改善空间的环节（5）从包括生产工艺、生产设施等方向分析问题产生的原因，并结合清洁生产目标提出解决方向。水泥行业清洁生产理论工业代谢图、平衡分析绘制企业工业代谢图研究背景及意义分析企业现状实测输入输出水泥行业清洁生产理论工业代谢图、平衡分析绘制企业工业代谢图研究背景及意义分析企业现状实测输入输出根据数据寻找存在问题分析问题产生原因并提出改善思路分析生产线改善重点图1-1技术路线图Fig.1-1TechnologyRoadmap第二章相关理论概述2.1清洁生产2.1.1清洁生产的概念清洁生产是以节能、降耗、减污、增效为目的，以技术、管理为手段，通过对生产全过程排污审核，实现污染预防措施，消除和减轻生产对人类健康和生态的影响，从而达到防治工业污染、提高经济效益双重目的的综合措施。清洁生产不只是把注意力放在末端治理上，而是把节能减排的压力化解在生产的全过程，以“源头削减”替代“末端治理”，达到节能、降耗、减污、增效的目的。2.1.2清洁生产的特点清洁生产是通过多角度、全方位的途径，立足于在源头上削减污染。推行清洁生产是当今现代科技和生产力迅速发展的必然结果，清洁生产可以在资源和环境保护方面进一步促使企业管理要正规化、现代化，清洁生产主要包含下面四个方面的特点:(1)清洁生产属于一项系统工程清洁生产的推行对于企业来说，需要建立一个保护资源、预防污染的组织机构，需要明确职责，有利于制定相应的发展战略和方针，从而进行科学的规划。它包括原材料与能源的更新替代、无低费清洁工艺的开发、所排污染物的处置、产品的设计等一系列复杂性系统工程。(2)清洁生产重视污染预防和有效性对生产过程中的污染进行综合重点预防是清洁生产的主要日标，通过削减污染物的产生源和对其进行回收利用，可使废弃物进一步减少，最终有效地防止污染的产生。(3)清洁生产强调经济性良好在技术可行的条件下实施清洁生产方案，对其进行社会效益、经济效益、环境效益的分析，优化生产体系，使产品拥有最佳的质量优势和价格竞争优势，以获得更大的经济效益。(4)清洁生产要与企业的长远发展相结合清洁生产需要结合相应企业的产品特点和生产工艺要求，使清洁生产日标符合企业的经营发展方向。环保工作需要考虑企业处在不同经济发展阶段的具体要求和经济支撑能力等一些现实条件，使清洁生产不但可以推进企业的可持续发展，而且还保护了有限的自然资源和良好的生态环境。2.1.3清洁生产的目标 清洁生产的核心目标是：减污、增效。通过节能降耗以达成减污增效的目标，对区域实现经济、社会、环境的协调可持续发展。减少废物和污染物的产生与排放，寻找污染高的环节并对其进行进行分析，寻找污染程度高的原因并进行治理，使其满足国家及地方的相关标准，改进产品设计，促进产品生产和消费全生命周期与环境相协调，实现企业可持续发展，达到减污。减少原料的浪费率，进行实测物料输入输出，对整个流水线进行研究，寻找消耗高的环节及原因，减少物料消耗，降低成本，提高工效，增加效益，提升产品的产出率，以达到增效的目的。《水泥行业清洁生产评价指标体系》制定了水泥行业企业清洁生产的定量的要求，主要包括了生产工艺及装备指标、资源能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标、产品特征指标和清洁生产管理指标等六类，其对于基于清洁生产改善研究有指导意义。各定量评价指标的评价基准值的依据是：凡国家或行业在有关政策、规划等文件中对该项指标已有明确要求的就执行国家要求的数值；凡国家或行业对该项指标尚无明确要求的，则选用国内重点水泥企业近年来清洁生产所实际达到的中上等以上水平的指标值，改善的最终目标即满足指标值。通过清洁生产，把侧重点放在更替传统落后的治理污染方法，在污染源头重点进行削减，帮助企业扭转高污染、高投入、低产出的发展模式，发展为低污染或无污染、低投入、高产出的经济模式。为提高了企业的经济效率，最主要的途径是降低成本。同时这也提升了企业的市场竞争能力。清洁生产目标的实现将体现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一，最终实现整个社会的可持续发展。2.2使用方法简析2.2.1生命周期评价（LCA）生命周期评价是指从产品最初的原材料采掘到产品使用后的最终废弃物处理（产品系统）进行全过程的跟踪分析与定性评价。作为新的环境管理工具和预防性的环境保护手段，生命周期评价主要应用在通过确定和定量化研究能量和物质利用及废弃物的环境排放来评估一种产品、工序和生产活动造成的环境负载。2.2.2工艺流程实地考察企业后，绘制企业的工业代谢图，并以环境为最终的考察目标，对环境资源追踪其从提炼、工业生产和加工、直至消费体系后变成废物的整个过程中物质和能量的流向，给出工业系统造成污染的总体评价，力求找出造成污染的主要原因。2.2.3平衡分析通过物料平衡计算，以及污染物的测试报告，针对物耗、能耗大的工作点和污染源，计算物料消耗率，找出产生原因，并以此为依据提出切实可行的解决问题的方案。第三章现状分析及问题提出3.1企业生产线现状3.1.1企业现况该公司总资产7.25亿元，注册资本1.2亿，占地533亩，属C301水泥、石灰和石膏制造。全厂分南北两块区域布局，其中水泥粉磨生产线位于北部区域，骨料及熟料生产线位于南部区域。根据矿山与骨料熟料厂区距离较近的特点，将石灰石破碎布置在已有石灰石矿山的边缘。目前拥有4500t/d的熟料生产线、年产230万吨的水泥生产线，年产750万吨的骨料生产线及自备矿山。主导产品及产能包括：生产能力为300万t/a水泥灰岩矿、4500t/d熟料水泥生产线配套建设7.5MW余热发电、750万t/a现代化骨料生产线、230万t/a水泥生产线等，公司主要产品为石灰石、熟料、水泥及骨料。3.1.2生产线流程图该公司主要分为三个部分：矿山骨料部、熟料部、水泥部。矿山骨料部负责骨料的爆破开采以及筛分，熟料部将得到的骨料进行烧制然后运送至水泥部进行磨粉、存储及运输。（1）矿山骨料部公司矿山骨料部包括矿山开采和骨料生产两个生产单元。①石灰石矿山开采该公司开采矿种为水泥灰岩矿、建筑石料矿，生产规模为年产水泥用灰岩矿288万吨、年产建筑石料矿12万吨，场地内主要布设有生产及辅助生产设施。矿山所产矿石经公路运往破碎站，矿石破碎后进入预均化堆场均化后经皮带廊送往水泥厂。开采工艺流程见图3-1。潜孔钻机钻孔潜孔钻机钻孔自卸车卸料装载机装载液压碎石锤碎石破碎机破碎皮带廊至厂区粉尘污染噪声污染微差爆破板式喂料机喂料图3-1矿山开采工艺流程图Fig.3-1Miningprocessflowchart矿山的开采工艺流程为：潜孔钻机钻孔、爆破，爆破后的大块矿石由液压碎石锤进破碎，避免大块矿石的二次爆破，之后与小块矿石一起用挖掘机采装，由自卸汽车将矿石运到厂区破碎机前的料斗，再由板式喂料机喂入单段锤式破碎机进行破碎，经破碎机破碎后，石料的粒径小于70mm，进入厂内的石灰石预均化堆场均化及储存。②骨料生产线生产工艺及产污环节流程见图3-2。成品成品砂粉尘缓冲仓粉料（0-3）水石棒条给料机颚式破碎机一段筛分粉尘、噪声粉尘、噪声粉尘、噪声粉尘、噪声粉尘、噪声二段筛分棒条给料机颚式破碎机一段筛分二段筛分反击式破碎机反击式破碎机石（10-25）石石石（20-25）（5-10）（3-5）粉尘、噪声选粉机粉尘提升机粉尘、噪声成品仓加湿机图3-2骨料生产线生产工艺图Fig.3-2Aggregateproductionlineproductionprocessdiagram石灰石废弃料、尾矿经汽车运输至设在生产厂区一段破碎的破碎机受料斗，其中粒径≥100mm的矿石经由棒条给料机喂至一段破碎机，其余含泥的物料经由棒条给料机的筛分作用筛出输送至水泥线石灰石预均化堆场。经除泥筛分机筛出的夹土输送至弃料堆，再转运至水泥生产线使用；筛出的石块与破碎后的物料一起由同一条带式输送机输送至二段破碎。矿石经二段破碎（4台反击式破碎机）后由皮带机输送至一段筛分。矿石经一段筛分机（4台筛分机）筛分后，粒径≥31.5mm的矿石经由带式输送机输送至二段破碎；经过破碎后的矿石卸至一段筛分的进料带式输送机重新回到一段筛分进行筛分，如此循环。矿石经一段筛分机筛分后，粒径20～31.5mm的石料经由带式输送机直接输送至成品库储存；粒径≤20mm的石料经由带式输送机输送至二段筛分车间进行筛分。矿石经二段筛分机（4台筛分机）筛分后，粒径10～20mm、5～10mm、0～5mm的两种石料和一种粉砂料分别经由带式输送机输送至成品库储存。成品石料和粉砂料可以经由设在库底的散装设备装车发运出厂。骨料生产线的粉料产品（0-3mm）运至缓冲仓，然后经传送装置至制砂机加工，加工后的产品经振动筛筛分，粒径超过标准的返回制砂机重新加工，符合要求的产品经加湿机喷淋打湿后即为制砂成品。（2）熟料部 熟料去水泥部粉尘熟料去水泥部粉尘热风噪声粉尘噪声粉尘原料配料站铁粉破碎噪声粉尘砂岩石灰石预均化堆场

石灰石生料磨生料均化库粉尘增湿塔袋收尘器

热风分解炉回转窑窑头熟料冷却机熟料储存库

熟料汽车散装

粉尘粉尘热风袋收尘器

粉尘煤磨煤磨专用袋除尘器粉尘原煤预均化堆场

原煤余热发电

电窑尾预热器图3-3熟料部生产工艺流程图Fig.3-3ClinkerDepartmentProductionProcessFlowChart①石灰石预均化在矿山破碎后的石料由带式输送机送至厂内圆形石灰石预均化库，均化后的碎石通过带式输送机送至原料调配站石灰石库。②辅助原料输送及配料辅助配料为砂岩、铁粉和粉煤灰。砂岩由汽车运输进厂后，经装载机送入破碎机破碎后由胶带输送机送至原料配料站的粘土库，破碎机废气设袋式收尘器收尘；铁粉由汽车运输进厂后卸入封闭堆棚内储存，通过带式输送机送至原料配料站的铁粉库；粉煤灰由密闭罐车运输进厂后直接气力卸入粉煤灰配料库。原料调配设有石灰石库、粘土库、铁粉库、备用原料配料库。各库下设置定量给料机，物料按设定比例卸出后经带式输送机送入原料磨系统进行粉磨。入磨前皮带上装有电磁除铁器。库顶设置袋式除尘器收尘。③原料粉磨及废气处理经配料站配好的生料由三道锁风阀喂入辊式磨机进行粉磨烘干，利用窑尾预热器排出的高温废气作为烘干热源。出磨生料经细粉分离器分离后与增湿塔和袋收尘器收集的粉尘混合，经由斜槽、斗式提升机送至生料均化库内进行均化和储存。当原料磨运行时，窑尾废气进入增湿塔增湿降温至220～270℃后，作为原料磨烘干热源。当磨机不运行时，窑尾废气经增湿塔降至150℃后，直接进入袋收尘器净化后排入大气。④生料均化及窑喂料系统来自原料粉磨车间的生料和废气处理系统的回灰经空气输送斜槽送入生料均化库均化兼储存生料。库内分六个卸料区，生料按照一定的顺序分别由各个卸料区卸出进入搅拌仓搅拌均化，搅拌仓同时为窑喂料仓，带有荷重传感器、充气装置，仓下设流量控制阀和流量计实现窑喂料量的计量和调节。经计量的生料通过斜槽、提升机喂入窑尾预热器。⑤熟料烧成熟料烧成系统采用一台Φ4.6×68m回转窑，双系列五级旋风预热器和YC-F·S型分解炉，系统能力4500t/d。生料进入预热器后，在自上而下逐级运动的同时，逐步预热、分解。预热器具有较高的热效率。生料经过预热器和分解炉，碳酸盐大部分分解后，进入回转窑进行煅烧。分解炉所用三次热风来自窑头篦式冷却机，因采用新型篦冷机，三次风温可达850℃以上，更有利于煤粉的燃烧。出窑熟料进入一台水平推动篦式冷却机进行冷却，出冷却机熟料温度为65℃＋环境温度。大块熟料经冷却机出料端的破碎机破碎后，由链斗输送机送往熟料库。出篦式冷却机的废气一部份作为烘干热源进入煤磨，另一部分设计经电收尘器处理后排入大气。在窑头废气烟囱安装烟气颗粒物在线监测仪。⑥熟料储存散装设置一座储存量为45000t熟料储存库，储期10天。在熟料库底设有多个下料口，以提高库的卸空率，熟料经扇形卸料阀、带式输送机送至水泥调配站。设置两套库侧熟料散装系统用于商品熟料发运。⑦原煤储存、预均化及煤粉制备原煤由汽车运输进厂，直接卸入封闭煤棚，再经带式输送机送至原煤预均化堆场预均化及储存，均化后的煤由带式输送机送至煤磨的原煤仓，再经原煤仓下定量给料机计量后喂入磨内；煤粉制备采用一台辊式磨煤机，利用窑头冷却机废气作为烘干热源，烘干并粉磨后的煤粉随同气流一同进入高浓度煤磨专用袋式除尘器，气体经袋收尘器净化后排入大气。收下的煤粉经螺旋输送机分别送入带有荷重传感器的煤粉仓。煤粉仓下设有煤粉计量输送装置，煤粉经计量后气力送入窑尾分解炉燃烧器和窑头多通道煤粉燃烧器。煤粉仓与袋除尘器均设有CO检测装置，并备有一套CO2自动灭火装置，各分离器、煤粉仓及除尘器等处均设有防爆阀。（3）水泥部 公司生料部包括水泥配料、水泥粉磨、水泥储存及输送、水泥包装以及总降等电气、自动化和动力工程等。下设制成工段和包装工段。①水泥配料及输送水泥配料站主要储存原料为熟料、石膏、粉煤灰及矿渣微粉。石膏由汽车运输进厂直接卸入石膏堆棚，再经破碎机破碎后由带式输送机送入库内。熟料、石膏、混合材库下设有定量给料机，物料按设定比例卸入带式输送机入水泥磨系统。粉煤灰库下设有流量计量喂料装置，计量后的粉煤灰由空气输送斜槽入磨尾提升机。原料库顶设置袋除尘器除尘，其生产工艺及产污环节如图3-4。粉尘粉尘石膏破粉尘粉尘石膏破碎辊压机水泥粉磨粉尘粉尘、噪声水泥储存库水泥包装水泥汽车散装粉尘成品发运粉尘粉煤灰库粉尘熟料水泥配料站Fig.3-4CementDepartmentProductionProcessFlowChart②水泥粉磨来自水泥配料站的混合料由除铁装置除铁后分别进入水泥磨，粉煤灰经计量后通过空气输送斜槽送入磨尾，混合料经粉磨后通过提升机送至水泥库，粉磨系统废气由袋式除尘器净化后排入大气。③水泥储存、散装及输送来自水泥磨机加工的水泥通过提升机和空气输送斜槽分别送入各储库。库内设有充气箱及减压仓，由罗茨风机供气使库内水泥得以充分均化。出库水泥经卸料装置、空气输送斜槽送至包装车间和水泥散装库。库顶、库底设袋式除尘器除尘。④水泥包装及成品站台由水泥库送来的水泥经斗式提升机入振动筛，筛分后的水泥经中间仓入包装机，袋装水泥经卸袋输送机、顺袋装置、清包机、平型带式输送机、汽车装车机直接装车发运，包装车间设袋式除尘器除尘。3.2生产线改善重点根据清洁生产理念，为了最大程度提高企业的生产潜力，实现节能、降耗、减污、增效的目标，最终实现对生产线的改善。结合公司的实际情况，选择生产线中原辅材料和能源消耗大；污染物产生量大，排放量大；清洁生产潜力大，即一旦采取措施，容易产生显著经济效益和环境效益；影响或威胁正常安全生产、构成生产瓶颈的生产线的环节进行着重分析，以最大程度的提升生产线。3.2.1指标体系权重值的确定权重一词来源于数理统计学，它表示考虑的群体或系列中赋予某一项目的相对值。权重可以理解为评价因子在某种观点下对于模糊子集的隶属程度。隶属度越大则重要性程度越高，该评价因子对最终评价结果影响也就越严重；隶属度越小，表示重要性程度越低，该评价因子对最终评价结果影响也就越小。改善重点权重反映了该指标在整个重点判断中所占的比重，其确定的原则是该项指标对于这部分清洁生产水平影响程度。影响程度越高，权重值越大，越需要进行改善。3.2.2统计分析法采用德尔斐法（Delphi）调查程序，通过对于业内专家的连续几轮的咨询，最终得到各位专家的赋权方案，然后进行统计分析，得到各种评价因子的权重。若表示第i个参评因子由第j个专家所给的权重咨询值，且，则i的权重公式为： （公式1-1）德尔斐法能够集中专家的经验与意见，确定各指标的权重。专家的选择直接关系到结果的准确性，一般情况下，要求选取本专业领域中既有实际经验又有较深理论修养的专家10-50人左右。经过统计分析法的研究的得出各改善重点因素的权重值。3.2.3重点部分小组成员会同咨询人员、行业专家，认真分析各备选改善重点的情况，考虑各备选改善重点对环境影响、原辅材料消耗、清洁生产机会、投资费用、实施难易程度、实施时机等各方面因素，选出本轮生产线改善重点。具体得分见表3-1。表3-1权重总和计分排序表Tab.3-1Totalweightingandscoringrankingtable因素废弃物量主要消耗环保费用废弃物毒性车间积极性清洁生产潜力总得分∑W×R排序权重值W0.2380.2140.1840.1610.0650.138水泥部R7672986.2492W×R1.6661.2841.2880.3220.5851.104熟料部R8857977.2141W×R1.9041.7120.921.1270.5850.966矿山骨料部R7221973.8743W×R1.6660.4280.3680.1610.2850.966注：根据企业化验分析数据，实测期间混合矿中CaO平均含量44%，煅烧分解出CO2约2358.87t。参与反应氧气、CO2为理论计算值，煤炭中含碳量65%左右约380.75t，按完全燃烧计外排CO21396.09t，参与反应氧气1015.34t。生料煅烧是水泥熟料生产关键性的一个环节，因此熟料部在水泥生产企业中是至关重要的一个车间，熟料部通过预分解干法回转窑把生料粉通过预热器、分解炉分解后进入回转窑煅烧成熟料，然后通过篦冷机冷却后由拉链机输送到熟料库，车间原辅材料和能源的消耗所占比重最大，污染物产生量也最大，同时也是提高产品质量，降低能耗、减污、增效的关键生产流程，通过改善会给公司带来巨大的经济效益和社会效益。基于以上原因，权重总合计分排序筛选出熟料部为生产线改善的重点。3.3存在问题提出3.3.1熟料部实测数据根据权重算出，通过改善熟料部能最大程度提升生产线的清洁生产水平、提升生产线效益，接下来将着重对熟料部生产线进行改善分析。为了能更组织熟料部生产技术人员充分利用现有检测设备和仪器，在正常生产条件下，对改善重点的输入和输出物流进行系统地集中实测，通过实测，对进、出物流，包括原料、辅料等各类物质的量进行了测定，为进行生产线改善提供了充足的数据基础，并通过平衡建立确定数据的可靠性。结合清洁生产目标，对可能需要的数据进行实测并进行了汇总，如下表3-2表3-2熟料部生产物流实测表Tab.3-2ClinkerDepartmentProductionLogisticsActualMeasurementTable实测项目单位实测结果第一天第二天第三天平均石灰石t2745.282893.532824.902821.24石灰石废渣t2743.902911.272870.122841.76砂岩废渣（土）t672.79711.14679.52687.82砂岩t363.40377.57376.12372.36硫酸渣t97.5198.68103.85100.01煤t581.12573.56602.62585.77熟料t4161.464386.184282.144276.60参与反应氧气t1007.27994.181044.541015.34CO2t3674.623784.303805.953754.96外排粉尘t0.14620.14620.14620.1462二氧化硫t0.2840.2850.2840.284氮氧化物t1.4221.4231.4231.423除尘灰t123.98123.97123.97123.97熟料生产过程在物料破碎、粉磨、煅烧、包装、运输等环节中，几乎每道工序都伴随有颗粒物的产生和排放，所以要针对每一个颗粒物的除尘口进行检测。表3-3各除尘口监测Tab.3-3Monitoringdataofeachdustremovalport检测地点颗粒物风量m³/h排放范围mg/m3平均浓度mg/m3排放速率kg/h生料均化库顶除尘2.51×1035.5~5.85.61.42×10-2均化库出料斜槽除尘3.29×1046.9~7.57.20.237生料均化库底除尘3.29×1046.9~7.57.20.237熟料散装收尘1.40×1044.7~5.65.27.34×10-2熟料库顶除尘2.51×1035.5~5.85.61.42×10-2熟料散装收尘1.40×1044.7~5.65.27.34×10-2原煤仓顶除尘1.08×1044.7~5.04.95.24×10-2煤粉仓除尘1.08×1044.7~5.04.95.24×10-2辅料仓顶除尘1.08×1044.7~5.04.95.24×10-2石灰石库顶除尘9.84×1035.0~5.75.45.28×10-2煤磨除尘8.78×1045.0~5.95.50.486窑头废气2.39×1055.5~6.15.81.38入磨皮带机头除尘6.12×1035.3~7.16.33.83×10-2煤转原煤仓出料除尘3.29×1046.9~7.57.20.237采矿废渣除尘1.42×1045.3~6.25.88.18×10-2入窑提升除尘1.29×1048.6~9.69.30.119原煤提升除尘1.29×1048.4~9.99.20.117为了检测其生产线物料浪费程度，建立输入输出平衡，如表3-4。表3-4熟料部输入输出平衡Tab.3-4Clinkersectioninput-outputbalance输入输出序号名称质量序号名称质量①石灰石（t）2821.24①熟料（t）4276.60②石灰石废渣（t）2841.76②CO2（t）3754.96③硫酸渣（t）100.01③外排粉尘（t）0.1462④砂岩废渣（t）687.82④二氧化硫（t）0.21⑤砂岩（t）372.36⑤氮氧化物（t）0.8544⑥煤（t）585.77⑥收尘灰（t）123.765⑦参与反应氧气（t）1015.34///合计8424.30合计8157.18物料平衡误差绝对值267.12百分比3.17%3.3.2问题提出根据实测的数据结果，结合清洁生产的目的，寻找生产线中的问题点。(1)窑尾污染物的排放不达标准根据《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）的规定，在水泥企业中水泥窑及窑尾余热利用系统的氮氧化物（以NO2计）的标准限值为320mg/m3，二氧化硫的标准限值为100mg/m3。根据实测数据，二氧化硫与氮氧化物的日均排放量分别为0.284t/d、1.423t/d。根据公式平均浓度=排放速率÷风量结合当时测量数据可以得出以下表3-5图3-5污染物实测数据Tab.3-5Actualpollutantmeasurementdata检测地点污染物风量m³/h平均浓度mg/m3排放速率kg/h窑尾废气二氧化硫5.06×10523.711.9氮氧化物117.259.3虽然二氧化硫和氮氧化物的排放标准都符合国家规定，但根据地方法《安阳市环境污染防治攻坚战指挥部办公室关于印发<安阳市2019年工业大气污染治理5个专项实施方案>的通知》（安环攻坚办〔2019〕196号）的最新下达的规定，在水泥企业中水泥窑及窑尾余热利用系统的氮氧化物（以NO2计）的标准限值为100mg/m3，二氧化硫的标准限值为35mg/m3，需要对生产线进行改善以满足排放要求，以达到减污的目标。(2)物料损失率高通过实测数据，发现其物料损失率为3.17%，根据评价指标体系损耗率通常不应超过5%为宜，该水泥企业已满足指标内标准。但根据行业内龙头企业数据及在本水泥企业厂址有类似水泥企业H，仍有很大的优化空间。通过分析其物料损失的原因，提出合理的改善建议，以达到增效的目标。第四章问题原因分析及对策通过了数据分析及建立平衡，发现了熟料部存在的问题，本章内容从工艺方面及设备方面，对原因的产生进行分析，并给出相应对策。4.1窑尾污染物的排放不达标准4.1.1原因分析由于二氧化氮的排放浓度过高，不符合地方的排放标准，现以降低二氧化氮浓度为目标进行改善研究分析。氮氧化物主要产生于窑内高温燃烧过程，其排放量与燃烧温度、空气含氧量和反应时间有关，当燃烧温度越高，氧气浓度越大，反应时间越长，生成的氮氧化物越多。氮氧化物是水泥生产过程中产生的危害很大很难处理的污染物之一，而水泥行业中脱硝是指燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，对于防止环境污染有着重要意义。目前该企业采用SNCR脱硝+低氮燃烧技术。从工艺角度分析：SNCR是世界上比较主流的脱硝手段，SNCR法氮氧化物控制技术是在高温没有催化剂的条件下，氨基还原剂（如氨气、氨水、尿素）喷入，蒸发或热解生成氨气与其它副产物，在850~1050℃温度窗口，氨气与烟气中的氮氧化物进行选择性非催化还原反应，将氮氧化物还原为无害的氮气和水。SNCR在欧美国家已经得到广大业内人士认可并广泛应用，其中德国在SNCR领域有较先进的实践经验和研究成果。而低碳燃烧技术低氮燃烧技术一是控制氮氧化物最经济的手段。主要是通过加装低氮燃烧器或改造低氮燃烧器及燃烧系统，根据运行需要，调整配风方式，控制优化燃烧过程，抑制减少氮氧化物产生。其优势在于工艺成熟、系统简单，改造难度小，投资和运行费用低。两者均为业内主流脱硝手段且有效实施，从工艺角度分析已经达到一流水平，提升潜力较小。为了在现有工艺基础上减少氮氧化物排放，可以着手对脱硝设施角度进行改造。如果氨水的喷枪出料不顺畅，雾化效果差，会使氨水与氮氧化物的反应速度下降，会使废气中的氮氧化物增加，提高氨水的用量，增加成本，应对喷枪及氨水的输出管道进行检查与更新。4.1.2对策提出在设备上，为了提升氨水与氮氧化物的反应速率以提高生产线脱硝效果，可以做以下对策：（1）将熟料部喷枪更换为新型双流体侧喷式喷枪并增加数量，根据喷枪厂家提供文献数据，该做法可以提高氨水的雾化效果。雾化效果的提升可以还原剂的附着率，提升氨基还原剂的还原效果，以提高脱硝效率，减少氮氧化物的排放。（2）检查氨水输送管道，为了防止老化、堵塞，可以安装氨水及压缩空气环管装置，同时重新安装新式清灰管道装置，定时清理喷枪套管、氨水输出管道积料情况，防止堵塞喷枪、管道，减少因堵塞造成的氨水喷射效率下降，提高输送效率以提高还原、脱硝速率，降低氮氧化物的排放。在技术上，由于企业已经采用SNCR脱硝+低氮燃烧技术，已达到行业内领先水平，可以尝试逐渐改进新式技术去提升脱硝效率。参考龙头企业：（1）“高温高尘SCR脱硝”技术。该技术是水泥行业龙头企业海螺集团自主研发的国内首套国产化高温高尘脱硝技术，其集团下属芜湖白马山水泥厂高温高尘SCR烟气脱硝系统顺利投运，已进入试运行阶段。目前系统运行稳定，窑尾氮氧化物排放浓度稳定控制在50mg/m3以内。（2）“SNCR+高温电除尘+SCR”。是由登封宏昌公司首开水泥行业SCR脱硝，采用的“SNCR+高温电除尘+SCR”方案，较好的适应了水泥行业的特点。以高温保证催化剂效率，以除尘缓解催化剂的堵塞、中毒、磨损问题，以并用SNCR减轻SCR的负担，以提升脱硝效率。（3）PYROCLON®REDOX脱硝。该工程具有占地面积小，与原有预热器结合良好，后期维护及运营成本低等特点。相比于SCR脱硝技术，还具有降低氨水消耗、减少氨逃逸，无需催化剂且不造成二次环境污染等优势。同时，PYROCLON®REDOX脱硝反应装置还可以将城市生活垃圾以及其他合适的替代燃料经过预先处理后用作燃料，既可以减少城市生活垃圾的污染，又降低了生产成本，具有很好的环保优势和成本优势。同时，首次开发此技术的公司厂址位于郑州，与该水泥企业地理位置接近，具有指导意义。预计改造后在氮氧化物排放值控制在90mg/m3以下，提高窑尾废气中氮氧化物的排放稳定性，降低氮氧化物数据超标风险，满足地方污染排放标准要求，达到清洁生产减污的目的，同时可以大大降低氨水使用量，达到清洁生产增效的目的，实现生产线的改善。4.2熟料部物料损失率高4.2.1原因分析由于物料损失率与业内同水平企业相比较高，现以降低物料损失率为目的进行改善研究分析。熟料部使用的主要原辅材料有生料、原煤。对于生料的损失，从工艺上分析，原辅材料不同的配比影响物料的烧失量，配比有待优化改进。在公司生产过程中，氧化物成份及三率值是非常重要的质量指标，其中三率值分别为硅率（SM），铝率（IM），饱和比（KH）。SM值的高和低都有利于熟料的烧制，但SM值过高时，熟料较难烧成，SM值过低时，窑内易结成大块。IM值过大，不利于矿物的形成，易引起熟料块凝；IM值过低会导致窑内结成大块，不利于煅烧。KH值越大熟料强度越高，越难进行煅烧。生料在窑内结块，导致燃烧效率低下同时产生了物料浪费。该公司在水泥生产中，对于原料的配比使用尝试误差法来计算三率值，计算结果产生的物料比例会随着原料的变化而失去作用。在实际过程中，要对三率值进行控制在合理数值内，分别需要对原料、燃料、生料、熟料等不同种类的样品进行质量监测，而水泥生产的连续性对分析的时间、准确性、重复性都提出了较高的要求。对于原煤的损失，从工艺角度分析，由于市场上购入的煤炭质量变化很大，水泥企业要求采用部门低品位煤，低品位煤的干基灰分在20%~30%之间，因此这对工艺煅烧过程带来很大困难。原煤中灰分过高，对生产造成的影响是在煅烧过程中给煤量的波动，而给煤量的波动直接造成煤粉燃烧不充分，造成热能损失，使煤耗升高。进入窑内煤灰量大量增加，使配料三率值产生显著变化，若不及时调整率值，将使煅烧产生大量煤灰沉入，带入较多的Al2O3和SiO2，SM、IM增加，显然使饱和比下降，煅烧的熟料产生缺钙现象。在熟料矿物组成中C2S和C4AF增多，而C2S转变为C3S的几率变小，致使熟料强度下降。从设备角度分析，现有窑头、窑尾部分喷煤管道输送方式设置不合理，造成燃料输送时阻力损失过大，且喷煤方式设置不合理，易造成物料浪费。4.2.2对策提出针对减少生料浪费，对于工艺方面，由于依靠尝试误差法控制三率值对于水泥这种连续生产的企业效果较差，根据水泥行业内龙头行业的经验，结合《清洁生产指标体系》，可以尝试建立高效水泥生料质量控制系统，来对生料进行配比，以提高水泥燃烧效率，减少浪费。水泥生料质量控制系统首先对出磨生料采样，经快速分析，主要分析二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙四种氧化物含量，结果送到质量控制系统，质量控制系统根据三率值SM、IM、KH，计算出最高效率的新配方，新配方发送到配料秤执行，配料秤再向生料磨输出已经配比好的原料。这样配料秤、生料磨、快速分析、质量控制系统就形成了一个闭环，在一个较短的周期内对生料制备过程进行质量监测和控制，起到了减少波动、提高质量、降低成本，并使煅烧容易、减少浪费的作用。由此进入回转窑生料质量得到了充分的保障，同时也在一定程度上保证了熟料的产量和质量。针对减少原煤浪费，对于工艺方面，在企业使用劣质煤时，应该提高煤粉细度、降低筛余、相对减少窑尾的喷煤量，适当增加窑头的喷煤量，以提高燃料燃烧效率。同时，对劣质煤也可以采用集中燃烧，集中燃烧是烧好劣质煤的有效措施。利用集中燃烧，增加了煤粉的浓度，有利于煤粉着火燃烧，同时集中了燃烧的挥发物火区的过量空气，提升燃烧效率，减少浪费率。在严把原材料采购的同时，可采用燃煤复配技术保证适合企业烧成设备的燃煤，来提高燃烧效率，降低煤耗。对于设备方面，将预热器一级烟室两个旋风筒改为高效旋风筒，提高其选粉效率。提高旋风筒的选粉效率是减少生料内、外循环，加强气固热交换、降低热损失和原煤浪费的重要条件。新型旋风筒为了降低阻力，扩大内筒