水泥生产与环境保护

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1、水泥生产与环境保护【摘要】 生态水泥就是一种各种各样的废弃用品，例如，工业工程废料。残渣或者是城市的垃圾等作为原始可燃材料制造出来的水泥。本研究就是通过介绍我国及世界的生态水泥方面的研究以及发展现状，针对目前生态水泥发展存在的一些问题简单的进行分析和探讨。在文章末尾得出结论：我国在水泥工业上的发展中生态占有极其重要的位置，特别是大城市的水泥行业逐渐走向可持续发展；生态水泥还能提高资源的利用，保护周边环境。因此，对于生态水泥的研究都要不断加强。【关键词】 生态水泥；废弃物品；环保；可持续发展引言 纵观水泥发展史,自1824年诞生波特兰水泥至今187年来,由于其具有丰富的原料资源、相对较低的生产成

2、本和良好的胶凝性能,成为当前乃至21世纪人类社会最主要的、不可替代的建筑材料。但水泥在为人类社会进步与经济发展做出巨大贡献的同时,也越来越显著地暴露出它在生产和应用方面存在的一系列问题。例如:水泥生产过程表现为能源资源消耗大、环境污染严重;水泥应用过程表现为力学性能较差、耐久性能有待提高等。这些问题的存在致使其成了最大宗的不可持续发展材料。同时,我国处于粗放型、质量效益型并存,同时向环境材料型过渡的阶段,发达国家已进入环境材料型发展阶段。因此,从全球战略意义的资源、环境与发展等问题出发,必须加强对人类社会发展和国民经济发展举足轻重的传统材料水泥生产技术的研究,建设生态环境材料型水泥产业,已成为

3、 水泥厂是资源消耗大户,可以通过研究转化为环保产业。积极探索物质循环、能量多层次综合利用、开发可再生资源,尝试建设整体、协调、循环、再生的生态工业和良好循环体系,成为变废为宝、化害为利的环保典型。一水泥的生产工艺 1、破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 2、生料制备 水泥生产过程中，每生产

4、1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏)，据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。 3、生料均化 新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热加工的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。 4、预热分解 把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮

5、状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。 5、水泥熟料的烧成 生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。 6、水泥粉磨 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及胶凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示)，形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。 7、水泥包装 水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。二水泥工业污染 所谓“三废”，就是“生产过程中，产生的废料(废煤

6、碴、废石碱、废煤灰等)、废气(排放、残余等气源再利用)、废水(自然排泄工业废水等)”的概称。 水泥生产过程产生的废气污染物主要是粉尘，其次是SO2、NO、NO2等。水泥生产的废水中，有机物含量低，主要含粒径不同的颗粒物，主要污染物为SO2。水泥生产的废料有离心成型后的废浆、搅拌成型和浇灌的撒落料及拌制混凝土的剩余混合料、冲洗搅拌机的水浆、蒸汽锅炉废渣、粗细集料(砂、石)筛(洗)余物、废品及其他边料。下面分别介绍水泥生产中三废处理技术的应用。 2.1粉尘排放 水泥在生产中产生大量的粉尘，以烧成为例，随废气逸出的粉尘量高达产品的10%以上，因此粉尘治理一直是环境保护的重点，目前所配置的电收尘器和各

7、种纤维织物的袋除尘器可保证粉尘排放值在5030mg/m3 以下,完全能满足国家环保条例100 mg/m3 以内要求,但是必须看到欧美工业发达国家排放值限定在30mg/m3 以内,且媛烧有毒工业废弃物时,粉尘排放值限定在10 mg/m3 以内,这就对收尘系统装备提出了更高的技术要求。 2.2有害气体的排放 2.2.1 CO2排放 近年来, CO2对大气的影响愈来愈引起人们的重视,一些国家开始限制国内有关工业的CO2排放量。水泥生产时, CO2排放源自两方面 ,一方面是生产过程中,作为水泥原料的CaCO3分解生成CO2,常规的水泥生产所产生的CO2量大致为0.5kg CO2熟料以上;另外燃料燃烧所

8、生成的CO2,随着水泥生产的单位热耗下降而下降。水泥热耗从湿法6000kJ熟料到预分解窑的熟料2900kJ以下,其CO2排放量几乎下降了0.25kg CO2熟料以上。因此减少CO2排放量的重要途径是降低预分解窑的单位热耗。扩大预分解窑产量,取代高热耗的回转窑和立窑。从总体上来降低CO2排放量。 2.2.2 SOx排放 传统的回转窑和立窑生产时,原燃料中所含的硫,除了少量被熟料消纳而成熟料成分,大部分以SOx随废气排放。但是,近年来发展的预分解窑对SOx的排放有良好的控制功能,其原因是分解炉内生料分解时,产生大量的具有脱硫功能的细颗粒游离石灰,此时燃料燃烧所产生的SOx随烟气经分解炉时,通常约7

9、0%90%的硫被游离石灰吸收而作为熟料成分,熟料中硫含量1.5%对水泥凝结时间的影响不大。 2.2.3 NOx排放 近年来, NOx排放一直得到人们重视,水泥生产时, NOX排放的因素很多,与燃料的挥发分、燃烧温度、燃烧气氛以及燃烧装置型式等有关。总体说来,燃料的挥发分愈高,则NOx排放值愈低,若燃料中挥发分愈低,燃烧温度愈高, NOx排放值愈高。燃烧时氧含量愈高,排放量也愈高 ,为降低NOx值，预分解窑采取的措施主要是：窑头采用多风道低NOX燃烧器,利用燃烧器内不同风道,使气流产生内部回流,从而产生局部还原燃烧,同时改善冲量,减少燃烧时的峰值温度,上述措施可以减少NOx的生成量。窑尾的预热器

10、分解炉系统内,在带还原气氛的窑废气中的分解炉不同部位,采用分级媛烧和多风道燃烧器来降低NOx排放。上述措施可以使预分解窑系统NOx排放值降低在500mg/m3 以内。从国内的一些预分解窑实测的数据来看,也低于此数值。采用热值高且挥发分高的工业废弃物如废轮胎,一般可降低NOx排放值约15%35% 。 2.3 废水 水泥生产时,对水的污染主要为铬污染和一般性污染。水泥窑内温度较高,其烧成带使用镁铬砖,在碱（或硫）的作用下,稳定的3价铬转化为氧化能力极强的6价铬,当水溶液含铬量超过0.5mg/L时,对人体的皮肤、呼吸神经、肺等器官造成严重的危害,从80年代起工业化国家纷纷制定一系列环保、卫生方面的规

11、范,对镁铬砖的残砖和水泥厂排水进行全面监控。 由于镁铬砖具有较高的抗高温性、抗化学侵蚀和抗机械应力,以及较好的结窑皮性能,且价格相对较低,因此我国目前水泥回转窑仍以镁铬砖为主。从80年代中期以来,为消除铬公害,工业发达国家明确地限制了含铬镁砖的生产,一些性能优良的无铬砖制品相继出现,如抗热化学性能和抗热机械性能的各种型号的新一代镁铝尖晶石砖、增锆白云石砖、镁锆砖,以及挂窑皮性能良好的镁铁尖晶石砖制品,在窑内使用均取得了良好的效果,消除了铬公害,上述产品正在加速推广应用。 三.治理措施 为了有效地控制废气的产生和排放，工程采取了以下综合措施： (1)从工艺流程设计、布置上尽量减少扬尘环节； (2)选用扬尘少的先进设备； (3) 粉状物料采用空气输送、链式输送机等密闭式输送设备； (4)带式输送机布置尽量降低物料落差并加强密闭； (5)配备洒水车，设置洒水管道，对石膏、原煤。 四参考文献 【1】聂永丰，董保澍 中国固体废物管理与减量化，环境保护，1998（2） 【2】朱桂珍 利用水泥回转窑焚烧处置危险废物的评价研究。环境保护，2000（3）