水泥工业大气污染物及防治技术

贾福强

江苏科行环保科技有限公司

1 前言

水泥工业制造发展的过程中，由于不注重环境保护，导致生产过程中产生了大量的大气污染物，这些污染物严重地破坏了生态环境，极其不利于构建良性的企业生产循环。为了减少污染物的排放，我国制定了相应的污染物排放标准，在污染物排放标准的引导下，企业可以利用相应的防治技术实现污染物的稀释、收集、运用，不仅满足了污染物的排放标准，还实现了污染物的合理运用，达到了节能减排，提高企业生产效能的目的。

2 水泥工业大气污染物及排放标准

随着城市化进程的加快，建筑行业呈蓬勃发展的趋势，水泥作为建筑行业的主要应用材料，具有较大的市场需求，在这种情况下，水泥工业得到了快速的发展，但是在发展的过程中，注重生产效益，忽视环境保护，而且由于我国水泥企业多以中小企业为主，规模小，设施设备不完善，加之以生产为主要的发展导向，导致环保设施设备配备不齐全，环境污染物排放出现了不达标的现象。水泥生产过程中产生的主要污染物有氟化物、颗粒物、Hg、NH3、SO2等大气环境污染物，此外还包括有机物、重金属等污染物，在对这些污染物的处理中主要根据污染物排放浓度、危害程度、污染物排放数量等来制定相应的排放标准，以保证防治技术的高效运用[1]。主要的排放标准有以下几项；第一，根据环境质量来制定排放标准，主要包括排气筒高度设置标准、最高大气污染物排放速率标准、污染物排放总量标准等；第二，根据污染物控制技术制定排放标准，主要包括污染物削减率标准、污染物排放浓度标准、单位产品排放量标准等；第三，根据排放产生的感官效应制定标准，主要包括排放臭气的标准、排放气体颜色深度标准等。这些指标是进行水泥工业大气污染物治理的基础，防治技术的运用也应以相应的大气污染物排放指标为基础，才能达到预期的大气污染物治理效果。

3 水泥工业大气污染物防治技术

3.1 从根源采取措施，减少污染物的排放

我国水泥工业发展体系存在不合理的现象，主要以中小企业发展为主，这些企业不仅没有健全的生产规划，而且生产技术落后，导致出现污染物排放超标的现象，鉴于此应优化水泥工业产能结构，取缔一些生产经营方式落后的企业，并根据水泥产能供应现状来兼并一些水泥生产企业，以此实现资源优化配置，减少超量生产。相关资料显示，我国水泥熟料企业分散，产量主要集中率为55%左右，这一现象的出现导致水泥企业之间竞争压力大，如果不进行针对性的优化和整合，不仅不利于实现资源的优化配置，还会产生恶性的竞争，产生生产能耗现象，极其不利于污染物的排放管理。其次在水泥生产中，大气污染物产生的根源是燃料的不合理的利用。比如烟煤、不清洁液体原料的使用会产生颗粒污染物、SO2等污染物，鉴于此应制定可行性的燃料改革，一方面利用混合材料的特性来减少水泥搅拌、磨制中产生的污染物[2]。另一方面充分利用水泥生产过程产生的废弃物，将其作为水泥生产燃烧原料，比如化工渣、燃料渣等废弃渣的运用，将其用于水泥燃料中，以此减少污染物的排放。

3.2 采用防治技术，控制污染物的产生

3.2.1 碳排放污染物控制CCUS技术

水泥工业生产中会产生大量的二氧化碳废弃物，浓度较低的二氧化碳不会对大气环境造成污染，但是一旦超标，吸入人体器官内，就会产生二氧化碳中毒现象，加之和水泥生产过程中其他粉尘物质的融合，比如锰、铝等物质，就会产生爆炸，极其不利于安全生产。这种情况需要对水泥生产过程中产生的二氧化碳进行浓度稀释、污染物提纯处理，CCUS技术中包括封存技术、碳捕集技术，可以对水泥生产过程中产生的二氧化碳进行浓度稀释、提纯处理，并通过处理实现二氧化碳物质的高效运用，从而解决了污染物排放的问题。相对于传统的CCUS二氧化碳处理技术而言，新型的CCUS处理技术实现了技术的升级，不仅仅局限于二氧化碳技术的封存处理，还实现了二氧化碳的高效运用，达到了能源节省的目的。正是由于该技术具有节能减排的双重效应，所以该技术受到国际社会的关注，在未来将着重于新型水泥工艺中，还会扩大应用范围，为实现大气污染物的高效处理提供了有利条件。

3.2.2 余热利用治理技术

余热利用治理技术也是一种二氧化碳排放控制技术，在水泥生产过程中，往往会产生大量的余热现象，这些余热对于水泥生产没有实质性作用，但是会产生大量的二氧化碳气体排放，导致大气二氧化碳污染物增多，而余热利用治理技术不仅有效地抑制了二氧化碳气体的排放，而且还对余热进行了充分的利用，促进经济效能的提升，目前余热利用治理技术主要包括余热发电技术、窑筒体热量排放技术、废气循环利用技术等，这些技术的使用不仅抑制了二氧化碳的排放，而且还实现了能量转化，为经济效益的提升创造了有利条件。为了实现对水泥生产过程余热的充分运用，将水泥产生的热量进行了明细划分，主要分为高温、中低温、低温三个阶段，根据三个阶段中的温度状况来进行治理技术的使用，一般情况下高温和中低温度主要用于发电，低温进行废弃物处理，以此减少能源消耗，达到节能、减排的目的。

3.2.3 SO2减排控制理技术

水泥生产过程中，如果采用的原料、燃料不达标，纯净度不高，就会产生SO2大气环境污染物，因此减少SO2污染物的排放最有效地措施是选择含有SO2污染物较少的，或者添加剂较少的原料和燃料，以此从根源上减少SO2污染物的排放，但是由于水泥行业的原料来源单一，定向化很强，所以可以进行甄选、选择的原料、燃料并不多，因此想从根源上来进行SO2大气污染物的治理难度较大。其次从水泥的生产加工过程来看，在生产加工过程中不会产生SO2大气污染物，SO2污染物的产生主要源于CaO，由于CaO的化学属性，导致硫化物质的吸收能力较强，因此一旦原料和燃料中含有硫化物质，就会充分的吸收，导致硫化物质浓度较高，产生大气污染排放物超标的现象，针对此可以采用喷雾干燥、湿式洗涤器等脱硫技术，来对产生的SO2大气污染物进行脱硫处理，以此减少污染物中的硫化物质，满足污染物排放标准[3]。

3.2.4 颗粒物减排控制技术

颗粒污染物是水泥工业中最主要的污染物，对于颗粒污染物的处理方式主要采用物理技术处理方法，其中除尘设备具有简单、高效的特点，对颗粒污染物的处理具有重要的作用。但是除尘器的选择至关重要，优良的除尘设备能够达到事半功倍的效果。比如袋式除尘器成本费用高，不适用吸湿性、黏结性的粉尘处理，但是结构简单，使用灵活；电除尘器的配备要求高，安装难度大，但是具有自动化水平高、能耗低等特点，总之不同的除尘设备具有不同的使用特点和优势，需要根据企业的应用需求来选择，但是随着技术的不断升级，颗粒物减排控制技术设备也不断地优化，将电除尘器设备和袋式除尘器设备的优势有效地结合，实现了“电袋符合”“电改袋”的颗粒物除尘设备，这些设备的出现不仅提高了颗粒物的处理效率，还降低了能源消耗，对实现大气污染物的科学治理具有重要的意义。

3.2.5 NOX减排控制技术

大量的NOX物质存在于大气中，会造成大气污染浓度增加，给大气污染带来严重的问题，鉴于此应革新水泥回转窑工艺水平，摒弃传统的回转窑技术，运用先进的生产技术设计来进行水泥制造生产，主要的技术有末端处理、工艺控制处理技术，其中末端处理技术主要指的是SNCR-SCR复合技术、选择性催化及非催化还原技术等，为了实现水泥生产过程中的NOX排放的有效控制，环保对此提出了相应的要求，即将末端处理技术运用到工业控制技术上，以此实现工业生产过程的整体NOX污染物排放控制。工艺控制处理技术指的是低氮燃烧器技术、燃料替代、分级燃烧技术等，这种技术适应性较强，成本较低，所以被广泛的应用，但是由于使用的过程中污染物处理效率低，比如硝效率的处理不彻底，因此还需要进行进一步的氮氧化物处理工作，使其达到废气污染物排放标准。

3.3 利用环境提高自净能力

大气环境本身具有自净能力，通过利用环境的优势来减少污染物的排放，根据水泥工业污染物的特点来进行工厂位置的安排，由于水泥工业中容易产生污染物颗粒、烟尘等废弃物，所以工厂位置应远离市区、风向频率较高的地区。其次研究大气的自净特点和自净优势来选择合适的方式进行废弃物的排放，以此合理利用大气环境资源实现废弃物的净化。再者还可以选择适宜的排放方式，比如通过提高污染物废气烟囱的排放高度，或者通过将所有污染物废气集中在一个烟囱中来进行排放，以此实现废气的高效排放处理，减少废气污染物对附近以及地面的污染，但是这种污染物处理方式只能实现小范围的治理，没有从根本上解决大气污染问题。此外绿植具有废弃物治理的效应，对有害气体、颗粒物质的治理具有重要的作用，因此可以种植一些具有高效吸收废气物的植物，比如种植梧桐、泡桐植物来吸收氟化物，种植阔叶林植物来吸收大气有毒气体等，以此实现环境自净能力，达到较好的大气污染物处理效果。

4 结束语

水泥生产加工过程中会产生大量的工业大气污染物，这些污染物的产生给大气环境带来了不可逆转的影响，鉴于此应加强对工业大气污染物研究，采用相应的大气污染防治技术，对原料、燃料进行改造升级，减少污染物的排放，并利用碳排放污染物控制技术、余热利用治理技术、SO2减排控制技术、颗粒物减排控制技术、NOX减排控制技术进行污染物的稀释和提纯，以此满足大气污染物排放指标，减少有害污染物的排放。