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1水泥工业应对即将颁布的排放新标准的技术探讨《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）是我国水泥工业环境管理的重要依据，在“十一五”污染减排工作中发挥了重要作用。为适应“十二五”环境管理需求，加强对颗粒物、SO2、NOx等的排放控制，国家环境保护部将其列为2012年标准制修订计划重点项目，已由中国环境科学研究院牵头，合肥水泥研究设计院作为主要参加单位开展了标准修订的工作。目前已完成标准送审稿的专家审议工作。水泥工业如何应对即将颁布的排放新标准是我们无法回避的现实问题，从科研设计单位，到装备制造单位，尤其是水泥生产企业都应该做好应对准备。1、标准修订的主要内容1.1标准修订的主要内容（1）进一步降低颗粒物排放水平现行标准颗粒物排放控制要求为：回转窑等热力设备50mg/m3，水泥磨等冷态操作30mg/m3，达到了国际较先进的控制水平。但也应看到，目前除尘技术发展很快，采用高效静电或布袋除尘技术可进一步降低颗粒物排放至20－30mg/m3，甚至10mg/m3以下，且技术已相当成熟，为标准提高颗粒物排放控制要求创造了条件。（2）严格水泥工业NOx控制目前我国水泥工业的NOx排放约占全国总排放量的10－12%，按全国抽样调查的统计平均结果以及污染源普查的排污系数计算，每吨熟料排放约1.6kgNOx，按2011年14亿吨新型干法熟料产能计算，满负荷生产可排放NOx224万吨（2011年实际排放NOx约190万吨），是继火电厂、机动车之后的第三大排放源。随着“十二五”期间我国对NOx实施总量控制，水泥行业的脱硝要求成为大势所趋。为此，有必要在现行标准基础上提高NOx排放控制要求，促进水泥行业采取有效的NOx控制措施。现行标准NOx排放浓度为800mg/m3，这是基于水泥窑良好运行控制的通常排放水平。按照规划要求，新建生产线要求综合脱硝60%以上，排放浓度应限制在300－400mg/m3，达到美国、欧洲的先进控制水平。（3）水泥窑协同处置固体废物执行统一的标准现行标准对水泥窑焚烧处置危险废物有明确排放限制要求，但不完整，也不包括利用水泥生产设施（水泥窑、水泥磨等）协同处置一般工业固体废物、城市垃圾、污泥、受污染土壤等内容，而后者日益受到重视，相关污染控制标准、规范正在制订完善中。本标准规定：“利用水泥生产设施协同处置危险废物、城市污水处理厂污泥、生活垃圾等，除执行本标准外，还应同时执行国家相应的污染控制标准、规范的规定”。1.2送审稿确定的大气污染物排放限值以下排放标准的时段是按初定颁布实施日2013年7月1日为基准进行确定的。（1）现有企业在2014年7月1日前仍执行GB4915-2004。自2014年7月1日起2至2016年6月30日止，现有企业执行表1规定的大气污染物排放限值。表1现有企业大气污染物排放限值单位：mg/m3生产过程生产设备颗粒物二氧化硫氮氧化物（以NO2计）氟化物（以总F计）氨矿山开采破碎机及其他通风生产设备30————水泥制造水泥窑及窑磨一体机50200500510(1)烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机50850(2)400(2)——破碎机、磨机、包装机及其它通风生产设备30————散装水泥中转站及水泥制品生产水泥仓及其他通风生产设备30————注：(1)适用于使用含氨还原剂用于烟气脱硝。(2)适用于采用独立热源的烘干设备。（2）自2016年7月1日起，现有企业执行表2规定的大气污染物排放限值。（3）自2013年7月1日起，新建企业执行表2规定的大气污染物排放限值。表2新建企业大气污染物排放限值单位：mg/m3生产过程生产设备颗粒物二氧化硫氮氧化物（以NO2计）氟化物（以总F计）氨矿山开采破碎机及其他通风生产设备20————水泥制造水泥窑及窑磨一体机30100现有400新建320510(1)烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机30600(2)400(2)——破碎机、磨机、包装机及其它通风生产设备20————散装水泥中转站及水泥制品生产水泥仓及其他通风生产设备20————注：(1)适用于使用含氨还原剂用于烟气脱硝。(2)适用于采用独立热源的烘干设备。（4）重点地区企业执行表3规定的大气污染物特别排放限值。执行特别排放限值的时间和地域范围由国务院环境保护行政主管部门或省级人民政府规定。3表3大气污染物特别排放限值单位：mg/m3生产过程生产设备颗粒物二氧化硫氮氧化物（以NO2计）氟化物（以总F计）氨矿山开采破碎机及其他通风生产设备10————水泥制造水泥窑及窑磨一体机205020038(1)烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机20400(2)300(2)——破碎机、磨机、包装机及其它通风生产设备10————散装水泥中转站及水泥制品生产水泥仓及其他通风生产设备10————注：(1)适用于使用含氨还原剂用于烟气脱硝。(2)适用于采用独立热源的烘干设备。2、应对即将颁布的排放新标准的技术探讨2.1、颗粒物治理方面应对技术措施2.1.1、对于新建水泥生产线的技术措施拟颁布的新标准要求，热力设备排放限值为30mg/Nm3，通风设备排放限值20mg/Nm3，为达到新标准排放限值要求，水泥厂只能采用高效袋除尘器和高效电除尘器作为终处理设备。根据新型干法水泥生产工艺情况和袋、电除尘器的各自性能特点，对各除尘设备进行优化选型，下面对各工艺设备的除尘技术措施进行分析。（1）、水泥窑尾及窑尾余热利用系统的除尘技术措施新型干法水泥窑的颗粒物初始浓度约30－80g/m3，根据窑尾含尘废气特性，需要采取“烟气调质（或余热利用）＋袋除尘器或静电除尘器”方案，排放浓度可低于30mg/Nm3，除尘效率大于99.9%。窑尾袋除尘器目前有反吹风型袋除尘器、在线脉冲喷吹袋除尘器和低压长袋脉冲袋除尘器三种类型，由于低压长袋脉冲袋除尘器具有除尘效率高、节约能耗、占地面积小、运行稳定、性能可靠等特点，已成为水泥窑尾除尘的首选类型。国内以合肥院、天津院和河南中材环保为代表的研究制造单位对此做了大量工作，合肥院开发的CDMC型低压长袋脉冲袋除尘器技术获得了多项国家专利授权，先后多次荣获环保部和建材行业的科技进步奖。该系列技术和产品已在国内外水泥厂广泛推广应4用，可为12000t/d及其以下不同规模的水泥生产线窑尾、窑头除尘提供配套，其中，目前水泥行业窑尾单台最大处理风量160万m3/h的CDMC低压长袋脉冲袋除尘器在沙特NCC和NRCC成功运行三年以上。窑尾用低压长袋脉冲袋除尘器滤料可选用P84（聚亚酰胺）滤料、玻纤覆膜滤料、P84玻纤复合毡覆膜滤料，且当选用不同滤料时，选用不同的过滤风速。其中取值建议如下：①、P84滤料，建议克重为550g/m2，建议净过滤风速为≤1.0m/min；②、玻纤覆膜滤料，建议克重为750g/m2，建议净过滤风速为≤1.0m/min；③、P84玻纤复合毡覆膜滤料，建议克重为950g/m2，建议净过滤风速为≤0.9m/min。窑尾可以选用静电除尘器，通常为四级电场以上，主要有BS系列电除尘器或CDPK-E系列电除尘器。（2）、烘干机、烘干磨、煤磨、冷却机的除尘技术措施熟料冷却机（窑头）、烘干机（磨）、煤磨对物料进行冷却或烘干操作，属一般热力过程。对于窑头冷却机除尘，需要采取“烟气调质降温（或余热利用）＋袋除尘器或静电除尘器”方案。袋除尘器通常选用低压长袋脉冲袋除尘器，滤料选用诺梅克斯（Nomex）或诺梅克斯渗膜滤料，建议净过滤风速分别取≤1.0m/min。对于烘干机除尘，可选用在线高压脉喷袋除尘器、气箱脉冲袋除尘器和低压长袋脉冲喷吹袋除尘器，根据烘干物料和含尘废气特性选择合适的耐高温耐腐蚀滤料，如玻纤膨体纱、亚克力（丙烯睛均聚体）、P84（聚亚酰胺）或防油防水涤纶针刺毡滤料，最好选用以上滤料的覆膜滤料。当选用玻纤膨体纱滤料、P84滤料、玻纤覆膜滤料、P84覆膜滤料时，过滤风速建议取值依次分别为：≤0.5m/min、≤1.0m/min、≤1.0m/min、≤1.0m/min。值得提醒的是，在设计选型时建议不再选用以往经常用的反吹风型烘干机袋除尘器，因为其结构特点和清灰方式，很难确保排放浓度能低于30mg/Nm3。对于煤粉制备系统，可采用气箱脉冲煤磨袋除尘器、在线高压脉喷煤磨袋除尘器或低压长袋脉喷防爆袋除尘器，滤料建议选用抗静电涤纶针刺毡覆膜滤料，净过滤风速建议取值为≤1.0m/min。（3）、其他通风生产设备的除尘技术措施水泥厂其它通风生产设备，如矿山开采的破碎机；水泥厂的破碎机、磨机、包装机、储库库顶和库底、输送转运点；散装水泥中转站、水泥制品厂的水泥仓，均属于冷态操作过程。除水泥磨外，一般风量较小、废气性质稳定、易于处理，采用袋除尘是最佳选择。对于处理风量小于10000m3/h的除尘点建议选用单机袋式除尘器，滤料选用普5通涤纶针刺毡滤料或涤纶针刺毡覆膜滤料。脉喷单机袋式除尘器，其具有体积小、设备结构紧凑、工艺布置方便、可动部件少、控制简单、故障率低等特点。对于水泥磨、破碎机、包装机除尘，可选用气箱脉冲袋除尘器或在线高压脉喷袋除尘器，推荐选用气箱脉冲袋除尘器。气箱脉冲袋除尘器是在引进美国Fuler公司袋收尘器技术的基础上研制的，它集分室反吹和喷吹脉冲等收尘器的优点，克服了分室反吹时动能强度不够和喷吹脉冲清灰过滤同时进行的缺点，具有处理风量范围广、能处理高浓度含尘气体、工艺流程简单、清灰动能大、清灰彻底、除尘效率高等突出优点，出口排放可确保20mg/Nm3以下，采用覆膜滤料可实现低于10mg/Nm3。在用于水泥磨等高浓度含尘废气除尘时，选用涤纶针刺毡和涤纶针刺毡覆膜滤料的净过滤风速建议取值分别为≤0.90m/min、≤1.0m/min，其他可根据含尘浓度、除尘器类型、滤料材质等不同选取不同的过滤风速。2.1.2、对于现有企业的技术措施对于现有水泥企业，有一小部分企业和项目，当初在工程设计选型时在环保技术和装备上要求较高，选用了高效的袋、电除尘器，能满足新标准要求，但现有大部分生产企业，特别是早起期兴建的一些水泥厂，由于当时保投控制等原因，往往存在环保投入亏欠，环保设施不完善等问题，再加之早期的排放标准要求较低，所选用的除尘设施也是按照过去的标准设计的产品和方案，因此难以满足目前标准的要求。为了使现有水泥厂满足新的排放标准要求，必须从两个方面加强工作，一是非技术层面，加强管理，树立环保意识。二是技术层面，采用新技术、新材料，对主要排放污染物和主要排放点进行改造治理，使之达到排放要求。水泥生产线的各个环节，可以分为无组织排放粉尘的治理有组织排放粉尘的治理。无组织排放主要是指原燃料堆场堆棚等场所产生的粉尘，粉尘的发生有偶然性和不可控制性，要治理该粉尘，许多厂短期的权宜之计多采用喷水法使之减少扬尘，但该方法不能从根本上解决，且在实际操作中亦不好控制，效果不太理想。因此要彻底解决，采取的主要方法多为对无组织排放加以控制，使之变为有组织排放，然后加以治理，如密闭储存场所，改变工艺取消堆场等方法。水泥厂生产工艺设备排放的粉尘，多为有组织排放，因此对其治理的方法就是采取根据不同的工况选用相应的除尘设施进行治理。其主要难点主要为水泥回转窑窑头窑尾废气的治理。按照拟颁布的新标准要求，自2016年7月1日起，现有企业执行与新建企业同样的排放限值，热力设备排放限值为30mg/Nm3，通风设备排放限值20mg/Nm3。除尘改造技术主要有四种方式：①、“袋改袋”即袋除尘器升级优化改造；②、“电改电”即电除尘器升级优化改造；6③、“电改袋”即电除尘器改造为袋除尘器；④、电改“电－袋”即电除尘器改造为“电－袋”复合除尘器。下面详细介绍。（1）、“袋改袋”技术改造的技术手段如下：1）更换过滤材料对于热力设备用袋除尘器，按照排放限值30mg/Nm3要求，更换方案：①、水泥窑尾用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜、P84和P84纤维复合针刺毡覆膜等滤料；②、水泥窑头用低压长袋脉冲袋除尘器的滤料更换为诺梅克斯（Nomex）或诺梅克斯渗膜滤料；③、烘干机用袋除尘器的滤料更换为玻纤覆膜；④、煤粉袋除尘器滤料更换为抗静电涤纶针刺毡覆膜滤料。对于通风设备用袋除尘器，按照拟定排