水泥厂回转窑脱硝技术的工艺探讨

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年9期   作者:罗佳敏
[导读] 保护自然生态环境是当前我国关注的重点。近些年来,酸雨
        罗佳敏  
        45212319881002****  广西壮族自治区平南县  537300
        摘要:保护自然生态环境是当前我国关注的重点。近些年来,酸雨、雾霾以及光污染这些自然现象发生得更加频繁,恶劣的天气对人们的身体健康产生了很大程度的影响。我国最先对建筑材料行业进行整治工作,混凝土厂脱销技术就成为了关注的焦点,分析现有的脱销放法并且解决其中能够对环境造成的影响的因素,再根据其污染原理进行反制工作。
        关键词:混凝土厂;脱销技术;环境污染
一、引言
        水泥厂建筑,是我国水泥最开始制造水泥的地方,我国的水泥在早期是用立窑生产出来的,立窑,是一种立式水泥窑。窑筒体是立置不转动,筒体中的水泥是通过一种间歇操作的方法被制作出来的。1880年代,立窑的造型发生了改变,从立式水泥窟变成了阶梯式立窟。上世纪初,开始出现了沿用到现代的一种圆筒式建筑,回转窑是在十九世纪八十年代出现的,它的出现可以说颠覆了水泥生产行业,从这个时候开始水泥的制造变得相较于之前简单得多。回转窑的最主要特性就是内部耐热水平非常高,所以到现在为止依然算是水泥产业的重要热工工具之一,这对当时的水泥产业的工厂改变起决定性作用。二十世纪五十年出现了新式窑,悬浮预热器窑横空出世并且在德国大范围普及开来。水泥产业的发展一直没有停下,二十世纪初分解炉窑又被推出,这次的窑室由日本专业人士进行设计建造的,分解炉窑的特点就是窑体本身比较短,所以设计者可以将这种炉窑叠加很多层一同使用,很大程度上提高了生产效率。随着水泥产业不断发展,产业建筑也发生了翻天覆地的变化,由最开始的小作坊形式变成了大厂房,在由大厂房变为了后来的均化堆棚,最新的建筑风格是一种被称作为联合储库或大直径圆筒库的建筑风格。唐山细棉土厂是我国历史上最先创立的水泥加共厂,它是在19世纪八十年代中期被批准创立的,而后随着水泥产业的发展最终在二十世纪初期更名为启新洋灰公司并且一直沿用至今。我国在上世纪五十年代后期,才开始着手来进行研发水泥行业需要用到的机械设备,在此之前都是引用国外进口产品。通过不断努力我国水泥行业终于在二十世纪七十年待后期成功研发出我国第一款自研烧油的窑外分解炉窑,于隔年正式搭建起这种自己研发出来的炉窑。虽然经过了漫长的发展变化,但是我国目前所存在的水泥生产建筑仍然有相当一部分采取的是中立窑生产方式。石灰石是水泥生产作业中不可缺少的原材料之一,因为生产水泥的过程中都会存在损耗,所以一般实际产出的水泥要比预先投放的石灰石的少掉大概四分之一左右,石灰石的挖掘工作和运输工作也会产生非常大的能源消耗,所以我国的水泥制造场地通常都会将厂房安置在石灰石挖掘场地附近来减小不必要的成本,后来随着航路于公路被建成,水泥行业的运输成本就逐渐减少,所以使得水泥生产建筑能够开始逐渐远离石灰石挖掘场地,向人口聚集区域逐渐靠拢。众所周知,石灰石在被制成水泥的整个操作流程中会产生大量的有害物质,这些有害物质被工厂排放到周边的自然生态环境中造成了污染环境,又因为这些水泥制造建筑距离人口聚集区域越来越近,所以一定要注重保护我国的自然环境,通过合理的安排水泥生产技术和方案,可以保持我国长久发展。
二、水泥厂脱销的技术分类
        现阶段我国对于空气质量的监控十分重视,通过检测结果可以看出,空气中的氮氧化物比例增加势头非常猛。氮氧化物是具有高活性和高氧化性的物质,它能够对我们的自然生态环境系统造成严重损害,酸雨次数的增多就是一个典型的案例,这些物质被排放到土地中会改变土地的元素组成,进而破坏其中的生态平衡造成土壤污染,当它们进入水中后会与水中的其它环境产生作用造成水资源污染问题。以上种种现象都说明了,我国的自然生态环境急需得到保护,所以在工业生产中通过合理的方法有效减少氮氧化物的产生和排放就成为了行业关注焦点,生产过程中的水泥厂回转窑脱销技术就自然而然被提上桌面。[1]
        我们现有的脱硝技术油很多种,每一种的特点都不一样,同时都能够造成不同的影响,所以在选择上要慎重使用。该我国最先发现的是烟气脱销技术,该种技术的本质其实就是通过将氨防止在生产过程产生的有害气体排放通道中与其中的物质反应,在排放前对其进行控制,来减少有害物质的排放量,原理是利用了氨随具有的还原剂特性,具体操作是将所要排放的有害物质与氨通入同一个反应器皿中进行化学脱销,然后再排放出去,所需要的其实就是在生产通道和排放通道之间增加反应区域。

首先,将排放通道中的有害物质引入反映器皿,随后从另一个管道中将氨通过某种特定方式加入近来,利用它们化学反应生成氮气和水来实现脱销的目的。[2]该种方法是一种脱硝效率比较高的方式,通常使用该方法能够减少九成左右的污染物排放量。但是该方式也是存在某些问题的,利用氨与所要排放的有害物质进行反应是要在一个被称作分解炉的反应器皿中进行的,在这个过程中需要水泥制造产业建筑搭建额外的反应装置,同时还要额外改变原本的通道建造方式并增加很多新设备来实现,除了这些硬性要求之外,该种脱硝技术还会用到反应所要求的催化剂,这样会使得整个水泥制造生产系统变得更难以稳定运行,经常会因为各种各样的问题而减少生产效率,所以有很多水泥厂都不太愿意额外花费更多的金钱和精力去使用这种方法。故许多新方法就应运而生,在实际水泥生产制造过程中选用合理的脱销技术有助于帮助实际工作的展开。
1.1 在水泥生产过程中使用低NOx燃烧器
        就行业现状而言,将低NOx燃烧器加入进水泥生产过程是一件很不明智的选择,因为这种技术会因为窑工做情况而产生很大的不稳定因素,所以这种技术会要求再复合一些特定的烟气脱硝技术,最终实现脱销工作高质量进行,前文也对烟气脱销技术作了简单介绍,所以能够得知这种技术的应用不是那么容易。
1.2 在水泥生产过程中择性催化还原SCR法
        我国曾经宣传最多的水泥脱销方式就是SCR法,SCR法是指:利用NOx在高温下会自动还原为N2的特点,将水泥生产制作过程产生的有害物质集中再一个高温环境中并添加催化剂进行特殊处理,来实现水泥生产制作过程的脱销目标。使用这种方法可以实现高效率脱氮,并且与前面的技术要求相对较低所以会被推荐。[3]但是随着该方法不断使用,人们朱见发现了一些问题,SCR法会对其反应温度区间以及污染物中粉尘的含量进行特殊要求,由于这个原因所以该方法它很少用于水泥生产线。主要原因为:
(1)SCR法的首要要求的温度通常要保持300°到400°,而普通窑因为发热系统的原因不能够将排放出来的污染物的烟气温度控制在这个范围内,所以在实际应用中很难进行,除非使用特别的方法来保持这个温度要求;
(2)SCR法在解决完问题之后,还有催化剂方面的要求,该技术要求使用昂贵的金属催化剂,并且这种催化剂是不能够长期使用的,大概每三个月就需要更新一次,所以投入无形增加;
(3)水泥生产制作的窑所产生的烟气中含有除过NOx以外的物质,这些物质同样会在实际的热反应中与催化剂反应,它们会产生不必要的有毒气体和有害物质;
(4)SCR法本身反应过程就会产出非常多的气体杂质,这样会造成水泥生产制作的窑的气压过大,会对窑的使用寿命造成严重威胁;
(5)SCR法需要在原有的水泥生产制作设备周围搭建一些额外的设施,但是工厂内本来就地方小,没有足够可利用的实际场地。
1.3 在水泥生产过程中分级燃烧技术
        空气分级燃烧技术也是近些年才提出来的,该技术的其实也可以归类于低NOx燃烧技术的范畴内。该项技术所以来的理论是:通过把水泥生产制作所产生的气体进行以特定方式进行分区燃烧,将其分为还原区、燃尽区两个区块,该技术要求在一区也就是还原区内进行燃烧时,要保证该分区内的空气溢出率低于1,在该燃烧区域内,首先要制造出一个无氧环境来给燃烧做基础,然后用特定的方法来降低其导热燃烧速率,进而使得在这种环境下能够有效控制热氮氧化物的出现。在缺氧燃烧的条件下,一区会产出一些其它物质例如一氧化碳、甲烷、氢气、HCN等等还原剂,这些在缺氧燃烧环境下产出的物质将被传输到二区中。在二区这里,将这些物质与NOx进行充分燃烧,这种反应会组织氮氧化物的产生,在二区燃尽区这里将会通入氧气,使得这个区域成为富氧区域,得以能够将所有的物质充分燃烧,在这个过程中所存在的气体规模是非常庞大的,在这种环境下会有一部分物质被氧化从而形成NOx不过在操作者的正确温控下,会使得NOx产出量大大限制住。该技术主要的劣势是:脱硝效率比较低,一次大概可以处理掉40%以下的产物,投入与回报不是很能持平,故将这种技术跟之前提到的SNCR方法一块应用在实际操作中,往往能够获得不错的收益。
结论:我国的水泥厂脱销技术还在不断进步中,坚持本国创新是能够长远发展的保障。随着自然生态环境保护的概念深入人心,人们都逐渐重视起环境保护工作,水泥厂作为基础产业应当起到带头模范作用,采用最佳的方式来实现脱硝。
参考文献:
[1]毛志伟,杨如顺,甘昊.(2012).水泥窑脱硝工艺技术的探讨.中国水泥,58-61.doi:CNKI:SUN:ZJZB.0.2012-05-019.
[2]李军;.水泥窑脱硝工艺的探讨[J].四川水泥,2018:10.
[3]姜伟平,卢锡凡,周黎,徐媛媛.水泥行业脱硝现状和工艺技术的探讨[J].广东化工,2013:92-93.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: