水泥工業(yè)大氣污染治理

第一章 水泥生產(chǎn)與大氣污染

第一節(jié) 水泥生產(chǎn)工藝及大氣污染物

一、水泥生產(chǎn)工藝

二、大氣污染物種類

三、大氣污染物特征與危害

第二節(jié) 各生產(chǎn)設施對大氣環(huán)境的污染

一、各生產(chǎn)設施排塵狀況描述

二、各生產(chǎn)設施所排廢氣特性

三、各生產(chǎn)設施單位產(chǎn)品排出的廢氣量

四、水泥單位產(chǎn)品生產(chǎn)全過程最大廢氣排放量

第三節(jié) 水泥工業(yè)大氣污染物排放標準修訂前后的區(qū)別

第二章 袋式除塵器

第一節(jié) 基本理論

一、袋式除塵器的工作原理

二、主要技術參數(shù)及性能指標

第二節(jié) 袋式除塵器的結構及分類

一、基本結構

二、袋式除塵器的類型及結構形式

三、袋式除塵器的命名與分類

四、幾種常用的袋式除塵器

第三節(jié) 過濾材料

一、纖維原料

二、濾料的分類

三、常用濾料及其性能

四、濾料的選用

第四節(jié) 袋式除塵器的選型

一、處理廢氣量的計算

二、過濾風速的確定

三、過濾面積的確定

第五節(jié) 袋式除塵器的運行與維護管理

一、一般要求

二、袋式除塵系統(tǒng)的運行

三、袋式除塵器的維護

四、停止運行后的維護

第三章 電除塵器

第一節(jié) 基本理論

一、電除塵的基本原理

二、電除塵過程的三個階段

三、伏安特性與收塵效率

第二節(jié) 電除塵器的分類及特點

一、電除塵器分類

二、電除塵器的特點

第三節(jié) 電除塵器的機械結構

一、殼體

二、支架基礎

三、煙箱與分布板

四、電暈極系統(tǒng)

五、收塵極系統(tǒng)

六、電暈極振打

七、收塵極振打

八、人孔門與軸端密封

第四節(jié) 電除塵器的高低壓供電

一、高壓供電機組

二、低壓供電機組

三、智能計算機控制系統(tǒng)

第五節(jié) 電除塵器的選型、施工、調試、運行與維護

一、電除塵器的選型

二、工程施工

三、工程調試與驗收

四、日常運行與維護

第四章 重力、旋風除塵

第一節(jié) 除塵機理和除塵效率

一、除塵機理

二、除塵效率

第二節(jié) 沉降室

一、概述

二、沉降室的參數(shù)計算

第三節(jié) 旋風除塵器

一、概述

二、工作原理

三、旋風除塵器類型

四、阻力和效率

五、常用的旋風除塵器

六、影響旋風除塵器性能的主要因素

第五章 煙氣調質

第一節(jié) 概述

一、煙氣調質的目的

二、調質方式分類及其特性

三、熱平衡計算

第二節(jié) 增濕塔

一、概述

二、增濕塔規(guī)格及布置方式7

三、噴霧系統(tǒng)及噴水量

四、常用的噴嘴結構與性能

第三節(jié) 冷卻器

一、工作原理

二、冷卻器的結構

三、間接風冷冷卻器參數(shù)計算

第四節(jié) 冷風閥及管道增濕

一、冷風閥

二、管道增濕技術

第五節(jié) 典型設備的規(guī)格和性能

一、增濕塔的規(guī)格和性能

二、冷卻器的規(guī)格和性能

第六章 通風機

第一節(jié) 主要性能

一、主要性能參數(shù)

二、通風機特性曲線

第二節(jié) 通風機的選型和工藝布置

一、通風機的選型計算及注意事項

二、除塵常用通風機性能和外形、安裝尺寸7

三、通風機工藝布置要點7

四、風機電機的選擇要點7

第三節(jié) 窯尾高溫風機77

一、概述77

二、性能范圍77

三、風機形式7

四、結構7

五、性能參數(shù)7

第七章 新型干法窯除塵技術

第一節(jié) 篦冷機除塵技術

一、篦冷機電除塵

二、篦冷機袋除塵

第二節(jié) 窯尾除塵技術

一、窯尾袋除塵7

二、三風機系統(tǒng)的窯尾電除塵

三、雙風機系統(tǒng)的窯尾電除塵

第三節(jié) 廢氣處理系統(tǒng)的檢修維護和故障處理

一、檢修與維護

二、常見故障及處理方法

第八章 立窯除塵技術

第一節(jié) 概述

一、煙塵特點

二、國內擁有的立窯除塵技術

三、治理現(xiàn)狀

第二節(jié) 立窯袋除塵技術

一、袋除塵的技術特點、不同形式及其應用

二、采用反吹風清灰(內濾式)的立窯玻纖袋除塵器(鋼結構)

三、噴吹脈沖（外濾式）袋除塵器7

四、圓筒形立窯袋式除塵器

五、反吹風清灰磚混結構袋式除塵器

六、集中除塵的應用

第三節(jié) 立窯電除塵技術

一、概述

二、研討

第四節(jié) 對有關問題的建議

一、避免袋除塵器結露的工藝措施

二、關于回灰處理

三、關于立窯煙囪

四、初次投資與綜合效益

五、除塵器的選用原則

第九章 煤磨及烘干機除塵技術

第一節(jié) 煤磨除塵技術

一、概述

二、MDC防爆袋除塵器

三、FGM（M）高濃度、防爆型煤粉袋除塵器7

四、脈沖噴吹型煤磨防爆袋除塵器

五、通用的防燃防爆措施

第二節(jié) 烘干機除塵

一、烘干機含塵煙氣的性質

二、烘干機反吹風專用袋除塵器

三、烘干機脈噴袋除塵器

四、應用及注意事項

第十章 通風設備除塵技術

第一節(jié) 磨機除塵7

一、生料磨除塵7

二、水泥磨除塵

三、對處理細而黏且高濃度的粉塵除塵器的選擇

四、先進設計案例

第二節(jié) 破碎及揚塵點的治理

一、破碎機除塵

二、儲存、包裝和輸送除塵7

三、通風除塵系統(tǒng)

第十一章 袋、電除塵器的改造技術

第一節(jié) 概述

一、改造的前提

二、改造的原則

三、改造的四種方式

第二節(jié) 袋除塵器的改造——袋改（為）袋7

一、基本要求7

二、技術手段7

三、實例

第三節(jié) 電除塵器的改造——電改(為)電

一、改造途徑

二、“留殼改仁”的改造內容

三、改造效果7

第四節(jié) 電除塵器的改造——電改(為)袋7

一、原窯尾除塵系統(tǒng)存在的問題7

二、改造方案的確定7

三、改造內容7

四、技術優(yōu)勢7

五、改造過程7

六、改造后的效果7

第五節(jié) 電除塵器的改造——電改(為)“電袋”7

一、概述7

二、“電袋”除塵器的由來7

三、“電袋”除塵器需解決的主要技術問題7

四、具體改造內容7

五、“電袋”除塵器的調試和投運

六、結論

第十二章 水泥廠有害氣體的防治

第一節(jié) 氣態(tài)污染物控制技術

一、氣體吸收

二、氣體吸附

三、氣體催化凈化

第二節(jié) 二氧化硫污染治理技術

一、采用窯磨一體機運行和袋式除塵器

二、二次減排二氧化硫技術

第三節(jié) 氮氧化物及氟化物的污染防治

一、氮氧化物的治理

二、氟化物污染的防治

第四節(jié) 其他氣態(tài)污染物治理技術

一、治理技術

二、惡臭的特征和治理

第五節(jié) 二氧化碳減排

一、水泥生產(chǎn)減排二氧化碳的途徑

二、利用清潔發(fā)展機制(CDM)

第十三章 清潔生產(chǎn)

第一節(jié) 概述

一、清潔生產(chǎn)的由來

二、水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)的必要性

三、清潔生產(chǎn)在水泥工業(yè)中的作用和意義

四、水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)的特點

五、國外清潔生產(chǎn)簡介

第二節(jié) 水泥廠清潔生產(chǎn)審核

一、清潔生產(chǎn)審核的原則、類型和范圍

二、清潔生產(chǎn)審核的內容

三、清潔生產(chǎn)審核的實施

第三節(jié) 水泥廠清潔生產(chǎn)機會識別

一、識別清潔生產(chǎn)機會的必要性

二、識別清潔生產(chǎn)機會的方法

三、識別清潔生產(chǎn)機會的示例及效果介紹7

第四節(jié) 水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)實施途徑

一、原、燃料替代

二、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

三、水泥新產(chǎn)品的開發(fā)

四、生產(chǎn)設備的改造革新

五、生產(chǎn)過程控制的更新

六、廢棄物利用

七、技術與裝備的創(chuàng)新

八、生態(tài)化創(chuàng)新

九、企業(yè)管理的改善

十、提高員工素質

第五節(jié) 持續(xù)清潔生產(chǎn)與企業(yè)清潔生產(chǎn)等級的評價

一、持續(xù)清潔生產(chǎn)

二、企業(yè)清潔生產(chǎn)等級的評價

第六節(jié) 植樹綠化、改善生態(tài)環(huán)境

一、礦山綠化與植被恢復

二、廠區(qū)綠化

第十四章 水泥工業(yè)的光明前景

第一節(jié) 循環(huán)經(jīng)濟

一、概述

二、水泥工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟中的典型案例

三、水泥工業(yè)的生態(tài)設計

第二節(jié) 水泥工業(yè)的“四零一負”

一、“四零一負”的提出及其主要內容

二、十年來“四零一負”的進展

三、對“四零一負”的展望

附錄《水泥企業(yè)大氣污染物排放標準》(GB 4915—2004)摘錄

參考文獻 2100433B

在治理技術措施中，重點圍繞對大氣污染物的重中之重——粉塵的治理展開，分別介紹了袋除塵，電除塵，重力、旋風除塵，煙氣調質及通風機的基本原理、基本結構和設計、選型及運行、維護等方面的內容；同時針對新型干法窯、機立窯、煤磨及烘干機、通風設備的除塵（包括分散揚塵點的治理）進行專題敘述，引用了國內先進的研究與應用成果；對于袋除塵、電除塵器的改造技術做了推薦。本書還對有害氣體的防治（包括對二氧化碳的減排等）進行了分析與探討。

本書的內容較為全面、適用，既有必要的理論分析，又注重實際應用，敘述深入淺出，通俗易懂。

讀者對象

本書可供水泥生產(chǎn)企業(yè)的技術人員、管理人員和操作人員閱讀，也可供從事環(huán)境保護的科研、設計人員和工程技術人員參考，并可作為大專院校相關專業(yè)師生的參考書。

前　言

水泥在生產(chǎn)過程中對環(huán)境會產(chǎn)生氣、水及噪聲等污染，其中主要的還是對大氣排放的粉塵及有害氣體的污染。我國水泥工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界第一，在結構性調整和減少煙塵排放方面取得了重要進展。不少新型干法生產(chǎn)線的粉塵治理已接近國際先進水平，部分先進立窯也基本做到了無煙無塵。但是當前我國水泥工業(yè)的結構性矛盾仍十分突出，從總體上看，環(huán)境污染依然比較嚴重。

截至目前，水泥工業(yè)的粉塵排放量仍占全國工業(yè)行業(yè)粉塵排放總量的40%左右，有害氣體的治理僅剛剛起步，治理任務緊迫而又艱巨。我國政府對防治水泥工業(yè)污染日益重視，并先后于1985年、1996年及2004年與時俱進地制定和修訂了水泥工業(yè)對大氣污染物的排放標準。

新的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB 4915—2004）已于2005年1月1日起實施。為配合新國家標準的執(zhí)行，作者借《水泥生產(chǎn)技術叢書》編寫的機緣，撰寫了本書，謹供有關人員閱讀參考。本書較為系統(tǒng)地介紹了水泥工業(yè)對大氣污染的特點、性質、危害及先進的治理措施，同時對有關方向性、前瞻性方面的內容進行了闡述。書中有必要的理論分析，但更側重實際應用技術，在敘述上盡量避免煩瑣難懂的計算公式，力求通俗、適用。

本書的重點是對粉塵污染的治理，共占有10個章節(jié)。其中第二～六章為除塵基礎篇，第七～十章為專題應用篇，第十一章推薦了袋除塵、電除塵器的改造技術。本書在編寫過程中得到了中國硅酸鹽學會環(huán)境保護分會及其掛靠單位——合肥水泥研究設計院環(huán)保所的大力支持，可以說本書是業(yè)內同行多年心血和勞動的成果匯集。這里，作者首先要感謝合肥水泥研究設計院毛志偉、袁文獻、王琦、侯大剛、盧聲超、唐國山、高進、曹偉、何宏濤、胡克強等同志提供的技術支持；感謝焦通對書稿的制作做了大量的工作。

作者同時十分感謝業(yè)內同行劉懷平等同志提供的最新成果，十分感謝著名專家高長明、蔣洋等先生提供的先進理念。作者特別要提及的是，本書的撰寫完成離不開李儉之教授的支持和陳益民教授、顧惠元主任、趙介山教授的精心組織，在此也向他們表示真誠的感謝！

由于本人水平及掌握的資料有限，加之時間倉促，書中疏漏和不足在所難免，懇請讀者批評指正。

作者

2006年12月

水泥為粉末狀水硬性材料，在運輸與儲存過程中要求水泥儲運系統(tǒng)能滿足密封與防水、防潮的要求。水泥有袋裝與散裝兩種儲運形式。袋裝水泥的裝卸、運輸、儲存等較為簡便，但用人力的環(huán)節(jié)較多，勞動強度較大，使用水泥時還需用人力拆包或用拆包機拆包。大中型水利水電工程施工，使用水泥數(shù)量較大，為改善勞動條件，減輕粉塵污染，提提高水泥儲運的機械化強度，多使用散裝水泥。

水泥按用途及性能分為：

（1）通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB175—2007規(guī)定的六大類水泥，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。

（2）特種水泥：具有特殊性能或用途的水泥，如G級油井水泥、快硬硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等等。

水泥按其主要水硬性物質名稱分為：

（1）硅酸鹽水泥，即國外通稱的波特蘭水泥（Portland cement）；

（2）鋁酸鹽水泥；

（3）硫鋁酸鹽水泥；

（4）鐵鋁酸鹽水泥；

（5）氟鋁酸鹽水泥；

（6）磷酸鹽水泥；

（7） 以火山灰或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。

水泥按主要技術特性分為：

（1） 快硬性（水硬性）：分為快硬和特快硬兩類；

（2）水化熱：分為中熱和低熱兩類；

（3） 抗硫酸鹽性：分中抗硫酸鹽腐蝕和高抗硫酸鹽腐蝕兩類；

（4） 膨脹性：分為膨脹和自應力兩類；

（5） 耐高溫性：鋁酸鹽水泥的耐高溫性以水泥中氧化鋁含量分級。

水泥命名的原則：

水泥的命名按不同類別分別以水泥的主要水硬性礦物、混合材料、用途和主要特性進行，并力求簡明準確，名稱過長時，允許有簡稱。

通用水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以混合材料名稱或其他適當名稱命名。

專用水泥以其專門用途命名，并可冠以不同型號。

特性水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型號或混合材料名稱。

以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥是以主要組成成分的名稱冠以活性材料的名稱進行命名，也可再冠以特性名稱，如石膏礦渣水泥、石灰火山灰水泥等。

水泥類型的定義

（1）水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結砂、石等材料既能在空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。

（2）硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%～5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II，即國外通稱的波特蘭水泥。

（3）普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%～20%混合材料，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥），代號：P.O。

（4）礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～70%粒化高爐礦渣和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，代號：P.S。

（5）火山灰質硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%火山灰質混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質硅酸鹽水泥，代號：P.P。

（6）粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%粉煤灰和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號：P.F。

（7）復合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～50%兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥（簡稱復合水泥），代號P.C。

（8）中熱硅酸鹽水泥：以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。

（9）低熱礦渣硅酸鹽水泥：以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。

（10）快硬硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成早強度高的以3天抗壓強度表示標號的水泥。

（11）抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細制成的抗硫酸鹽腐蝕性能良好的水泥。

（12）白色硅酸鹽水泥：由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成的白色水泥。

（13）道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟料，0%～10%活性混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥，（簡稱道路水泥）。

（14）砌筑水泥：由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細制成主要用于砌筑砂漿的低標號水泥。

（15）油井水泥：由適當?shù)V物組成的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料等磨細制成的適用于一定井溫條件下油、氣井固井工程用的水泥。

（16）石膏礦渣水泥：以粒化高爐礦渣為主要組分材料，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰磨細制成的水泥。

眾所周知，水泥工業(yè)歷經(jīng)1個世紀發(fā)展到今天，無論是生產(chǎn)工藝還是技術裝備均已發(fā)生了巨大變化。尤其是近些年來新型干法水泥以其十分優(yōu)越的先進性得到迅速發(fā)展，已經(jīng)成為水泥工業(yè)先進生產(chǎn)力的代表。然而，縱觀我國已建成的新型干法水泥生產(chǎn)線，水泥庫這部分絕大多數(shù)仍按照傳統(tǒng)方式用混凝土建造。雖然在庫容上有所突破，但是這種傳統(tǒng)水泥庫投資成本大、占地面積多、建設速度慢、綜合效益低、節(jié)能減排差等弊端始終沒有從根本上得到改觀和克服，與其先進的生產(chǎn)工藝和裝備水平不相適應，甚至形成了巨大的反差。近幾年來，不少有識之士開始在這一領域進行探索，并取得了突破性進展，多種新型的水泥庫開始在一些地方出現(xiàn)。

近年來推出的全新理念的大型鋼板水泥庫，是替代傳統(tǒng)混凝土水泥庫的全新設施，2005年獲得國家專利。同傳統(tǒng)混凝土水泥庫相比，無論是在綜合經(jīng)濟效益方面還是先進性方面，都具有突出優(yōu)勢和優(yōu)點，是與新型干法水泥生產(chǎn)線配套最理想的新型水泥庫之一。這種新型的鋼板水泥庫同傳統(tǒng)混凝土水泥庫相比，經(jīng)濟效益和社會效益十分突出。一是投資省，這是它的最大特點，噸水泥投資比傳統(tǒng)混凝土水泥庫可降低50%，單庫儲量可達到2萬～20萬噸。二是這種新型鋼板水泥庫建設周期短，同傳統(tǒng)混凝土的建設周期相比，可節(jié)約工期一半。三是新型鋼板水泥庫具有建設用地少的顯著特點，同傳統(tǒng)混凝土水泥庫相比可節(jié)約2/3的土地，這對國家提倡的節(jié)約集約用地政策的落實具有實際意義，也為建設方省下大筆資金。

同時這種新型鋼板水泥庫適應任何不同的地質條件，不受地質條件的制約，不需要地質基礎處理所耗的大量資金，也為建設者選址提供便利條件。四是這種新型鋼板水泥庫節(jié)能減排優(yōu)勢突出。由于這種水泥庫庫容大，輔助設施少，可大大降低消耗，從而降低使用成本。同時由于新型鋼板水泥庫只有一個進料口，因而一個除塵器便可確保無塵排放。五是更為值得關注的，新型鋼板水泥庫儲存安全可靠。由于這種庫內的空間是一種完全封閉的狀態(tài)，除去進料帶人的空氣，沒有庫外氣體進入的條件，料滿后庫內形成一個大斷面的料柱，一般直徑和高度均在20米以上，庫壁與大氣隔絕，只有進料帶入的氣體形成正壓，而正壓作用迫使氣料迅速分離而形成高密度的料柱，消除了潮解條件，使庫存水泥在較長的時間內存放，能確保理化指標基本不變。