水泥窑尾废气超低排放的技术探讨.docx

水泥窑尾废气超低排放的技术探讨全面介绍了水泥工业废气中粉尘、氮氧化物、二氧化硫三项主要指标及其超低排放的限值、技术路线可行性探讨和指标实践效果。主要参考燃煤锅炉相关超低排放的路线和措施利用新材料、新技术的不断发展进步结合水泥生产工艺及废气特性提出了兼顾水泥生产、节能降耗和超低排放的综合实施新思路。国家环境保护力度不断加大电力、钢铁、水泥、垃圾焚烧等工业的废气污染物排放控制标准日益严格各行业实行废气超低排放势在必行。“超低排放”的概念是在火电厂燃煤锅炉废气治理领域提出的比照天然气燃气轮机组标准设计了排放限值比目前GB12022-0511《火电厂大气污染物排放标准》中规定的重点地区燃煤锅炉特别排放限值更低。GB12022-0511《火电厂大气污染物排放标准》确定的燃煤锅炉超低排放值见表1。表1GB12022-0511《火电厂大气污染物排放标准》规定的燃煤锅炉超低排放值目前火电行业绝大部分企业已经成功实现了废气超低排放主要是煤电锅炉运转中综合采用了多种污染物高效协同脱除技术例如90%以上锅炉采用SCR+电袋除尘器+石灰石膏湿法脱硫技术实现了粉尘排放≤5mg/m3(标)NOx≤50mg/m3(标）SO2≤35mg/m3（标)。系统运转效果良好说明技术是成熟可靠的现行超低排放限值很可能上升为新的国家标准。水泥行业也必将全面实施。1水泥窑废气排放现状及超低排放指标设定探讨“超低排放”受到了环保业界、地方政府乃至国家的高度重视是新环保标准修订的基础。在国家青山绿水的生态文明建设的新政策下各行业环保都在进行“超低排放”的尝试。从政府加强环境保护和人民追求美好生活的角度出发这个限值肯定是越低越好但应根据具体工业工艺过程的差异研究最适合的环保实用技术措施科学提出最合理的低限值。水泥生产主要污染物是粉尘、氮氧化物及二氧化硫部分地区水泥废气中二氧化硫含量还相当高。现有的GB2022-0513《水泥工业大气污染物排放标准》规定在重点地区主要指标为：粉尘排放≤20mg/m3(标)NOx≤320mg/m3(标)SO2≤100mg/m3(标)。对比电力行业排放标准水泥行业标准相对宽松。按照国家环保排放监测要求所有水泥生产线主要排尘点尤其是窑头、窑尾及生料磨全部设置了废气排放在线监测粉尘、氮氧化物、二氧化硫等有害物排放值实时传送到当地及国家环保监测部门限值一般按功能区和地方政府的有关规定执行。虽然地方政府的有关规定限值一般都低于国家标准限值但实际上都没能达到燃煤发电行业超低排放值对氮氧化物和二氧化硫基本按照国家排放标准上限执行。目前我国水泥生产线氮氧化物减排路线实施的都是低氮燃烧+SNCR脱硝技术氮氧化物减排实际运转效果不稳定而采用SNCR脱硝绝对不可能实现超低排放。二氧化硫减排是近几年才开始实施的有干法和湿法多种实施路线。水泥生产有害物减排技术一直存在路线之争也有多种技术路线实验和应用但都没有形成共识不像电力行业超低排放减排路线已经标准化。按照国家青山绿水的生态文明发展理念我们应该按照更高的水泥超净排放限值要求研究和实施我们的水泥环保技术。对于含重金属、氟化物及水泥协同处置危废、污泥、垃圾等工艺的有机物、二恶英等本文不加探讨只对水泥前三项主要污染物的“超低排放”值提出探讨指标。水泥生产工艺复杂废气气体成分、性质也比燃煤锅炉复杂进一步降低水泥窑废气主要排放限值比燃煤锅炉要复杂。表2提出了水泥窑超低排放的探讨值和目标值两组数字。表2水泥超低排放的探讨值和目标值水泥工艺与电力工艺不同环保技术路线不同所能达到的结果也有所不同基于此进行分析较合理的水泥窑超低排放限值应定在“探讨值”。但我们努力的方向必须是实现“目标值”。2现有干法水泥熟料生产线窑尾系统典型工艺简介现有干法水泥熟料生产线窑尾系统工艺主要有两种即三风机系统和两风机系统。图1为辊磨系统组成的窑尾三风机系统典型工艺图2为两风机系统工艺。图1三风机系统图2两风机系统三风机系统即窑尾高温风机+窑尾废气风机+生料磨系统循环风机。虽然生料磨系统有多种配置方案如球磨、辊磨、辊压机+球磨、辊压机+球磨及辊压机终粉磨系统等但对于窑尾风机配置基本一样。三风机分工明确系统负压平衡较好各设备承受负压较低易于操作因此这种系统实际应用很多。两风机系统是三风机系统的简化生料磨采用辊磨时非常合适它简化了工艺设备布局紧凑投资低。但三风机变为两风机系统后系统设备负压明显提高系统对设备漏风更为敏感需要更严格管理。两风机系统实际应用偏少但在我国以海螺集团为代表的水泥生产线上却有大量应用。实践表明生产管理得好时两风机系统会比三风机系统节能。需要说明的是我国上世纪80年代至2022年初新建的水泥生产线大多没有余热发电系统后来改造增加余热锅炉的生产线很多且当时窑尾废气除尘几乎全是电除尘器这些锅炉更多的是与增湿塔串联也有受工艺布局限制采用了塔炉并联。如