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3 环境保护技术文件水泥工业污染防治可行技术指南 (试行) Guideline Guideline Guideline Guideline on on on on Available Available Available Available Technologies Technologies Technologies Technologies of of of of Pollution Pollution Pollution Pollution Prevention Prevention Prevention Prevention and and and and Control Control Control Control for for for for Cement Cement Cement Cement Industry Industry Industry Industry ( ( ( (on on on on Trial Trial Trial Trial) ) ) ) 环境保护部发布 前言 前言 前言 前言 为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》 ,防治环境污染,完善环保技术工作体系, 制定本指南.

本指南以当前技术发展和应用状况为依据, 可作为水泥工业污染防治工作的参考技术资 料. 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订. 本指南起草单位:中国环境科学学会、合肥水泥研究设计院、西安建筑科技大学、安徽 海螺集团有限责任公司、中国联合水泥集团有限公司、中国水泥协会、西安西矿环保科技有 限公司、南方水泥有限公司、河南中材环保有限公司、江苏科行环保科技有限公司. 本指南由环境保护部解释.

1 总则 1.1 适用范围 本指南适用于水泥工业生产全过程,包括矿山开采和破碎、水泥制造(含粉磨站). 本 指南以新型干法水泥生产工艺为主,其他水泥生产工艺可参照采用. 1.2 术语和定义 1.2.1 水泥 是指加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化,也能在水中硬化,并能把砂、石等建筑材料 牢固地胶结在一起的粉状水硬性无机胶凝材料. 1.2.2 熟料 是指由含氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁的原料按适当比例磨成细粉烧成部分熔融 状态,所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质. 1.2.3 新型干法水泥生产工艺 是指以悬浮预热和预分解技术装备为核心,以先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、 在线检测、信息化等技术装备为基础,采用新技术和新材料,节约资源和能源,充分利用废 料、废渣,促进循环经济,实现人与自然的和谐相处的现代化水泥生产方法. 1.2.4 粉磨站 是指将水泥生产中的最后成品阶段独立出来而形成的水泥成品生产单位.

2 生产工艺及污染物排放 2.1 生产工艺及产污环节 水泥生产工艺通常包含以下生产过程:矿山开采、原料破碎、原/燃料预均化、原料配 料、生料粉磨、煤粉制备、生料均化及生料入窑煅烧、熟料冷却、熟料储存与输送、水泥配 料、粉磨和储存、水泥成品包装、散装和外运. 水泥生产工艺及主要产污环节见图 1. 2.2 污染物排放 水泥生产过程产生的污染包括大气污染、噪声污染、水污染和固体废物污染,其中, 大 气污染是最主要的环境污染. 2.2.1 大气污染 水泥生产过程中产生的大气污染物主要有:颗粒物、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、 氟化物等,还产生少量或微量总有机碳、重金属、二f英、氯化氢等有害气体.颗粒物产生 于水泥生产的各个工序,其他气体污染物主要产生于水泥熟料生产的水泥窑煅烧工序. 水泥生产工艺主要大气污染物及其来源见表 1. 2.2.2 噪声污染 水泥生产过程中的矿山开采、原料、生料制备、熟料烧成、水泥制成、水泥厂附属设施

2 等环节均存在噪声污染,如磨机、破碎机、物料输送机工作时产生的机械噪声,风机、空压 机工作时产生的空气动力噪声,电机工作时产生的电磁噪声等.水泥生产过程中超过

90 dB 的噪声源有:破碎机、磨机、空压站、风机等. 2.2.3 水污染 水泥生产过程中只产生少量设备冷却水以及生活污水. 如果水泥厂协同处置污泥或生活 垃圾,会产生一定量的污泥析出水或垃圾渗滤液. 表1111水泥生产工艺主要大气污染物及其来源 工序 产污环节 主要污染物 排放方式 矿山开采 (石灰石) 开采、破碎、输送 颗粒物 无/有组织 原料处理 (预均化、 调配) 石灰石、辅料、煤预均化堆场 颗粒物 无/有组织 原料调配站、输送 颗粒物 无/有组织 生料、燃料制备 (包括均化) 原料烘干、粉磨、煤粉制备 颗粒物 有组织 生料均化、输送 颗粒物 无/有组织 烧成系统 (熟料生产) 水泥窑煅烧(如:回转窑等) 颗粒物;

氮氧化物、二氧化硫、一氧 化碳、氟化物等;

少量或微量有害化 合物 有组织 熟料冷却 颗粒物 有组织 熟料储存、熟料外运 颗粒物 无/有组织 水泥粉磨 水泥添加剂及配送 颗粒物及油污(水泥添加剂为液体 时) 无/有组织 水泥粉磨 颗粒物;

挥发性有机物 有组织 水泥成品包装、 散装和外运 水泥储库、包装、散装及袋装水 泥储存 颗粒物 无/有组织

3 图1111水泥生产工艺及主要产污环节 石灰石矿山开采石灰石破碎及运输砂岩破碎及运输石灰石预均化辅料预均化铁粉、硫酸渣等原煤输送输送输送原料调配输送煤预均化煤粉制备原料烘干粉磨生料均化熟料煅烧熟料冷却熟料入库水泥联合粉磨水泥储存水泥包装及袋装水泥堆存窑尾余热发电增湿塔石膏粉煤灰矿渣/工 业固废配料输送熟料外运煤粉仓窑头余热发电余热锅炉循环水A― 废气产污点W―污水产污点S―固废产污点N―噪声产污点水泥散装水泥外运N、 A 、 S A N 、 A 、 W N、 A N 、 A N、 A N 、 A N 、 A N、 A 、 W A N 、 A 、 S、 W N、 A 、 W A A N、 A 、 W A N、 A N 、 A N 、 A W A N 、 A N 、 A N 、 A 、 W N、 W A、 W N 、 W N、 A N 、 A N 、 A 矿山开采、原料处理生料、燃料制备烧成系统水泥粉磨水泥成品包装、散装和外运物料流向烟气流向42.2.4 固体废物污染 水泥生产过程中产生的固体废物有窑灰、炉渣、废旧耐火砖、废水泥袋、废滤袋、废水 泥石块等.

3 水泥生产工艺污染防治技术 3.1 工艺过程污染预防技术 3.1.1 立式磨技术 立式磨技术是电动机通过减速机带动磨盘转动产生离心力, 使物料进入磨辊和磨盘间的 辊道内,在液压装置和加压机构的作用下碾压成粉.同时,来自风环由下而上的热气流对物 料进行悬浮烘干,并将其带至磨机上部的动态分离器中进行分选. 该技术集粉磨、烘干、选粉于一体.与传统球磨机相比,运转率高,可节电 40%~60%, 降低噪声

10 dB~20 dB,减少二氧化硫排放. 该技术适用于生料粉磨和煤粉制备工序. 3.1.2 余热发电技术 余热发电技术是在水泥窑窑头、 窑尾废气出口安装余热发电锅炉, 利用水泥窑系统废气, 通过余热发电锅炉产生过热蒸汽,进入汽轮发电机组进行发电. 该技术一般能提供熟料生产线 50%~60%的生产用电,且无需消耗燃料,发电过程不产 生二次污染.同时,余热发电锅炉具有一定的降尘作用,可减轻后续除尘器的工作负荷. 该技术适用于

2000 t/d 及以上规模水泥熟料生产线的熟料烧成工序. 3.1.3 变频调速技术 变频调速技术是通过调节电机工作电源频率来改变电机的转速. 该技术具有效率高、调速范围宽、精度高、调速平稳、无级变速等特点,一般可使电机 节电 20%~30%. 该技术适用于水泥生产中要求调速的风机、泵类设备及其他设备. 3.1.4 第四代篦式冷却机技术 第四代篦式冷却机(带中段破碎)由熟料输送、熟料冷却和传动装置等三部分组成. 该技术采用步进方式输送,篦床固定,采用模块化标准立体建模设计,与第三代篦式冷 却机相比,运输效率可提高

3 倍,吨熟料冷却电耗可降低 20%,维护费用可降低 70%左右. 该技术适用于水泥企业的新、改、扩建项目. 3.1.5 低氮氧化物燃烧技术 低氮氧化物燃烧技术主要包括低氮燃烧器和分解炉分级燃烧技术. 低氮燃烧器通过增加燃烧器风道,降低一次空气比例,使煤粉分级燃烧.燃料在高温区 停留时间短,可减少氮氧化物产生量 5%~15%. 分解炉分级燃烧技术利用助燃风分级或燃料分级加入,减少分解炉内氮氧化物的生成, 并通过控制燃烧过程,还原炉内的氮氧化物,可减少氮氧化物产生量 10%~20%. 低氮燃烧器和分解炉分级燃烧技术联合使用,可减少氮氧化物产生量 20%~30%.

5 3.1.6 二氧化硫控制技术 水泥窑中大部分硫以硫酸盐的形式固化在水泥熟料中.当使用挥发性硫含量较高的原/ 燃料时,宜采用以下一种或几种措施: (1)优化生产过程.在保持水泥窑平稳运行的条件下,控制物料在预热器、分解炉、 水 泥窑中均匀分布,加大硫与碱性物质的接触面积,同时控制合适的硫碱比、烧成带的一氧化 碳含量及火焰形状等. (2)优化燃烧器设计.通过改善水泥燃烧器的设计和操作(气氛调整加温度控制等技术 措施),控制窑和预热器之间的硫循环. (3) 采用窑磨 (立式生料磨) 一体机. 窑磨一体机用预热器废气作生料立式磨烘干热源, 立式磨中的高活性生料加上原料中蒸发的水分,可加速碳酸钙吸收二氧化硫的过程. (4) 采用袋式除尘器. 袋式除尘器滤袋表面捕集的碱性物质与通过滤袋的酸性物质结合 成盐类,可降低酸性气体的浓度. 上述技术可使水泥窑二氧化硫排放达标. 3.1.7 氟化物与氯化氢控制技术 控制氟化物与氯化氢的主要技术措施分别是控制原料中的氟含量与氯含量. 该技术可使烟气中氟化物与氯化氢的排放浓度符合 《水泥工业大气污染物排放标准》 (GB 4915)及《危险废物焚烧污染控制标准》(GB 18484). 3.1.8 二f英控制技术

0 水泥窑排放的二f英通常无法检出或为痕量,在协同处........