简论水泥行业清洁生产及其技术

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:张华鹏
[导读] 摘要:当前,水泥行业生产技术不断更新,节约资源能源、保护生态环境、拓展循环经济已经成为了水泥产业可持续发展的极为重要的核心。
        天津市鼎盛鑫环境科技有限公司  天津  301700
        摘要:当前,水泥行业生产技术不断更新,节约资源能源、保护生态环境、拓展循环经济已经成为了水泥产业可持续发展的极为重要的核心。《中华人民共和国清洁生产促进法》、《中华人民共和国环境保护法》等相关法律已经明确指出,为了保障城市生态环境,生产部门应该结合水泥的清洁生产评价指标,对污染物排放限值、产品品质要求进行等量考核,对尚未达到清洁生产技术水平的企业进行污染二次改造,加速制定并落实《水泥工业清洁生产技术与装备导向目标》,进一步提高水泥行业的清洁生产要求,以此来改善水泥生产过程中带来的弊端。
        关键词:水泥行业;清洁生产;技术
        引言
        《水泥行业清洁生产评价指标体系》(国家发展和改革委员会、环境保护部同工业和信息化部于2014年联合发布)已发布,国家对水泥行业清洁生产水平的要求愈趋严格,清洁生产远不止提高污染物排放标准、减少污染物排放那样简单,其涵盖资源和能源利用、资源重复利用以及清洁生产管理等诸多方面。
        1我国水泥行业生产现状
        水泥是重要的建材原料,不论是城市基建,还是大型道路、水利、桥梁等工程的建设都与水泥息息相关,国民经济的建设与发展离不开这一基础原材料。水泥工业是我国经济建设的支柱产业和基础产业,它的发展直接制约着我国社会经济的发展水平。水泥行业的发展也是我国社会经济发展的一个重要风向标,随着社会的进步,经济的发展,水泥在国民经济建设中的地位越来越重要。在水泥生产过程中,不但要消耗大量的能源和物资,而且会产生大量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物,虽然目前的水泥工艺已采用成熟的收尘设施,但是仍有一定量的废弃物排放到空气中,对环境造成一定的污染。目前,我国水泥行业仍是以粗放的管理模式为主,水泥企业的污染物减排仍以末端治理为主。
        2水泥行业清洁生产技术
        2.1污染源削减技术
        2.1.1合理用风
        关于水泥厂窑煅烧系统和磨通风系统用风量,我国通常是以经验来进行计算的,导致会有较大的风量储备,在风能源用量上造成了一定程度的浪费。为了实现准确用风量,减少废气量,在设计较大风量的通风系统时应进行“风洞”模拟实验。另外,部分水泥厂通过调节排风机闸门或者通过串级调速来实现风量多少的控制,但这两种方法都存在一定的弊端,即闸门调节风量会损耗风机压头,同时还会造成能量浪费。串级调速无法实现无级连续调节风速风量,从而造成风量难以调节,增大废气量。为了实现用风量的准确连续调节,建议水泥厂窑煅烧和粉磨等系统的排风机应尽量采用变频无级调速技术,以实现废气量的减少。
        2.1.2从工艺与操作中削减
        就清洁生产技术来说,其与生产工艺系统、工艺参数、控制操作等都是密不可分的,为了降低粉尘污染量,则需要对工艺技术进行不断改进和优化。为了实现上述目的,可从以下几方面入手:第一,在必要的高落差放料处应用“软着陆”,或者在输送、提升粉料的转落处采用一定方法降低落差,从而实现扬尘量的大幅度减降;第二,加强工艺系统的密封,使得水泥厂产尘点扬尘量减少;第三,改善回转窑筒体、烘干机筒体两端动态连接处,提高其密封性,减少漏风、跑灰、物料流失等现象发生;第四,优化窑前工艺、实现均匀煅烧,搞好生料均化等窑前工艺、实现均匀煅烧,并采用闭门烧窑方式,进行浅暗火操作,从而实现产尘浓度和废气量的大幅度减降。
        2.1.3清洁燃烧
        除了有效预防粉尘污染,还应通过清洁燃烧来降低SO2、NOX、氟化物等污染物的产生,从而减少大气环境的污染。具体来说,SO2排放的控制可采用新型干法窑技术,该技术的装备先进,除尘设施齐备,能够提高吸硫的效率。

通过燃烧中、低硫煤等清洁燃料,一般SO2的排放量都能达标;NOx的控制主要采用新型干法窑技术,并注重降低火焰的峰值温度,尽量降低一次风用量,采用脱氮型分解炉三方面的有效控制,从而有效控制和降低NOx的生成。
        2.2提高资源效率技术
        2.2.1废弃物利用
        水泥窑能够有效处理工业废渣,不仅可以降低生产成本,还能减轻其他企业固废处理压力,实现资源综合利用。例如,水泥成分中主要有硅、铝、铁、钙、镁等元素,工业废渣中的硅、铝、钙、氧化镁可以满足于水泥制造原料的成分需求,其他的有害物质经过水泥回转窑1400℃的高温煅烧后,可固化于水泥熟料中,对水泥质量没有影响。在水泥生产过程中,还有大量的高温废气产生,有效利用这些废气,不仅能够保护环境,还能降低生产成本,比如,可以将篦冷机废气用于原燃材料的烘干,窑头窑尾废气用于余热发电。
        2.2.2原辅材料及能源替代
        原辅材料及能源替代,是考虑降低生产的物耗和煤耗。比如,石灰石矿山在开采的过程中,会产生很多的剥离土,可以将这部分剥离土用来替代部分粘土,降低生产成本。煤耗是水泥厂最大的耗能环节,占到整个水泥厂综合能耗的80%以上,降低煤耗,就能降低生产成本。
        2.2.3余热回收利用
        为了提高资源的利用效率,应实施窑头、窑尾余热回收。该过程的实现主要包括:分别加设余热回收装置于窑头、窑尾,在满足水泥生产工艺要求,保障煤磨和原料磨烘干所需的热量的前提下,通过余热锅炉回收生产蒸汽将剩余的热量用于纯中低温余热发电。
        2.3环境负荷削减技术
        为了削减环境负荷,可以选择合适的材料或组合来代替水泥生产的原、燃料,比如选用煤矸石、粉煤灰替代粘土配料,不仅节约了石灰石和粘土资源,还会降低水泥成本。当采用新型干法水泥窑进行水泥生产时,可采用低热值、低挥发分的燃料,不仅可以节约优质燃料、降低成本,还满足了削减环境负荷的要求。此外,还可以采用超细粉磨技术利用工业废渣,如利用超细粉磨技术生产矿渣、粉煤灰微粉,并将这些材料直接做成混凝土掺合料,在节约煤炭、石灰石能源的同时,还能减少CO2和NOx等气体的排放。
        2.4提高效能技术
        在市场经济的背景下,各行业中企业都面临着市场竞争、技术更新等挑战,水泥行业也不例外。因此,提高效能是保障经济和环境双赢的重要途径,也是实现清洁生产的重要技术手段之一。就提高效能技术来说,主要包括以下几方面:第一,开发水泥熟料沸腾煅烧技术,采用水泥熟料沸腾煅烧技术的流沸窑是经济实用的清洁生产型设备,同时在流沸窑技术的基础上,可对中空窑、机立窑等水泥窑系统进行改造,从而提高这些水泥窑的生产水平和效能,从而实现真正的清洁生产;第二,对新型干法窑烧成系统工艺技术和装备水平进行优化,对新型干法窑烧成系统进行完善,即对预热器旋风筒、换热管道结构的优化,达到高效低阻的目的。
        结语
        综上所述,当前,顺应时代发展的潮流,改进水泥产品制造技术、满足节能减排的实际需求、提倡清洁生产已经成为了水泥行业的重中之重。为此,相关行业工作者应该结合水泥行业的生产特点,在现有基础上,进一步优化相关技术,从源头上防止生产污染,最大限度的降低资源成本,以此建立科学的水泥清洁燃烧模型。同时积极优化水泥生产防控体系,确保水泥企业的清洁生产符合相关环保要求、行业标准和设施技术规范,开辟一条健康、低碳、环保的水泥清洁生产技术道路。
        参考文献:
        [1]韩磊.水泥清洁生产现状及技术发展趋势[J].江西建材,2014(08):10.
        [2]缑建坤,宋成立.水泥工业中的清洁生产技术及其应用概况[J].水泥工程,2012(05):73-75,78.
        [3]卢声超.简论水泥行业清洁生产及其技术[J].水泥工程,2006(02):70-75,80.
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