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水泥窑尾废气超低排放的技术探讨

北极星环保网来源:节能减排 王作杰2019/7/19 8:56:45我要投稿

北极星环保网讯: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GB13223-2011《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。

GB13223-2011《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1GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定的燃煤锅炉超低排放值

QQ截图20190719084709.jpg

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,主要是煤电锅炉运行中,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)。系统运行效果良好,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GB4915-2013《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,特别是窑头、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规定执行。虽然地方政府的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行效果不稳定,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、二恶英等本文不加讨论,只对水泥前三项主要污染物的“超低排放”值提出讨论指标。

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讨论值和目标值两组数字。

表2水泥超低排放的讨论值和目标值

QQ截图20190719084655.jpg

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“讨论值”。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。

QQ截图20190719084643.jpg

图1三风机系统

QQ截图20190719084629.jpg

图2两风机系统

延伸阅读:

水泥窑烟气脱硝工程技术改造

水泥行业脱硝现状和工艺技术的探讨

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