水泥工業節能環保設備研究

時間:2022-09-15 03:14:52

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水泥工業節能環保設備研究

摘要:在當前建筑行業的高速發展下,對于水泥的需求量逐漸加大,但過度的水泥生產加工將對生態環境造成一定破壞,高耗能問題也較為突出。立足節能環保理念,解析水泥工業的污染現狀,研究水泥工業的節能環保設備優化形式及具體實踐。

關鍵詞:水泥工業;節能環保;生態發展

作為一種常見的建筑用材料,水泥與鋼筋材料的配合,可以有效提高建筑物的穩定性。隨著建筑數量的逐漸加大,當前工程項目中水泥的用量逐漸增多,間接地加大了水泥制造過程所產生的污染物,當污染物超出一定的標準后將對我國生態造成較大影響,不利于我國可持續發展戰略的推進。從生產角度來看,水泥主要是搭載專業化機械設備來實現的,想要從根源上解決其污染問題,不僅要嚴格遵守操作準則,更應對承接其生產工序的設備進行升級改造,以最大限度減少其加工過程對環境形成的破壞。

1節能環保理念的重要性

經濟新常態發展背景下,綠色節能環保的重要性逐漸凸顯出來,人們生活在自然生態圈內,工業化生產加工要想與大自然環境達成協同化發展態勢,不僅需要相關制度進行管制約束,還需要人們具有一定的環保意識,并將其映射到思想、行為體系中,做到以身作則,為社會環境保護貢獻一份力量。幾年前,全國人大會議中就明確界定了國家現階段的可持續發展戰略,并將能源緊缺問題、環境污染問題等作為亟待解決的目標。從建筑領域的發展情況來看,目前我國物質建設已經成為社會經濟體系發展的重要環節,越來越多的建筑物呈現在人們的視野。在多元化能源的綜合利用下,建筑物質量性能得到提升,然而也觸發了環境污染問題,如水污染、地質污染、光污染、噪聲污染等,對人們生活環境造成一定影響。鑒于此,必須開展節能環保工作,將節能理念落實到建筑工程項目中,從而減少建筑物所造成的環境污染問題,共同建立生態化家園。

2水泥工業的污染現狀解析

建筑行業的迅猛發展,間接地使關聯產業實現升級,水泥作為建筑物的主要原材料,產量和需求量也隨之提升。然而,水泥工業化生產過程中將消耗大量的能源,并且容易對環境造成一定危害。據不完全統計,2019年2—12月,全國水泥耗用量約為30億噸,同比增長18%,并且水泥需求仍然呈現出上升趨勢。水泥的大量生產,是在消耗能源的基礎上實現的,高耗能的工作形式與經濟產出比未能達成一致,尤其是在當前環境問題比較嚴峻的態勢下,更是凸顯出水泥工業生產存在的弊端。為此,相關部門必須對現有的工作機制進行優化與改進,降低水泥工業生產中的消耗比。依據我國現行的能源法條例,經濟與技術的發展必須站在可持續能源角度之上,各項工藝的實施應在社會環境的承受范圍之內,且應對各個耗能環節進行嚴格審查,最大限度降低能源耗用量,減少水泥產業對環境的污染。從當前的產業耗能情況來看,水泥總量在全國耗能產業中的耗能比約為7.8%,在建筑領域中占比約為48.6%,而水泥生產過程中所產生粉塵、煙氣等對環境有害的物質,在水泥總產量中的占比高達3.5%,這意味著水泥工業造成的粉塵污染約為1500萬噸/年。與其他發達國家相比,如美國、日本等,我國水泥工業產生的污染要高出180多倍。水泥工業化生產中產生的污染物將對環境造成巨大污染,同時無用功也將耗用大量的能源。為了徹底解決該類問題,必須從水泥工業生產體系入手,在確保管控工序滿足國家制定基準的前提下,加大新技術、新設備、新工藝的應用力度,為水泥工業化的發展奠定良好基礎。

3水泥工業的節能環保設備優化形式

傳統的水泥加工形式是以干法類為主,在后來新工藝技術的支持下,水泥工業化逐漸形成一個更高的基準,但其對資金的需求也逐漸加大,不僅需要引進高新技術,還應對設備進行更新升級,此過程需要大量的資金支持。然而,大多數企業的資金鏈屬于浮動狀態,要想完全實現設備與技術的升級是不實現的,而且升級后無法在短期內回籠資金,會使企業面臨一定的經濟風險,從而減弱企業的更新意圖。為此,企業必須先對現行的生產觀念進行更正,將節能環保理念滲透到工業化生產中,如果企業本身具備相應的環保意識但沒有充足的資金來進行節能化轉變,地方政府則應發揮充分協調的作用,通過政策扶持為企業節能化轉型創造空間,起到更好的促進作用。當下,低溫余熱發電技術是水泥工業化生產的一項核心技術,在節能環保、產量耗用率等方面都具有一定的優勢,但其同樣存在設備高成本的問題,這對企業發展有較大影響。為了減小節能轉型中企業資金鏈斷裂的風險,地方職能部門必須制定出相應的扶持機制,大力倡導節能化的升級,促使企業安裝節能化設備,降低節能損耗,真正實現生產的節能化、環保化。另外,我國應充分借鑒國外的環保節能理念,特別是在生產加工體系中要施行各類節能化工序,并應樹立基于我國國情下的環保觀念,令基層工作人員與管理人員等貫徹落實各種規章制度,提高實際管理效用。至于設備方面,新設備的運用固然可以降低水泥生產中的能源耗用問題,但必須依據設備的運行參數,對相關設備進行定期養護維修,保證其以最佳性能投入到運作中,降低能源損耗,提高產品的經濟效用。

4水泥工業節能環保設備的實踐研究

水泥加工工序一般為原料破碎、預均化處理、生料制備、生料均化、預熱分解、熟料燒制、水泥粉加工等環節。石灰石原料經由開采碎化處理,然后通過干法水泥生產體系對各項組分原料進行制備,通過詳盡的工藝參數設定,對組分占比進行確定,以備均化工序的運用。在預熱分解中,以物料分離、氣固分離、預分解等為主,最后再經過料粉燒制及研磨得出水泥材料。在加工體系中,每一道工序均是對物質的形態進行轉化,轉化期間不可避免會產生粉塵污染,特別是在部分機械化加工體系中,一些加工指標參數甚至不符合國家制定的相關標準。下面以某水泥加工企業為例,對其生產過程中的消耗問題進行分析,并制定出相應解決策略。4.1生產體系概況。某企業水泥生產加工體系以立窯形式為主,車間主要消耗能源為煤炭、電力等,大約占廠區總耗能的80.51%,整個加工車間中共有23處氣體導出位置、3處有毒氣體處理位置、5處噪聲處理位置以及18臺環保設備。其中,原料加工工段配置1臺布袋除塵器、1臺靜電除塵器、1臺電阻啟動器,生料配置及選粉機器中配置1臺配料除塵器、2臺生料除塵器,生料研磨環節配置1臺電阻啟動器,生料圓庫、立窯機械設備中配置4臺大型收塵器、1臺變頻控制器,水泥磨工序配備3臺收塵器、1臺變頻器。4.2節能機械設備的效用。水泥生產加工質量與效率由機械設備所決定,設備運行過程中的功率耗能問題是急需解決的,尤其是原料破碎機、立窯機等設備,在工作過程中通過安裝電阻啟動器對設備進行節能設定,可以降低電流能源的消耗,以此來提高設備及內部系統的使用時限。通過對生產車間的粉塵點、噪聲點進行污染測定,并在原有的裝置上添設除塵設備、噪聲隔離設備等,為水泥生產建構環保體系,降低各項生產環節所產生的污染。以生料研磨工序為例,石灰石作為粉塵產生的主要載體,無論是生產加工還是運輸階段,半開放式的運作體系將產生大量粉塵,對周邊環境及工作人員的健康造成一定危害。通過添設布袋除塵器、靜電除塵器等設備,可以將生產運輸環節中的粉塵顆粒通過電子導通的形式進行吸附,降低粉塵排放濃度。試驗測得,在此工序中添加6臺除塵裝置,可以使生產環節中的粉塵排放濃度降低到38mg/m3,比原來的粉塵排放量下降15.9%,除塵效果較好。在生料煅燒階段將產生大量的有害氣體,如二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等,對環境影響較高。在此工序中添設除塵裝置,可以將氣體導入凈化裝置。經測定,排放濃度比原有加工工序的粉塵排放量、有害氣體排放量平均下降13.7%,有利于對周邊環境的保護。考慮到水泥生產工序的差異性,應用環境、加工工藝因素的影響,其污染形式沒有規律性。為此,不僅應考慮設備本身的問題,還應對原料的運輸、存儲、管理環節等制定較為精密的管控手段,如在進料口、卸料口區域處加設密封設備,降低材料裝卸過程中產生的粉塵污染等,以達到節能環保的目的。

5結束語

綜上所述,水泥行業的高耗能、粉塵污染等作為生態能源環境體系中亟待解決的問題,承載水泥原料加工與生產的企業,必須制定較為嚴格的管控手段,在遵循國家基準參數的前提下,對每一項加工工序進行優化處理,引進高新的節能技術,對水泥原料生產過程中的粉塵進行針對性處理。另外,還應針對具體生產環節添設節能技術,降低生產過程中的能源損耗,提高企業的經濟效益。在未來發展過程中,期待政府能起到主導作用,通過政策建設、執行與監督,對地域內加工企業進行管理,使之符合我國可持續發展戰略的實施路徑。

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作者:董文松 單位:中海油能源物流有限公司