水泥工業污染現狀、原因與比較
一、現狀
我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)水(shui)泥(ni)生產(chan)(chan)企業是(shi)由(you)小到(dao)大(da)逐步發展(zhan)起來的(de)(de)(de)，立窯(yao)生產(chan)(chan)線數量(liang)眾(zhong)多，回(hui)轉窯(yao)生產(chan)(chan)線只是(shi)到(dao)上個世(shi)紀九十年代(dai)才得(de)到(dao)較好的(de)(de)(de)發展(zhan);由(you)于80%左(zuo)右產(chan)(chan)量(liang)的(de)(de)(de)立窯(yao)水(shui)泥(ni)廠(chang)生產(chan)(chan)線系統(tong)中(zhong)沒有配套的(de)(de)(de)環保(bao)設(she)備，水(shui)泥(ni)生產(chan)(chan)排(pai)(pai)(pai)塵(chen)量(liang)占全(quan)國(guo)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)總(zong)量(liang)的(de)(de)(de)70%以(yi)上，在水(shui)泥(ni)生產(chan)(chan)排(pai)(pai)(pai)塵(chen)中(zhong)，地(di)方水(shui)泥(ni)廠(chang)排(pai)(pai)(pai)塵(chen)量(liang)占到(dao)行(xing)業排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)總(zong)量(liang)的(de)(de)(de)80%，成為工業12塵(chen)的(de)(de)(de)主要(yao)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)源,嚴重污染(ran)了大(da)氣(qi)(qi)。據(ju)不完全(quan)統(tong)計，我(wo)國(guo)水(shui)泥(ni)工業每年向大(da)氣(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)、煙塵(chen)在1300萬噸以(yi)上;有害氣(qi)(qi)體(ti)如：二氧化碳、二氧化硫(liu)、氮氧化物、氟化物的(de)(de)(de)污染(ran)也(ye)占有相當的(de)(de)(de)比重，并且對(dui)大(da)氣(qi)(qi)污染(ran)有加重趨勢。
我(wo)國(guo)水泥(ni)(ni)(ni)工(gong)業(ye)對(dui)大氣(qi)(qi)(qi)所產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)影響的(de)(de)(de)(de)(de)主要污染源是(shi)粉(fen)塵(chen)(chen)和(he)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)，粉(fen)塵(chen)(chen)污染排(pai)(pai)(pai)放(fang)高于(yu)國(guo)外15倍，粉(fen)塵(chen)(chen)主要是(shi)由(you)于(yu)水泥(ni)(ni)(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過(guo)程中原、燃(ran)料(liao)和(he)水泥(ni)(ni)(ni)成(cheng)品(pin)儲運，物(wu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)碎、烘干(gan)、粉(fen)磨、煅燒(shao)等(deng)工(gong)序(xu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)或外逸而引起的(de)(de)(de)(de)(de)。水泥(ni)(ni)(ni)工(gong)業(ye)對(dui)大氣(qi)(qi)(qi)環境產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)影響的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)(包括(kuo)SO2、NOX、CO2、HF等(deng))，其(qi)中SO2是(shi)因燒(shao)成(cheng)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)燃(ran)料(liao)含硫燃(ran)燒(shao)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de);CO2是(shi)由(you)水泥(ni)(ni)(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)中CaCO3分(fen)解(jie)和(he)煤炭(tan)燃(ran)燒(shao)而產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de);NOX是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)N2在(zai)高溫有氧(yang)燃(ran)燒(shao)條(tiao)件下產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de);HF是(shi)由(you)于(yu)立窯廠采用螢石CaF2礦化(hua)劑，在(zai)煅燒(shao)過(guo)程中產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)有害(hai)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)。根據我(wo)國(guo)每年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)水泥(ni)(ni)(ni)總產(chan)(chan)(chan)量推算(suan)，我(wo)國(guo)目前每年(nian)(nian)因水泥(ni)(ni)(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)向大氣(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)粉(fen)塵(chen)(chen)量和(he)廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)量分(fen)別(bie)為：各(ge)類粉(fen)塵(chen)(chen)約(yue)1330萬噸(dun)(dun);其(qi)中，旋(xuan)窯水泥(ni)(ni)(ni)廠130萬噸(dun)(dun)，立窯水泥(ni)(ni)(ni)廠約(yue)1200萬噸(dun)(dun)。廢(fei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)方面，每年(nian)(nian)向大氣(qi)(qi)(qi)中排(pai)(pai)(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)CO2約(yue)2億噸(dun)(dun);SO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)量約(yue)100萬噸(dun)(dun);NOX排(pai)(pai)(pai)放(fang)量1.3～1.6×106立方米。據有關(guan)資料(liao)統(tong)計SO2、NOX污染呈加重(zhong)趨勢，在(zai)全國(guo)形(xing)成(cheng)華(hua)中、西南、華(hua)東、華(hua)南多個(ge)酸(suan)雨區，尤其(qi)以華(hua)中酸(suan)雨區為重(zhong)。我(wo)國(guo)水泥(ni)(ni)(ni)工(gong)業(ye)硫化(hua)物(wu)、氮氧(yang)化(hua)物(wu)等(deng)有害(hai)氣(qi)(qi)(qi)體排(pai)(pai)(pai)放(fang)高于(yu)國(guo)際先(xian)進水平6～10倍。
如前所(suo)述(shu)，我國水(shui)泥(ni)工業(ye)(ye)發展的(de)起點(dian)低，整(zheng)體(ti)水(shui)平提高較(jiao)慢(man)，技(ji)術改(gai)(gai)造難度大(da)(da)，污(wu)(wu)染治理欠賬(zhang)多(duo)。工業(ye)(ye)技(ji)術和(he)裝備(bei)許(xu)多(duo)是60~70年代(dai)的(de)水(shui)平，資(zi)源、能源消(xiao)耗(hao)高。但由于資(zi)金的(de)限制，水(shui)泥(ni)工業(ye)(ye)又遲遲不能進行(xing)整(zheng)體(ti)改(gai)(gai)造和(he)污(wu)(wu)染治理，相當一批技(ji)術裝備(bei)落后的(de)水(shui)泥(ni)工業(ye)(ye)企業(ye)(ye)長期在生產(chan)中(zhong)排放大(da)(da)量(liang)的(de)污(wu)(wu)染物，對大(da)(da)氣造成嚴重污(wu)(wu)染。
二、原因：
工(gong)業(ye)能(neng)源的不合理利用(yong)以及能(neng)源的嚴重(zhong)浪費是造(zao)成水泥工(gong)業(ye)對大(da)氣造(zao)成嚴重(zhong)污染(ran)的原因(yin)之(zhi)一(yi)，主要表現(xian)如(ru)下(xia)：
(1)、在我國(guo)一次能源消費結構中(zhong)，煤炭(tan)占75%，而(er)用于發(fa)電(dian)的(de)煤量僅占總用煤量的(de)35%，其它煤炭(tan)則用于工業(ye)及民用燃(ran)燒(shao)，有84%的(de)煤炭(tan)直接(jie)燃(ran)燒(shao)，而(er)水泥(ni)是直接(jie)燃(ran)燒(shao)的(de)用煤大(da)戶。
(2)、我國水泥窯(yao)爐設(she)備技術及(ji)制造(zao)水平較低，能源利(li)用(yong)(yong)率(lv)不(bu)高(gao)，使用(yong)(yong)能耗(hao)高(gao)、排污量大和超期服(fu)役窯(yao)爐的現(xian)象(xiang)相(xiang)當普遍，平均熱效率(lv)不(bu)足40%。
(3)、水泥(ni)工業中(zhong)中(zhong)小(xiao)(xiao)型企業占有(you)很大(da)的(de)比重，大(da)多數中(zhong)小(xiao)(xiao)型企業采(cai)用的(de)生產(chan)技(ji)術(shu)、工藝比較落后，生產(chan)設(she)備簡陋(lou)，資源能源利用率極低，所造(zao)成的(de)大(da)氣污染(ran)是(shi)驚人的(de)。
(4)、大(da)氣污染防治政策性落實不到位(wei)
目前，全國(guo)污(wu)染(ran)治理和(he)用于污(wu)染(ran)防治有關的(de)城(cheng)市基礎設(she)施建設(she)投資(zi)，只占國(guo)民生產總值的(de)0.7%，這與(yu)我國(guo)環境污(wu)染(ran)嚴(yan)重(zhong)、歷史欠賬太多和(he)經濟(ji)快速(su)發展對環保投資(zi)的(de)需求(qiu)相(xiang)比(bi)，嚴(yan)重(zhong)不(bu)足(zu);水泥工業更是(shi)如此。
排污(wu)收費(fei)(fei)標準(zhun)太低，使得污(wu)染(ran)企業寧可交排污(wu)費(fei)(fei)，而不(bu)愿意花錢治理(li)。例(li)如，“兩省(sheng)九市”的(de)二(er)氧化硫(liu)收費(fei)(fei)標準(zhun)過(guo)低，一般都在每公斤(jin)二(er)氧化硫(liu)0.20元(yuan)以內(nei)，遠遠低于每公斤(jin)1元(yuan)左右的(de)脫硫(liu)成本，并不(bu)能促(cu)使企業投(tou)資(zi)用于治理(li)。例(li)如：加拿大。
盡管(guan)我(wo)國大(da)氣(qi)污染防治法(fa)規(gui)(gui)標準制定(ding)取得很大(da)進展，但有(you)法(fa)不(bu)依，執(zhi)法(fa)不(bu)嚴，違法(fa)不(bu)究的(de)(de)(de)現象仍(reng)然十分嚴重(zhong)(zhong)。一些地方政(zheng)府(fu)干預(yu)環保(bao)部門(men)執(zhi)法(fa)，批準建(jian)設(she)短期(qi)經濟(ji)效益好，但能源資源消(xiao)耗量大(da)，對大(da)氣(qi)污染嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)小型水泥廠在建(jian)設(she)中不(bu)執(zhi)行(xing)國家“先評價，后建(jian)設(she)”的(de)(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)，出(chu)現了一些新(xin)的(de)(de)(de)不(bu)合理(li)布局和污染超標現象;對大(da)氣(qi)污染防治措施的(de)(de)(de)投資經常(chang)留有(you)缺口或將(jiang)資金挪作(zuo)他用。
由于各(ge)地(di)監測機構受(shou)到經費的限制，不能普遍開展對大(da)氣污染(ran)源(yuan)的例行監測，從而削弱了環(huan)保(bao)部門(men)對污染(ran)源(yuan)的日常監督和管理(li)。環(huan)保(bao)設施操(cao)作(zuo)管理(li)比較(jiao)差，實際(ji)運行率低。許(xu)多(duo)項目盡管開工驗收時可達(da)標，但(dan)在實際(ji)運行中卻超(chao)標排(pai)放。
目前，我(wo)國的(de)(de)大氣污(wu)染已(yi)嚴重(zhong)危害了(le)(le)(le)人們的(de)(de)身體(ti)健康。研(yan)究表明，在(zai)中國引起慢性障礙性呼吸(xi)道疾病的(de)(de)主要(yao)決(jue)定因(yin)素(su)是大氣污(wu)染。大氣污(wu)染造(zao)(zao)成(cheng)了(le)(le)(le)巨大的(de)(de)經濟(ji)損失(shi)，制約了(le)(le)(le)經濟(ji)的(de)(de)發展。僅(jin)酸雨造(zao)(zao)成(cheng)的(de)(de)經濟(ji)損失(shi)就(jiu)達到1200億元以上(shang)，約占當(dang)年(nian)國民生產總(zong)值2%。大氣污(wu)染嚴重(zhong)的(de)(de)狀況成(cheng)為(wei)人們對社會(hui)不滿的(de)(de)因(yin)素(su)之(zhi)一，甚至(zhi)影(ying)(ying)響(xiang)了(le)(le)(le)一些地區的(de)(de)社會(hui)安定。與此同時(shi)，我(wo)國的(de)(de)大氣污(wu)染程度也(ye)在(zai)國際(ji)上(shang)造(zao)(zao)成(cheng)了(le)(le)(le)不良的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，首都北京已(yi)被(bei)世界(jie)衛生組織列(lie)為(wei)大氣污(wu)染最嚴重(zhong)的(de)(de)城市之(zhi)一，這(zhe)將對我(wo)國的(de)(de)社會(hui)主義現代化建設以及國際(ji)交往(wang)帶來(lai)不利影(ying)(ying)響(xiang)。
環境(jing)保(bao)護(hu)是(shi)(shi)我(wo)國(guo)的一項基本(ben)國(guo)策，我(wo)國(guo)又是(shi)(shi)《京都議(yi)定(ding)書》的簽字國(guo)，為了我(wo)國(guo)經濟(ji)建設的可持續發展和(he)資源的有效(xiao)利用，到(dao)2020年實現黨的十六大會議(yi)報告中提(ti)出(chu)的小康社會目(mu)標以(yi)及人門對生活環境(jing)的要求越來越高，提(ti)高水泥(ni)工業的環保(bao)技(ji)術(shu)水平，減少有害氣體的排放顯得非常重要和(he)迫切。
三、比較
表1國內外水泥工業技術(shu)現(xian)狀(zhuang)對比
對比項世界先進水平(ping)中國水平(ping)
新型干法窯(yao)生(sheng)產能力日本占98.3%;意大利占96.5%約10%，窯(yao)外分解窯(yao)125臺/年
企業平均(jun)規模世界(jie)60—100萬(wan)(wan)t;歐洲70—80萬(wan)(wan)噸(dun)6.62萬(wan)(wan)噸(dun)
日(ri)本達到256萬(wan)t
全員勞動生產率法國3273t/人年(nian)地(di)方水泥：160t/人年(nian)
德國(guo)3015t/人(ren)(ren)年全國(guo)平均：284t/人(ren)(ren)年
日本15000t/人年
設(she)備運轉率92%85%
熟料(liao)熱耗2900kj/kg(日本)5121kj/kg(回轉窯平均)
窯外分解窯熱耗2888熟(shu)料3555kj/kg熟(shu)料
熟料煤耗100kg標準(zhun)煤/t175kg標準(zhun)煤/t
水泥綜合電耗92kWh/t114kWh/t
水泥散裝(zhuang)率80%—90%以上20%
表2我國水泥廠(chang)與(yu)其它國家(jia)水泥廠(chang)污染(ran)物排(pai)放標準的(de)限制對(dui)比
國別粉塵(chen)(mg/N立(li)方米)二(er)氧化硫二(er)氧化氮備注
窯冷卻機其(qi)它(ta)(mg/N立(li)方(fang)米(mi))(mg/N立(li)方(fang)米(mi))
德國505050400500
法國50100305001200
英(ying)國405050200900
中國10010050400800
中國1501501508001600
中國(guo)10010050600400
日本(ben)505050750500
馬(ma)來西亞1001001002002000
土耳其1205050300400
意(yi)大利(li)15—302010400700
美(mei)國約(yue)70約(yue)40肉眼不看見約(yue)750約(yue)900
水泥(ni)工業大(da)氣污染治理的技術(shu)依據:
1、國(guo)家環保產業“十五”計劃和(he)2010年(nian)遠景規劃;
2、水泥工(gong)業的“十五(wu)”發展規劃;
3、《中華人民共和國環境保護法》;
4、《水泥(ni)廠(chang)大氣污染(ran)物排放標準》GB4915-1996;
正在(zai)修訂(ding)：取消(xiao)地區類(lei)別、熱力設備：<100Mg/Nm3、通風設備：<50Mg/Nm3、噸產品(pin)排(pai)放量(liang)(liang)：<0.5Kg/噸產品(pin)(現狀：立窯(yao)3Kg/噸產品(pin)、旋(xuan)窯(yao)1Kg/噸產品(pin);發(fa)達國家0.04-0.07Kg/噸產品(pin))、排(pai)污許可證(zheng)制度(總量(liang)(liang)550萬(wan)噸/年)。
5、《中華人民共和國(guo)大氣(qi)污染防治法》(修正);
6、《立(li)窯水泥廠防塵技(ji)術規程(cheng)》GB5984-86;
7、《保護農作物(wu)的大氣污染物(wu)最高允許濃度》GB9137-88;
8、《國(guo)務(wu)院關于環境保護(hu)若干問(wen)題(ti)的規(gui)定》;
9、相(xiang)關的環(huan)保技(ji)(ji)術政策和水泥工業先進成熟的技(ji)(ji)術及(ji)裝備。
10、《大氣污染物綜(zong)合排放標準》GB16297-1996;SO2、顆粒物、
11、《鍋爐大(da)氣污染物排放標準(zhun)》GB13271-1996;粉塵、SO2、
12、《工(gong)業爐大氣污染物排放標準》GB9078-1996;煙塵、
利用遍(bian)布全國(guo)的水泥廠(chang)解決廢渣和垃(la)圾(ji)問題：煤矸石利用量3000多(duo)萬噸(dun)(dun)/年(nian);電廠(chang)的粉煤灰(hui)6000多(duo)萬噸(dun)(dun)/年(nian);利用水泥窯來燒垃(la)圾(ji)已經在多(duo)家水泥廠(chang)實驗。
水泥工業大氣污染治理的(de)原則
口號(hao)：實現(xian)水(shui)泥工業現(xian)代化(hua)和藍天、綠色的(de)、同大(da)氣和地球(qiu)相容的(de)“生態環境材料型”產業。
預防為主、減少(shao)排污
加強(qiang)工(gong)藝(yi)設備的(de)密(mi)封堵(du)漏、減(jian)少(shao)不必(bi)要的(de)排(pai)放點、如選(xuan)用分解爐內低溫燃(ran)燒減(jian)少(shao)NOX的(de)排(pai)放和預熱分解系(xi)統對窯內產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)NOX有還原作(zuo)用等先進的(de)水泥(ni)生(sheng)(sheng)產(chan)技術。
選用高(gao)效治污設備、降(jiang)低排放量
近二十年，現代(dai)技術的(de)發展和(he)進步(bu)給環境保護帶來了很大(da)的(de)變化。如一(yi)級除塵的(de)入(ru)口濃度可以達到(dao)1600g/m3以上;這就(jiu)簡(jian)化了除塵工藝流程(cheng)，便于維護和(he)管理，克服了水泥行業原來二級除塵帶來的(de)問題(ti)。
選用統一型號不同規格的治污設備(bei)，減少備(bei)品備(bei)件，便于維護(hu)和管(guan)理。
加強治(zhi)污設備(bei)的管(guan)理和維護，“三(san)分設備(bei)，七分管(guan)理”，要把治(zhi)污設備(bei)和主機(ji)設備(bei)等同管(guan)理。
結合工藝(yi)選用治污設備，建材行業有建材行業的特(te)殊(shu)性，不同于(yu)鋼鐵、冶金、化工等行業。有高溫(wen)、高濕(shi)等特(te)點。
選用正規廠(chang)家的產品(pin)，正規廠(chang)家的產品(pin)技術有(you)保障，出(chu)了(le)問題有(you)人解決。
合理的治污(wu)工藝設計(ji)(ji)，風(feng)機選型(xing)、非標工藝設計(ji)(ji)等(deng)。
采(cai)用新技術對老的治(zhi)污設備進行改造
四、粉塵和氣體(ti)的性質
(一)、粉塵(chen)的基本性質
粉(fen)塵(chen)是(shi)由自然力或(huo)機械力產生(sheng)的，能夠懸(xuan)浮(fu)于(yu)空(kong)氣中的固(gu)(gu)(gu)體(ti)細小微(wei)粒。國際上將粒徑小于(yu)75μm的固(gu)(gu)(gu)體(ti)懸(xuan)浮(fu)物(wu)定義為(wei)粉(fen)塵(chen)。在除塵(chen)技術(shu)中，一(yi)般將1～200μm乃至更大顆粒的固(gu)(gu)(gu)體(ti)懸(xuan)浮(fu)物(wu)視為(wei)粉(fen)塵(chen)。對(dui)于(yu)粒徑為(wei)0.01～1μm的小固(gu)(gu)(gu)體(ti)粒子(zi)稱為(wei)煙(yan)塵(chen)，煙(yan)塵(chen)基本上是(shi)保(bao)持(chi)懸(xuan)浮(fu)狀態而不(bu)能沉降(jiang)的。
對于(yu)(yu)除塵(chen)作(zuo)業來說，從環保要求出發，主要是捕(bu)集(ji)粒(li)徑為0.1～10μm的煙塵(chen)、粉塵(chen)，因(yin)其粒(li)徑小，對人體危害最大(da)。同時(shi)，大(da)于(yu)(yu)10μm的粉塵(chen)易(yi)于(yu)(yu)沉降(jiang)，除塵(chen)容易(yi)實現。小于(yu)(yu)0.1μm的重量(liang)影響很小，對排放(fang)濃度影響不(bu)大(da)。
1、粉塵的(de)分類(lei)及特性
⑴按物質組成(cheng)分(fen)類
按物(wu)質組成粉(fen)塵(chen)(chen)可分(fen)為有機(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)、無機(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)、混合粉(fen)塵(chen)(chen)。有機(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)包括(kuo)植物(wu)粉(fen)塵(chen)(chen)、動物(wu)粉(fen)塵(chen)(chen)、加(jia)工有機(ji)物(wu)的粉(fen)塵(chen)(chen);無機(ji)粉(fen)塵(chen)(chen)包括(kuo)礦塵(chen)(chen)、金(jin)屬(shu)塵(chen)(chen)、加(jia)工無機(ji)物(wu)產生的粉(fen)塵(chen)(chen)等。
⑵按粒徑分類
按塵(chen)徑大小或在顯微鏡下(xia)可(ke)見程度(du)粉塵(chen)分為：粗塵(chen)，粒(li)徑大于(yu)40μm，相當(dang)于(yu)一般篩分的最小粒(li)徑;細粉塵(chen)，粒(li)徑10～40μm，在明亮光(guang)線下(xia)肉(rou)眼可(ke)以(yi)見到;顯微塵(chen)，粒(li)徑0.25～10μm，用光(guang)學顯微鏡可(ke)以(yi)觀(guan)(guan)察;亞顯微塵(chen)，粒(li)徑小于(yu)0.25μm，需用電子顯微鏡才能觀(guan)(guan)察到。
⑶按形狀分類
不同(tong)形(xing)(xing)狀的粉塵可(ke)分為：(a)三向(xiang)等長(chang)(chang)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，即(ji)長(chang)(chang)、寬、高(gao)的尺寸相同(tong)或接近的粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi);(b)片(pian)形(xing)(xing)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，即(ji)兩方(fang)向(xiang)的長(chang)(chang)度比第三方(fang)向(xiang)長(chang)(chang)得多，如(ru)薄片(pian)狀、鱗(lin)片(pian)狀粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi);(c)纖維(wei)形(xing)(xing)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，即(ji)一(yi)個方(fang)向(xiang)長(chang)(chang)得多得粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，如(ru)柱狀、針(zhen)狀、纖維(wei)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi);(d)球形(xing)(xing)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，外形(xing)(xing)呈(cheng)圓形(xing)(xing)或橢圓形(xing)(xing)。
⑷按物理化學特性(xing)(xing)(xing)分類(lei)：由粉塵(chen)的(de)濕潤(run)性(xing)(xing)(xing)、粘性(xing)(xing)(xing)、燃(ran)燒爆炸性(xing)(xing)(xing)、導電(dian)性(xing)(xing)(xing)、流動(dong)性(xing)(xing)(xing)可以區(qu)分不同屬性(xing)(xing)(xing)的(de)粉塵(chen)。
⑸其它分類中還可分為(wei)生產性粉塵(chen)和(he)大氣塵(chen)，纖(xian)維性粉塵(chen)和(he)顆粒(li)狀粉塵(chen)，一(yi)次(ci)揚塵(chen)和(he)二次(ci)揚塵(chen)。
2、粉塵特性
粉(fen)塵由很多(duo)特殊(shu)的(de)屬(shu)性(xing)，其(qi)中(zhong)與除塵工程密切相關(guan)的(de)由懸浮特性(xing)、擴散特性(xing)、附(fu)著特性(xing)、吸附(fu)特性(xing)、燃燒和爆炸特性(xing)、荷電特性(xing)、流動特性(xing)等。
⑴懸浮(fu)(fu)特性在靜(jing)(jing)止空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)，粉塵顆粒(li)受重力作用(yong)會在空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)沉(chen)降。但(dan)實際空(kong)氣(qi)絕非靜(jing)(jing)止，而是由各(ge)種擾(rao)動氣(qi)流，小于(yu)10μm的(de)塵粒(li)能(neng)夠(gou)長期懸浮(fu)(fu)于(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)。粉塵懸浮(fu)(fu)特性是除塵工程計算的(de)依據之一。
⑵擴散特性是指微細粉塵(chen)隨氣流攜(xie)帶(dai)而(er)擴散。
⑶附著特性(xing)塵粒粘附于(yu)其它粒子或其它物質表(biao)面的特性(xing)。
⑷燃燒和爆(bao)炸(zha)(zha)特性(xing)物(wu)料轉化(hua)(hua)為粉塵(chen)，比表面積增加，提高(gao)了物(wu)質的活性(xing)，在具備燃燒的條件下，可燃粉塵(chen)氧化(hua)(hua)放熱(re)反應(ying)速度(du)超過其散熱(re)能力，最終(zhong)轉化(hua)(hua)為燃燒，稱(cheng)為粉塵(chen)自(zi)燃。當容易爆(bao)炸(zha)(zha)的粉塵(chen)濃度(du)達到爆(bao)炸(zha)(zha)界限并遇明火(huo)時，產生粉塵(chen)爆(bao)炸(zha)(zha)。煤塵(chen)、焦碳塵(chen)、鋁、鎂(mei)和某(mou)些含硫高(gao)的礦塵(chen)均系(xi)爆(bao)炸(zha)(zha)性(xing)粉塵(chen)。
⑸荷(he)電特性由于天然輻射，離子或電子附著(zhu)，塵粒(li)(li)之(zhi)間(jian)或粉(fen)塵與物體之(zhi)間(jian)的摩擦，使塵粒(li)(li)帶(dai)有電荷(he)。
⑹流動特(te)性塵粒(li)的集合體(ti)在受外力(li)時，塵粒(li)之間發生相(xiang)對位置(zhi)移動，近(jin)似于流體(ti)運動的特(te)性。
(二)粉(fen)塵的密(mi)度
單位體(ti)積(ji)粉塵(chen)(chen)(chen)的(de)質量稱(cheng)為(wei)粉塵(chen)(chen)(chen)的(de)密(mi)(mi)度(du)。排出粉塵(chen)(chen)(chen)顆(ke)粒之間(jian)及其內部的(de)空(kong)隙后(hou)，包括粉塵(chen)(chen)(chen)顆(ke)粒之間(jian)及其內部的(de)空(kong)隙，單位體(ti)積(ji)松(song)散(san)粉塵(chen)(chen)(chen)的(de)質量稱(cheng)為(wei)堆(dui)積(ji)密(mi)(mi)度(du)，又稱(cheng)假密(mi)(mi)度(du)。
(三)粉塵的粒徑和分(fen)散(san)度
粒徑是(shi)表征(zheng)粉(fen)(fen)塵(chen)顆(ke)粒狀(zhuang)態(tai)的重(zhong)要參數(shu)。粉(fen)(fen)塵(chen)顆(ke)粒狀(zhuang)態(tai)是(shi)粉(fen)(fen)塵(chen)顆(ke)粒大小和形態(tai)的表征(zheng)。粉(fen)(fen)塵(chen)粒徑的分布稱(cheng)為分散度。
(四(si))粉塵(chen)的含水率(水分)
粉(fen)塵(chen)的(de)含(han)水率是(shi)指水分在(zai)粉(fen)塵(chen)中的(de)重量占(zhan)粉(fen)塵(chen)總重的(de)百分數。含(han)水率與附(fu)著力又很大關(guan)系，特別影響清(qing)灰作用，一般來(lai)說(shuo)，含(han)水率很小的(de)干(gan)粉(fen)塵(chen)，其粘(zhan)附(fu)力小，清(qing)灰較(jiao)易(yi);很濕的(de)粉(fen)塵(chen)，其粘(zhan)附(fu)力就大，清(qing)灰比較(jiao)困難。
(五)粉塵的比表(biao)面積(Sv)
單位質(zhi)量粉(fen)(fen)塵的(de)(de)總表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)稱為(wei)比表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)，用平(ping)方厘米(mi)每克(ke)表(biao)(biao)示(cm2/g)。粉(fen)(fen)塵的(de)(de)粒(li)徑越(yue)小，則(ze)比表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)越(yue)大，比表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)越(yue)大，則(ze)粉(fen)(fen)塵的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活力越(yue)大。比表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)對(dui)粉(fen)(fen)塵的(de)(de)濕潤(run)、溶解、凝聚、吸(xi)附(fu)、燃(ran)爆的(de)(de)性質(zhi)都(dou)又(you)直接的(de)(de)影(ying)響。
(六)粉塵濃度
粉塵(chen)(chen)濃度是指單位體積氣體中所含粉塵(chen)(chen)的(de)重量。
粉塵對環境(jing)的(de)污染與濃度有很大關(guan)系，因此(ci)各(ge)國的(de)環保法都對各(ge)作業場所規(gui)定最高(gao)容許濃度，對除塵設備也規(gui)定了最高(gao)排放濃度。
五、氣體的(de)基本性(xing)質(zhi)
作為除(chu)塵(chen)作業的(de)對(dui)象，粉塵(chen)是(shi)懸浮于氣體(ti)中的(de)，因此氣體(ti)的(de)性(xing)質對(dui)除(chu)塵(chen)具(ju)有十分(fen)重要的(de)影響，尤其是(shi)袋式除(chu)塵(chen)器，在考慮(lv)壓(ya)力(li)損失、選(xuan)用濾料材(cai)質、決定(ding)清灰方(fang)式等都與(yu)氣體(ti)的(de)性(xing)質有關。
氣(qi)體(ti)的基本性質包括氣(qi)體(ti)的壓力、溫度(du)(du)、密(mi)度(du)(du)、濕度(du)(du)、粘(zhan)度(du)(du)以及雷諾數(shu)(shu)和馬赫數(shu)(shu)等。
1、氣體的(de)壓力(li)
根(gen)據氣體分(fen)子運(yun)動理(li)論，氣體的壓(ya)力是由(you)于大(da)量分(fen)子對(dui)容器(qi)內(nei)壁撞擊的總(zong)效果。以單位(wei)面積上所(suo)受的力來度量，故亦稱壓(ya)強，單位(wei)用Pa表示。
2、氣體的溫(wen)度
溫度是表征物(wu)體(ti)冷(leng)熱程(cheng)度的物(wu)理量。在工程(cheng)應用(yong)中大多采用(yong)國際百(bai)分(fen)溫標(biao)，即(ji)t(℃)。在氣體(ti)熱力學中則采用(yong)絕(jue)對溫標(biao)，T(K)。兩種(zhong)溫標(biao)的關(guan)系式為：
T=273+t
氣(qi)體(ti)的溫度是(shi)一個重要的參數(shu)，它影響氣(qi)體(ti)的體(ti)積、壓力、粘性、密度等參數(shu)，在除塵(chen)工程中，它還影響到除塵(chen)設備的承受能(neng)力。
3、氣體的密(mi)度
單位氣(qi)體(ti)所具有的質量稱為(wei)密度(du)。氣(qi)體(ti)的密度(du)不但與(yu)組成氣(qi)體(ti)的成分有關(guan)，還隨著溫度(du)、壓力的變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)。
4、氣體的(de)粘度
流體在流動時產生內摩擦力(li)(li)，這種性質稱(cheng)為(wei)流體的粘(zhan)(zhan)(zhan)性。粘(zhan)(zhan)(zhan)度(du)(或稱(cheng)粘(zhan)(zhan)(zhan)滯(zhi)系數)的定義是切應力(li)(li)與(yu)切應變(bian)的變(bian)化率之比，是用來(lai)度(du)量流體粘(zhan)(zhan)(zhan)性的大小，由流體的性質而定。
氣體(ti)的粘度(du)是隨著溫(wen)度(du)的增高而增大(與(yu)液體(ti)相反(fan))，與(yu)壓力幾乎沒(mei)有關系。在(zai)袋式除(chu)塵(chen)器(qi)中(zhong)，濾袋的壓力損失與(yu)氣體(ti)的粘度(du)成正(zheng)比，粉塵(chen)的沉降速(su)度(du)與(yu)氣體(ti)的粘度(du)成反(fan)比。
5、氣體的濕度(du)
氣(qi)體中常含有一(yi)(yi)定的水蒸氣(qi)，氣(qi)體中含水蒸汽的多少就用濕度來表示。一(yi)(yi)般(ban)有兩(liang)種(zhong)方式表示：
⑴絕對濕度
絕對濕度(du)是指單位(wei)體積中(zhong)(zhong)所(suo)含(han)水蒸(zheng)(zheng)汽的(de)質量(Kg/m3)。當(dang)濕氣體中(zhong)(zhong)水蒸(zheng)(zheng)汽的(de)含(han)量達到該溫(wen)度(du)所(suo)能容(rong)許的(de)最大(da)值時的(de)氣體狀態稱(cheng)為飽和狀態。
⑵相對濕度
相(xiang)對濕度(du)(du)是指單位(wei)體(ti)積氣體(ti)中所含水(shui)蒸汽的(de)(de)密(mi)度(du)(du)與在同溫度(du)(du)、同壓力下飽和狀態時水(shui)蒸氣的(de)(de)密(mi)度(du)(du)之比的(de)(de)百分(fen)數(shu)。
對(dui)于(yu)袋(dai)式除塵(chen)器來說，氣(qi)體(ti)(ti)濕度高，容易(yi)“糊袋(dai)”、清灰困難、易(yi)結露(lu)，氣(qi)體(ti)(ti)異常(chang)干燥時，易(yi)產(chan)生靜(jing)電。總的來說，干氣(qi)體(ti)(ti)較濕氣(qi)體(ti)(ti)除塵(chen)效果要好。
6、氣(qi)體(ti)的露點
露點是指氣(qi)體(ti)的(de)氣(qi)壓不(bu)變，水蒸氣(qi)含量不(bu)增減的(de)情況下，未飽和氣(qi)體(ti)因冷卻而達到飽和狀(zhuang)態時的(de)溫度。因此，露點是一種氣(qi)體(ti)濕度的(de)表示法(fa)。
當相對濕度達(da)到(dao)100%，即濕體(ti)已(yi)(yi)達(da)飽和狀(zhuang)態(tai)時(shi)，氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)水蒸氣(qi)(qi)分子的(de)含量已(yi)(yi)達(da)到(dao)容許的(de)最大值，此時(shi)溫度稍有降低，就必然(ran)有一部分水蒸氣(qi)(qi)分子不能再以(yi)氣(qi)(qi)態(tai)存在于氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)，而從氣(qi)(qi)體(ti)中(zhong)析出來成為液體(ti)，這叫(jiao)“結(jie)露”，或叫(jiao)“冷(leng)凝(ning)”。
氣(qi)體的結露(lu)對除塵(chen)器的工(gong)作很不利(li)，它能使粉塵(chen)的含(han)水率增大而粘結在(zai)濾袋(dai)上，造成清灰困(kun)難;還能腐(fu)蝕(shi)(shi)除塵(chen)設備，降低使用壽命，尤其是(shi)氣(qi)體中(zhong)含(han)有(you)硫化物時，硫會溶(rong)解(jie)于水中(zhong)形成強腐(fu)蝕(shi)(shi)劑(ji)腐(fu)蝕(shi)(shi)除塵(chen)設備，因此，在(zai)除塵(chen)作業(ye)中(zhong)必(bi)須(xu)防(fang)止結露(lu)現象發生。
氣(qi)體(ti)的(de)露點除與(yu)濕度(du)相(xiang)(xiang)關外(wai)，還與(yu)氣(qi)體(ti)的(de)成分有(you)關。尤其是(shi)氣(qi)體(ti)中含(han)有(you)三氧(yang)化硫時，即使是(shi)少量的(de)，也(ye)可以(yi)使氣(qi)體(ti)露點溫度(du)達到100℃以(yi)上，這一點應充分注意。水泥廠窯尾的(de)煙氣(qi)與(yu)發電(dian)廠鍋爐相(xiang)(xiang)比(bi)硫氧(yang)化物比(bi)較(jiao)少，原(yuan)因是(shi)硫容易被(bei)生料中的(de)堿成份中和。
下表列出了水(shui)泥(ni)廠窯尾煙(yan)氣的相對濕度和露(lu)點：
窯型煙氣(qi)溫(wen)度(du)相(xiang)對濕(shi)度(du)%露點℃
帶(dai)預熱(re)鍋爐的干法(fa)窯190740
帶懸(xuan)浮預熱(re)器干法窯300～350預熱(re)利(li)用后1033～38
機立窯50～1901540～55
濕法長(chang)窯120～2204065～75
帶過(guo)濾器的濕法窯120～1901865～75
立波爾(er)窯80～1301845～60
7、雷諾數
判斷(duan)流動狀態的一(yi)個無因次數(shu)。
8、馬赫數
氣流速(su)度與音速(su)的(de)比值。
9、導熱系數
在穩(wen)定條件和單位溫差作用下，通過單位厚(hou)度、單位面積(ji)的勻質(zhi)材料的熱流量，稱(cheng)為(wei)導熱系(xi)數，亦稱(cheng)熱導率。
10、熱擴散率
是表征(zheng)在加熱(re)或冷(leng)卻時各部分溫度趨(qu)于(yu)一致的能力。它是材料(liao)的導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)與其(qi)比熱(re)容(rong)和密度乘積(ji)的比值，也稱熱(re)擴散系(xi)數(shu)。
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