对水泥回转窑监测结果换算问题的探讨

梁小丽

(南宁环境保护监测站,广西南宁 530200)

对水泥回转窑监测结果换算问题的探讨

梁小丽

(南宁环境保护监测站,广西南宁 530200)

根据水泥回转窑的生产工艺及环保处理流程的特点,对水泥回转窑监测结果换算所遇到的问题进行探讨。以 1台设计生产能力为 1200t/d熟料的湿法回转窑监测为例讨论回转窑监测结果换算问题,并提出了对监测结果处理的建议。

水泥回转窑;监测结果;换算;探讨

我国是发展中国家,改革开放以来,经济飞速发展,各项基础建设快速进行,工业、农业、民用等诸多方面对水泥的需求高涨,水泥厂环境污染问题,特别是粉尘污染问题,一直是社会密切关注的问题。水泥回转窑是指旋转煅烧窑 (俗称旋窑),是水泥生产中的主机,俗称水泥工厂的 “心脏”,用来锻烧水泥熟料。水泥回转窑的窑头、窑尾是水泥厂最大的粉尘污染源,窑头、窑尾废气总量约占全厂废气总量的 60%左右。因此,加强对水泥回转窑环境监测显得尤为重要。现就水泥回转窑环境监测结果换算所遇到的问题进行探讨。

1 监测及结果计算

1.1 监测采样

1.1.1 监测项目

粉尘 (颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物。

1.1.2 监测依据

粉尘方法来源于《重量法》 (GB5468-91),二氧化硫方法来源于《定电位电解法》(HJ/T57-2000),氮氧化物方法来源于《定电位电解法》(《空气和废气监测分析方法》第四版国家环保总局 2003年 )。

1.1.3 采样方法

采样仪器、采样点位、采样频次、采样时间、质量保证依照《固定源废气监测技术规范》 (HJ/T397-2007)要求执行,确保监测数据的准确可靠。

在水泥回转窑的窑头、窑尾除尘处理设施后各设 1个监测点位,按照规范要求分别采集 3组样品。

1.2 监测结果计算

1.2.1 污染物排放浓度污染物排放质量浓度按式 (1)进行计算:

式中:ρ′—污染物排放质量浓度,mg/m3;

Vnd—标准状况下采集干排气的体积,L;

m—采样所得污染物的质量,g。

1.2.2 污染物折算排放浓度

(1)在计算回转窑污染物的排放浓度时,应按照《水泥工业大气污染物排放标准》 (GB4915-2004)表 1的要求,将实测的污染物浓度折算为烟气中O2含量 10%状态下的排放浓度,按式 (2)进行折算:

式中:

ρ—折算成过量空气系数为α时的污染物排放质量浓度,mg/m3;

α′—实测过量空气系数;

α—有关排放标准中规定的过量空气系数。

(2)过量空气系数按式 (3)进行计算:

式中:

φ (O2)—排气中氧的体积分数。

由式 (3)得:

当烟气中 O2含量为 10%时:

按照《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2004)表 1规定,水泥回转窑的粉尘(颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物的排放浓度是指烟气中O2含量 10%状态下的排放浓度,即指过量空气系数α为 1.91时的排放浓度。

2 实例分析

2.1 监测概况

以 1台设计生产能力为 1200t/d熟料的湿法水泥回转窑监测为例进行分析,该水泥回转窑的废气处理流程及监测点位见图 1。

由图 1可知,在窑头、窑尾各设 1个监测点位进行采样分析,监测数据见表 1及表 2。

表 1 旋窑尾监测数据

表 2 旋窑头测试结果

2.2 结果计算

2.2.1 旋窑尾

由式 (1)可算出窑尾的实测尘浓度见表 3。

表 3 窑尾实测尘浓度

将粉尘 (颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物的实测排放浓度折算为α =1.91时的排放浓度,由式(3)、 (2)得表 4。

由表 4可知,窑尾折算后的粉尘 (颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物排放浓度与实测浓度相差不大。

2.2.2 旋窑头

由式 (1)可算出窑头的实测尘浓度见表 5。

表 4 窑尾折算浓度 (mg/m3)

表 5 窑头实测尘浓度 (mg/m3)

将粉尘 (颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物的实测排放浓度折算为α=1.91时的排放浓度。

由式 (3)得表 6,由式 (2)得表 7。

表 6 窑头空气系数

表 7 窑头折算浓度 (mg/m3)

由表 7可知,窑头折算后的粉尘 (颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物排放浓度比实测浓度增大了约31倍。

3 讨论

3.1 分析

由回转窑的废气处理流程可知,从窑尾出来的废气,在预热塔与生料进行热交换后,进入除尘设施处理后排放,整个过程不需要鼓入空气进行冷却。而从窑头出来的熟料温度很高,大约达到1000℃左右,工艺上需要鼓入大量的空气进行冷却,不然会对静电除尘器和后续生产带来不利影响。鼓入的大量空气造成窑头的含氧量过高,无法将颗粒物、二氧化硫、氮氧化物浓度换算成烟气中O2含量 10%状态下的排放浓度。3.2 对监测结果的处理

由于在《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2004)中没有明确指出窑头、窑尾的换算情况,在监测结果的处理中,对窑尾可按照标准的要求换算到 O2含量 10%状态下的排放浓度。但对窑头,应根据实际的废气处理过程做出分析,对工艺上要求鼓入大量空气冷却的回转窑,建议在监测结果中应以实测的浓度作为排放的评价标准,但要在监测报告中详细说明窑头不换算的原因。

Discussion on Conversion of Monitoring Data of Cement Rotary Kiln

L IANG Xiao-li
(Nanning Environmental Monitoring Station,Nanning Guangxi 530200 China)

The conversion problems of monitoring data of cement rotary kiln are discussed based on the characteristics of production process of cement rotary kiln and pollution treatment process.The measures on solving the conversion problems of monitoring data are pointed out by areal monitoring data of cement rotary kiln with production ability of 1200t/d.

cement rotary kiln;monitoring results;conversion;discussion

X83

A

1673-9655(2010)01-0102-03

2009-07-24