水泥工業(yè)中,其成品與半成品主要以粉狀形式存在,并伴有煅燒過程,因此其粉塵排放對(duì)大氣造成的污染很大。水泥生產(chǎn)中產(chǎn)生的細(xì)顆粒和硫化物、氮氧化物都是形成PM2.5的因素,可以說水泥工業(yè)是副產(chǎn)PM2.5的大戶之一。
水泥工業(yè)對(duì)大氣所產(chǎn)生影響的主要污染源是粉塵和廢氣,粉塵主要是由于水泥生產(chǎn)過程中原燃料和水泥成品儲(chǔ)運(yùn),物料的破碎、烘千、粉磨、煅燒等工序產(chǎn)生的廢氣排放或外逸而引起的,其中原、燃料粉磨及煅燒發(fā)生的粉塵排放嚴(yán)重,約占水泥廠粉塵總排放量的70%以上。水泥工業(yè)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣(包括SO2、NOx、CO2、HF等),其中SO2是因燒成系統(tǒng)的燃料含硫燃燒產(chǎn)生的;CO2是由水泥生產(chǎn)中CaCO3分解和煤炭燃燒而產(chǎn)生的;NOx是空氣中的N2在高溫有氧燃燒條件下產(chǎn)生的。根據(jù)我國(guó)每年的水泥總產(chǎn)量推算,我國(guó)目前每年因水泥生產(chǎn)向大氣排放的粉塵量和廢氣量分別為:各類粉塵約1330萬噸;廢氣排放方面,每年向大氣中排放的CO2約2億噸;SO2排放量約100萬噸;NOX排放量1.3~1.6×106立方米。
水泥工業(yè)粉塵排放的控制,主要是通過除塵器的過濾。根據(jù)GB4915-2004標(biāo)準(zhǔn),從2005年1月1日起,新、改擴(kuò)建水泥生產(chǎn)線的粉塵排放濃度就應(yīng)達(dá)到:破碎機(jī)、磨機(jī)、包裝機(jī)等通風(fēng)設(shè)備粉塵排放濃度30mg/m3以下;窯、烘干機(jī)、篦冷機(jī)等熱力設(shè)備排放濃度在50mg/m3以下;從2010年1月1日起現(xiàn)有生產(chǎn)線所有生產(chǎn)設(shè)備的粉塵排放濃度均執(zhí)行上述排放要求,該標(biāo)準(zhǔn)2011年又重新修訂,對(duì)顆粒物的排放嚴(yán)格。袋式除塵器是除塵效率一種除塵方式,也是近年來發(fā)展除塵方式。袋式除塵器可以過濾亞微米級(jí)的粉塵顆粒。袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步為水泥工業(yè)PM2.5粉塵排放控制,提供了技術(shù)手段。
實(shí)驗(yàn)表明,粉塵粒徑分布的變化對(duì)袋式除塵器阻力的影響不大。在穩(wěn)定狀況下,當(dāng)其余條件相同時(shí),保留在濾袋上的粗粉塵比細(xì)粉塵少,粗粉塵的穿透率沒有細(xì)粉塵高。水泥工業(yè)粉塵顆粒的寸范圍很大,涵蓋了從亞微粉塵到易于沉降的毫米級(jí)微粒。對(duì)于電除塵器來說,粉塵的粒徑分布、粉塵比電阻均會(huì)影響其除塵效率。此外,電除塵器的運(yùn)行也有較多的不確定影響因素,比如:高低壓控制設(shè)計(jì)運(yùn)行不佳,振打清灰裝置的運(yùn)行方式不合理等。雖然電除塵器在正常運(yùn)行工況下除塵效率較高,但對(duì)于顆粒物來說,仍有高達(dá)15%的顆粒物會(huì)排入大氣,因此,若按今后控制PM25排放濃度要求,電除塵器在水泥行業(yè)將逐漸被列入淘汰的行列。袋式除塵器是利用機(jī)械式阻攔過濾機(jī)理,融合了重力、篩濾、慣性碰撞、吸附效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)等各種力的綜合效應(yīng),其對(duì)于比濾布空隙小的粉塵微粒同樣可以取得良好的過濾性能。
袋式除塵器使用的關(guān)鍵在清灰,清灰效果很大程度決定著袋式除塵器及整個(gè)系統(tǒng)的成敗,以強(qiáng)力清灰為特征的脈沖袋式除塵器成為設(shè)備。新一代脈沖袋式除塵技術(shù)克服了傳統(tǒng)脈沖除塵的缺點(diǎn),清灰特征突出,使濾袋更長(zhǎng)(6m或更長(zhǎng)),占地面積少,設(shè)備阻力低,清灰所需氣源壓力低,維修工作量小等優(yōu)點(diǎn),弱清灰類袋式除塵器普遍存在阻力過的現(xiàn)象。袋式除塵器的除塵效率提高,排放濃度低于30mg/Nm3已是普遍現(xiàn)象,低于10mg/Nm3也非罕見。