摘要：近幾年來，我國經濟發展一直保持著較快的速度，固定資產投資也一直保持較高的增幅，為水泥行業提供了較大的發展空間。水泥行業是我國國民經濟建設的重要基礎材料產業，也是主要的能源資源消耗和污染物排放行業之一。本文結合作者多年工作經驗，分析探討了關于水泥生產中的大氣污染問題，希望對同行有所裨益。
　　關鍵詞：水泥；環境評價；大氣污染
　　水泥廠生產時排放的大氣污染物主要為粉塵、煙塵、SO2和NO2等，各種污染物對周圍環境影響的程度及范圍，需根據當地的具體情況(包括自然環境狀況、氣候氣象條件、環境特征等)確定，針對性的提出防治方法的治理措施。
　　1、水泥工業大氣污染源特征
　　1.1顆粒物
　　對水泥廠大氣環境影響分析預測中考慮顆粒物包括總懸浮顆粒物（TSP）和可吸入顆粒物（PM10），其中總懸浮顆粒物（TSP）是指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑≤100微米的顆粒物；可吸入顆粒物（PM10）是指懸浮在空氣中，能進入人體的呼吸系統、空氣動力學當量直徑≤10微米的顆粒物。
　　1.2酸性氧化物SOx和NOx
　　水泥熟料燒成需要燒成煤作為燃料，由于燃煤中存在硫和氮，煤的燃燒會產生一定量的SO2，同時生料中帶有一定的SO3，在高溫過程中，SO3會分解形成SO2。
　　煅燒水泥熟料時生成一氧化氮的途徑主要有熱力氮氧化物、瞬發氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物4種。在回轉窯產生的廢氣中，二氧化氮一般僅占氮氧化物總量的5%以下，一氧化氮則占總量的95%以上。
　　1.3CO2
　　水泥廠排出的溫室氣體主要指CO2，水泥生產中直接產生CO2氣體的主要來源是煤粉的燃燒和生料中CaCO3的分解。
　　2、水泥生產項目大氣環境影響評價中應注意的問題
　　2.1評價因子的篩選
　　目前水泥行業建設項目一般為新型干法窯生產線，根據其生產工藝流程及產污環節。運行期大氣污染因子主要包括：原料破碎、粉磨、儲存及輸送，熟料燒成、儲存、輸送，水泥的粉磨、儲存等環節產生的粉塵；水泥熟料燒成過程中窯尾排放的廢氣，包括煙塵、SO2、NOx。
　　2.2污染物排放量的確定
　　水泥行業建設項目大氣污染物排放量的估算可結合物料平衡、原料成份分析、污染防治效果分析、類比調查、實際排放口進行監測等手段來進行。
　　2.2.1粉塵產排量的估算
　　水泥項目產生的粉塵包括有組織排放的粉塵和無組織排放的粉塵，其中有組織粉塵產排量的估算取決于各環節粉塵的產生量、風量及收塵設備除塵效率。目前新型干法窯上的收塵設施多為布袋收塵，收塵效率在99.8%以上，若采用電收塵器，其除塵效率達98%以上，需核算是否能夠達到《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2004)要求。
　　2.2.2二氧化硫產排量估算
　　水泥回轉窯的燒成窯尾是排出SO2的主要環節，主要來源于含硫的煤在回轉窯內的充分燃燒以及煅燒熟料時生料帶入的硫。燃燒產生的大部分SO2可被生料中的CaO等堿性氧化物吸收生成硫酸鈣及亞硫酸鈣等中間物質，可以說熟料鍛燒過程是一種吸硫過程。各種窯型吸硫率是不同的，對于新型干法窯，其吸硫率一般在≥98%。
　　根據煤中可燃煤含硫燃燒產生SO2，以及生料中含一定的SO3量，在高溫下會分解成SO2，按窯系統的綜合吸硫率計算出SO2的排放量。
　　2.2.3氮氧化物產排量估算
　　水泥廠排放的NOx主要產生于高溫煅燒過程，它的排放量與煅燒溫度、空氣含氧量及反應時間有關。煅燒溫度越高，氧氣含量越大，反應時間越長，生成的NOx就越多。新型干法窯窯尾廢氣中NOx濃度
　　一般在200~500ppm。
　　2.2.4氟化物產排量估算
　　新型干法窯由于不用螢石，氟化物排放量大幅減少，F的產生主要來源于粘土、頁巖。在窯中有足夠余量的氧化鈣會吸收、中和HF。文獻證實，F不太容易揮發并且也不會在窯系統中循環，在水泥旋窯的例行狀態側試發現有88%~98%分解總量的氟化物與熟料結合，再循環的氟化物粉塵量極少，而殘余的氟化物以粉塵狀態呈現，由于高含量的氧化鈣存在，氟化物明顯的以氟化鈣的形態呈現。
　　2.3預測模式
　　目前水泥廠建設項目一般采用AERMOD模式系統進行預測，AERMOD是一個穩態煙羽擴散模式，可基于大氣邊界層數據特征模擬點源、面源、體源等排放出的污染物在短期（小時平均、日平均）、長期（年平均）的濃度分布，適用于農村或城市地區、簡單或復雜地形。AERMOD考慮了建筑物尾流的影響，即煙羽下洗。模式使用每小時連續預處理氣象數據模擬大于等于1小時平均時間的濃度分布。包括兩個預處理模式，即AERMET（氣象數據預處理）和AERMAP（地形數據預處理）。
　　2.4預測計算公式
　　——對流邊界層中濃度預測
　　①直接源濃度計算公式：
　　式中：
　　u為煙囪出口處風速；Fy為考慮迂回的橫向分布函數，hd是直接源的煙羽抬升高度，對于水平型煙羽z=zr，流過地形型煙羽z=zp；Ψdj和σzj為污染源有效源高和垂直擴散參數。λj為：
　　式中：
　　σWT為總有效垂直湍流，其他參數有下列各式給出：
　　式中：
　　S為偏斜因子，R假定等于常值2。
　　②間接源濃度計算公式：
　　③穿透源濃度計算公式
　　——穩定邊界層中濃度預測
　　3、水泥工業大氣污染的防治措施
　　3.1煙塵、粉塵防治技術
　　水泥廠的窯尾、窯頭、水泥磨及水泥儲存和散裝是全廠含塵廢氣的主要排放源，一般占全廠粉塵及煙塵有組織排放總的85%以上，因此保證這幾點的收塵效率，是環保達標的關鍵。水泥廠應根據《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2004)要求的生產設備排放限值及最大允許高度，以及除塵器入口的含塵濃度和粉塵及氣體性質，合理選擇除塵設備。
　　電除塵器投運初期可保持正常運行，并達到預期的除塵效率98%（最好狀況99%），但受入口的煙氣狀況的影響。由于燃料的灰份及硫份的影響，電除塵器的除塵效率將受到嚴重的影響。
　　布袋除塵器能長期保證＜50mg/m3的粉塵排放濃度，不受入口粉塵濃度比電阻的影響，主要配套件如濾料的使用壽合達30000小時以上；電磁脈沖閥的使用壽合達100萬次以上。所有運轉設備均設檢測報警裝置，能在第一時間發現故障并報警。濾袋更換僅需兩人就能執行，利用離線能實現檢修、維護，不影響設備的正常運行。
　　因此，水泥廠對除塵設備的選擇宜采用布袋除塵器，所有有組織排放煙塵和粉塵排放濃度和噸產品排放量均可達到《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2004)要求。
　　3.2硫化物防治技術
　　煅燒水泥熟料的窯有立窯和回轉窯，我國大中型水泥廠一股采用回轉窯，立窯己逐步淘汰。分析新型干法水泥生產線，如窯尾選用新型分解爐和五級高效低阻型旋風預熱器系統，有60%的燒成用煤在分解爐內燃燒，溫度830－930℃，在此溫度下，其生料中大部分的CaCO3分解為CaO，CaO（還有少量R2O）有較強的吸硫作用，即使有部分廢氣不經分解爐而進入旋風預熱器系統，但氣固兩相充分接觸，固相中有相當數量的粉狀CaO，使廢氣中SO2大多被吸收，形成CaSO4（RaSO4）固定在水泥熟料中，一般吸硫率≥98%。
　　為了控制SO2的排放總量，減少水泥廠窯尾煙囪排放量，主要還需從源頭把關，降低燃料的含硫率；以及通過節能減少燃料消耗。
　　3.3氮氧化物防治技術
　　新型干法水泥回轉窯上常用的氮氧化物控制技術：一是優化窯和分解爐的燃燒制度；二是改變配料方案，摻用礦化劑以求降低熟料燒成溫度和時間，改進熟料易燒性；三是采用低氮燃燒器；四是在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術。
　　4、環境正負效益分析
　　建設項目的環境影響往往關注項目對環境的負影響，對于水泥建設項目，還應關注項目對環境的正影響，這是因為水泥建設項目符合國家水泥工業“總量控制、上大改小、調整結構、等量代替”的產業政策，通過淘汰本企業原有落后水泥生產線，或是通過區域淘汰小型水泥生產線。由于技術水平和治理水平的提高，通過清潔生產和污染防治，大氣污染物排放量部分削減或是大幅削減，項目的實施會減輕區域的大氣環境污染，從而帶來環境的正效益。
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