水泥企业排放烟气中有害气体的污染与治理

王庆华

（山东华天盛达环保装备有限公司， 山东 聊城 252000）

1 水泥企业排放气体污染物情况的背景研究

1. 二氧化硫。该有害气体排放的多少主要是由燃料中的硫含量所决定的，而且不同的生产工艺方法也会排放出这类的有害气体。因近期水泥企业重新新建立的水泥生产工艺和生产线，基本上已经实施新型干法预分解窑生产工艺。基于此，二氧化硫的排放标准不用采用脱硫技术即可达标（使用高硫燃料除外）[1]。

2. 氮氧化物。由于水泥企业的水泥生产线上的烧结温度过高，过剩空气量大，会有很多氮氧化物，而NO2 是其中主要成分。目前，绝大多数的水泥企业针对对氮氧化物气体的排放还并未有真正有效的技术措施。具体控制该类气体主要侧重点是在水泥生产工艺设计这方面，要选用合理的燃烧器等设备。

3. 氟化物。针对一般性的水泥企业来说, 生产线上的烟气产生的氟化物主要来源于燃煤等燃料，正常情况下含量并不高，但要是立窑来说，在生产过程中排放的气体会有很高成分的复合矿物剂、故氟、硫化物，而且这些根本不能有效地治理。

2 水泥企业排放烟气中有害气体的治理原理

2.1 酸碱中和反应的化学方法

So2是属于无色，刺激性强，易溶于水的一种常见的酸酐。而氮氧化物中的NO2呈现的是红棕色气味气体，具有酸酐共性。而氟化物则是无色、高度刺激性的气体，易溶于水。HF分解成氢氟酸，其中 SiF4则会分解成氟硅酸。这些有毒气体除去可溶性与微可溶性的区别之外，它们的共同点都包含着气味和酸酐。基于此，可以用碱性水和酸酐中和反应的方法来综合化治理[2]。

2.2 活性炭吸附的物理方法

1. 二氧化硫是一种属于易被活性炭吸收的气体。当所排放的气体还夹杂着氧气和水蒸气时, 可以用活性炭，这样不仅能够有物理吸附的功能，而且还有化学吸附的功能。

2. 活性炭也能够对氮氧化物有着很好吸附能力，它不仅能够吸附NO2，还能够把氮氧化物相关的NO和 NO2转化成N2。

3. 活性炭不能够有效地吸附氟化物，然而在实际排放有毒气体过程中，那些带水汽的HF和 SiF4的混合废气就可以运用活性炭吸附。根据一些资料说明，假设混合废气中氟浓度的范围在161.0～180.2 g/m时, 传质系数要控制在387 m/h内。混合废气的正常吸附速度相对于纯 SiF4的吸附速度要高一半。所以混合废气融入HF会更好地吸附含氟废气。

3 水泥企业排放烟气中有害气体的处理方案

3.1 除尘脱硫的工艺

1. 文丘里洗涤主要涉及到渐缩管、喉管和扩管这三部分。水泥企业所排放的毒气体是由渐缩管进入，液体以2.5～3.0 kg/cm2 压力由喉管进入。气液的压力范围是在0.7 L/m3左右，气体进入喉管后，一般情况下流速范围是控制在30～50 m/s，这就能够让喉管的液体转换成细小的液滴，然后粒子与液滴碰撞，增加粒子的有效尺寸。

为进一步加强食品安全工作，我国设立国务院食品安全委员会办公室，作为国务院食品安全委员会的办事机构，组织拟订国家食品安全规划，并协调推进实施。

2. 旋风水膜除尘是属于一种操作可靠、维修不复杂的常规除尘排气方式。含尘气体从文丘里管进入气缸体后，沿气缸壁螺旋下降。在离心力的影响下，含尘气体中的粉尘颗粒会被甩到气缸壁上。从上到下，水膜粉尘颗粒在气缸内壁产生。

3. 一般来说，含烟尘的有毒气体，在由风机吸入后，会直接渗透进滤网除尘区，滤网除尘是可以运用一层滤网除去液滴，能够真正提高效率，一般可以除去约1mm的液滴。而网孔的形式是3mm×3mm双层叠加，一般还能够除去酸雾，而且效率极高，但是尘颗粒往一般情况下都会堵塞网孔，这样就能够保证除尘和防堵塞的双重效果[3]。

4. 水喷雾作为最简单的洗涤方法，正常情况下不会作为单独除尘使用，气体需要除尘和其他有害气体时，采用这个方法证实是切实可行的。它能够保证过滤器与除尘结合起来，喷射形式呈现的是逆流，粉尘气体一般情况下是通过滤网向上进入喷雾区。喷嘴的方向是由上至下反向喷射。

5. 旋流板脱水是属于喷雾塔板，一般只限定用于脱水效率高于90%。塔板的形状像一个固定的风车叶片。气体从筒体下部进入，液滴随着气流由旋流板抛向气缸壁上，聚集落下。

6. 水气分离器是该装置的二级脱水机。除尘和一级脱水后，烟气能够进入螺旋脱水分离器再次脱水。水和气体分离后，气体在气缸和中心管之间向下旋转。当气体到达中心管底部时，由排风机抽送，向上流入中心管，进入活性炭吸附区。

3.2 脱氮氧化物工艺

1.反应剂的接收与储存

一般选用的吸收剂不仅可以用液氨，也能够用氨水。液氨正常来常温常压下是气态，因此运输和储存有着很高的安全要求，必须要求用符合规定的压力容器。而氨水则一般选用的是一定规格的水溶液。在控制氨水浓度的同时，还可以保证其储存空间。具体来说液氨和氨水都必须要用到蒸发器，从而将两者以气体的形式渗透进炉膛。、

2. 吸收剂的的相关计量与稀释

DWP的设计要求是要配备两台多级不锈钢的离心泵，双联过滤器等。供反应器稀释后要保证过滤后的水中悬浮物要控制在50mg/L之内。

3. 反应剂的渗透策略

IZM模块主要考量的是渗透的反应剂浓度和流量。尿素喷入锅炉前必须要运用EWP模块的过滤水把一定比例的尿素溶液稀释。要保证每个IZM模板都涵盖着化学计量泵、台水泵、控制阀等。

4. 反应剂的具体分配和喷入位置

混匀后的尿素稀释后要从原先的IZM模块传送至周边锅炉的其他模块上。而每个周边模块主要是由流量计、平衡阀、自动控制系统的调节器组合构成。

5. 反应剂与烟气的混合

喷射器一般分为墙式和枪式。墙式喷射器一般要求的是在指定部位加上锅炉内墙，要保证每个喷射位置都设定喷嘴。墙式喷嘴主要应用于短程喷射，要求的是保证反应剂与烟气的按一定比例混合进中小型锅炉或是 SNCR系统内。而枪式喷射器是由细管和喷嘴构成，要把炉墙渗透进烟流中。喷枪主要是应用于很难区分烟气与反应剂的复杂混合的SNCR系统或是大量或超大量熔炉。

4 结束语

综上所述，随着人类对生活环境要求的不断提高，在处理排放气体过程中要重点控制硫、氮、氟等气体。而除尘脱硫装置是属于一项很成熟的技术，可以有效控制水泥企业在生产过程中所排放的有害气体，从而进一步改善环境污染。而且投资资金会很低，操作也不负责，整体运行安全可靠，维护成本极低。与此同时，在处理固体和气体废物的过程中，没有二次污染，回收的粉尘和废水可以保证循环再利用，这样水泥企业在能够有经济效益的同时，还能够有很明显的社会效益。