關(guān)于機(jī)立窯水泥煙塵治理的思考
一、 機(jī)立窯水泥煙塵治理是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)
時(shí)下談起水泥立窯大部分人會(huì)立即聯(lián)想到“滾滾煙塵”和“夕陽工業(yè)”這兩個(gè)詞，因而機(jī)立窯“短命論”、“近期淘汰論”一時(shí)大行其道。機(jī)械化立窯水泥生產(chǎn)線當(dāng)真會(huì)在近幾年內(nèi)退出歷史舞臺(tái)嗎？筆者認(rèn)為“此論言之過早”，至少在最近10-20年內(nèi)會(huì)有生命力。
“ 立窯”其實(shí)是中國特色的水泥生產(chǎn)設(shè)備，因?yàn)槠湓O(shè)備簡(jiǎn)單、投資省、建設(shè)周期短、收效快的特點(diǎn)，在上個(gè)世紀(jì)下半葉得到了迅猛發(fā)展，幾乎是遍地開花，目前僅省內(nèi)就有近千家生產(chǎn)線之多。特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)和貧困石灰?guī)r地區(qū)，幾乎成為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支柱和就業(yè)保障。可見“立窯”具有深厚的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)基礎(chǔ)，不可能短時(shí)間人為地消失。但是，由于“立窯”自身的低品質(zhì)高耗能和對(duì)環(huán)境污染大等因素，又注定了“立窯”必然是一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過渡時(shí)期產(chǎn)物。
目前的立窯水泥行業(yè)還存在另外兩個(gè)與環(huán)保治理有關(guān)的重要特征：一是所有權(quán)大部分屬于國有所有或集體，但經(jīng)營權(quán)大部分已承包給個(gè)體，只有少部分任屬于國有或集體經(jīng)營，占大多數(shù)的個(gè)體經(jīng)營者承包期一般3-5年，所以承包者又處于競(jìng)爭(zhēng)和更換狀態(tài)。這樣一來長期的環(huán)保治理事業(yè)和短期的承包經(jīng)營行為產(chǎn)生巨大的矛盾，直接結(jié)果是大多數(shù)承包者產(chǎn)生了“應(yīng)付了事”的觀點(diǎn)，并將此觀念付諸實(shí)際。二是水泥市場(chǎng)近年來一直低迷，水泥又屬重貨物，受運(yùn)輸費(fèi)用制約，利潤半徑距離本來就小，這樣一來，高昂的環(huán)保治理費(fèi)用，自然給立窯水泥行業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，這是短期承包者所無法忍受的，直接的后果就是“不檢查不開機(jī)”。這種“被動(dòng)開機(jī)”行為大行其道。
因此，在近10-20年內(nèi)機(jī)立窯水泥煙塵治理將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)其內(nèi)在的因素應(yīng)引起環(huán)保部門的高度重視。
二、 機(jī)立窯水泥煙塵治理現(xiàn)狀
1． 從數(shù)量上看，經(jīng)過2000年“一控雙達(dá)標(biāo)”和近二年“回頭看”的整治，全省立窯水泥煙塵治理基本都上了措施和設(shè)備，少數(shù)立窯還沒有上措施和設(shè)備，主要分布在邊遠(yuǎn)山區(qū)。
2． 從治理措施的方法看，可以歸納為以下五大措施十種方法：
（1） 布袋除塵器：依據(jù)布袋過濾面積可分為大布袋和小布袋；依據(jù)清灰方式可分為反吹風(fēng)型和低壓脈沖型。
（2） 靜電除塵器（指立式）：依據(jù)收塵板面積可分為大靜電和小靜電；依據(jù)收塵板結(jié)構(gòu)可分為管立式和掛壁式。
（3） 濕法除塵器：可分為水噴淋式、水噴淋加介質(zhì)過濾組合式等多種方式。
（4） 濕法和靜電組合式除塵器：可分為濕法靜電除塵器和水噴淋靜電二極除塵器。
（5） 超聲波和濕法組合式除塵器。
3． 從治理設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)上分析：
上述五大措施十余種方法中，只有大布袋和大靜電二種方法能夠達(dá)到環(huán)保治理和發(fā)展的雙要求，其余的措施和方法不是設(shè)計(jì)質(zhì)量上靠不住就是不適應(yīng)環(huán)保發(fā)展的新要求。例如，小布袋和小靜電除塵器，首先從設(shè)計(jì)上就存在嚴(yán)重的缺陷，其設(shè)計(jì)處理廢氣量不留余地，更有甚者達(dá)不到所需處理廢氣量的要求，根本無法適應(yīng)溫度、濕度、粉塵濃度均變化無常的立窯煙氣，常常是開機(jī)不到幾個(gè)小時(shí)，就無法正常運(yùn)行，根本談不上正常使用。其次這種除塵器伴隨著設(shè)計(jì)粗糙、質(zhì)量十分低劣，不到一年甚至半年已經(jīng)腐蝕或損壞得差不多了，又如濕法除塵器，暫且不論設(shè)備的質(zhì)量如何，就設(shè)計(jì)的角度看，做不到粉塵濃度小于150mg/Nm3（GB4915-1996《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》）已經(jīng)是比較困難，隨著環(huán)保治理要求的提高，要求粉塵排放濃度100mg/Nm3（GB44/27-2001《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》第一時(shí)段二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）就幾年是不可能做到的了。濕法和靜電組合式除塵器，由于其自身的缺陷，如濕法靜電除塵器收集下來的泥水存在泥水分離和水回收使用的問題，濕法-靜電二極靜電除塵器存在耗能大，泥水分離和水回收問題，因而不可能得到推廣使用。超聲波和濕法組合式除塵器本身除塵效率低，根本無法適應(yīng)環(huán)保發(fā)展的要求。
4． 從環(huán)保意識(shí)上看，據(jù)筆者了解由于占立窯多數(shù)的個(gè)體承包者持有“應(yīng)付了事” 和“不檢查不開機(jī)”的觀點(diǎn)，因此水泥立窯行業(yè)總的講環(huán)保意識(shí)較薄弱。這樣一種環(huán)保意識(shí)給環(huán)保治理事業(yè)帶來的后果幾乎是不堪設(shè)想的、災(zāi)難性的。從以下二個(gè)方面可以看出這種后果的嚴(yán)重性。
（1） 占大比例的水泥廠立窯除塵器造型失誤。在““應(yīng)付了事” 和“不檢查不開機(jī)”的意識(shí)主導(dǎo)下，在一控雙達(dá)標(biāo)其間，大部分立窯除塵選擇投資少的小布袋、小靜電、濕法除塵、超聲波除塵器等，只有少部分立窯在環(huán)保部門強(qiáng)硬措施下，才選擇了大布袋和大靜電除塵器。這樣隨著時(shí)間推移，環(huán)保治理力度的加強(qiáng)，和環(huán)保治理要求的提高，不達(dá)標(biāo)排放或假達(dá)標(biāo)排放這一矛盾逐步暴露出來，許多水泥廠立窯被環(huán)保部門強(qiáng)令拆除，進(jìn)行二次除塵設(shè)備選型和投資也時(shí)有見報(bào)，不再是什么新聞了。相信隨著時(shí)間推移，更多的矛盾會(huì)暴露出來，會(huì)有愈來愈多的水泥廠立窯除塵設(shè)備需要拆除，需要付出二次投資的代價(jià)，這樣給已是經(jīng)濟(jì)不景氣的水泥立窯行業(yè)雪上加霜，也造成了極大的社會(huì)浪費(fèi)。
（2） 由于在短時(shí)間內(nèi)就要進(jìn)行二次投資，這樣給環(huán)保治理事業(yè)帶來更大的困難。使該行業(yè)的環(huán)保治理任務(wù)更加艱巨。
5． 綜上所述，我們可以將機(jī)立窯水泥煙塵治理現(xiàn)狀總結(jié)如下：
（1） 已上措施設(shè)備、能正常運(yùn)行、且能日常運(yùn)行的立窯占少數(shù)。
（2） 還沒有上措施設(shè)備的立窯任有少數(shù)，主要在邊遠(yuǎn)山區(qū)。
（3） 已上措施設(shè)備、無法正常運(yùn)行或不適應(yīng)環(huán)保治理發(fā)展要求的立窯占多數(shù)。主要是小布袋、小靜電、濕法、超聲波等除塵設(shè)備。
三、 大布袋和大靜電除塵器技術(shù)成熟的原因及技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比。
所謂大布袋除塵器是相對(duì)小布袋除塵器而言，小布袋除塵器是指除塵器體型小、過濾面積。ㄐ∮诨虻扔谒杼幚韽U氣量要求的面積），過濾風(fēng)速大的布袋除塵器。主要設(shè)計(jì)缺點(diǎn)是沒有調(diào)節(jié)余量，無法應(yīng)付溫度、濕度、粉塵濃度變化無常的立窯廢氣，這種除塵器基本上無法正常運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)是投資。38-43萬元/臺(tái)），適合畸形的市場(chǎng)要求。大布袋除塵器體型大，大布袋過濾面積大，一般是所需處理廢氣量要求面積的1.2-1.5倍過濾風(fēng)速小。因此大布袋除塵器能夠從窯應(yīng)對(duì)溫度、濕度、粉塵濃度變化無常的立窯廢氣，從而能夠正常地運(yùn)行使用。但投資大（一般72-120萬元/臺(tái)）
所謂的大靜電除塵器是相對(duì)小靜電除塵器而言。小靜電除塵器是指除塵器體型。ㄒ话愀12米，截面積16-20米2），極板收塵面積小（600米2），煙氣在除塵器本體中流速大、停留時(shí)間短（6秒）的靜電除塵器。設(shè)計(jì)主要缺點(diǎn)是沒有調(diào)節(jié)余量，無法應(yīng)對(duì)溫度、濕度、粉塵濃度變化無常的立窯廢氣；另方面施工、材質(zhì)、精確度和其它配套器材十分低劣，這種除塵器基本上無法正常運(yùn)行，優(yōu)點(diǎn)是投資。23-33萬元/臺(tái)），適合畸形的市場(chǎng)要求。大靜電除塵器體型大（一般高17-18米，截面積23-38米2），極板收塵面積大（1000-1800米2）,一般是所需處理廢氣量要求面積的1.2-1.8倍，煙氣在除塵器本體的流速小，停留時(shí)間長（16-24秒）。另方面施工、材質(zhì)、精確度和其它配套器材十分優(yōu)異。因此，大靜電除塵器能夠從窯應(yīng)對(duì)溫度、濕度、粉塵濃度變化無常的立窯廢氣。從而能夠正常地運(yùn)行使用。但造價(jià)高（一般48-68萬元/臺(tái)）。
下面將大布袋和大靜電除塵器主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比如下：
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四、 對(duì)靜電除塵器理解誤區(qū)的原因分析
筆者認(rèn)為時(shí)至今日，大多數(shù)的環(huán)保執(zhí)法人員、水泥廠管理人員、甚至有些專家人員，對(duì)靜電除塵器能否成功地在機(jī)立窯水泥煙塵治理上得到應(yīng)用，還是心存疑問。如2002年4月第二步期《廣東建材信息》中一篇轉(zhuǎn)載《中國建材報(bào)》的文章：《專家談：以高標(biāo)準(zhǔn)治理立窯水泥煙塵，文中談到電除塵器技術(shù)是這樣描述的“……但由于立窯煙氣具有水分大、含有大量腐蝕性氣體、粉塵比電阻變化大等特性，存在極板高溫放電現(xiàn)象，造成維修量大，使用壽命短，影響機(jī)立窯運(yùn)轉(zhuǎn)率的提高，且不易做到全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，就目前國內(nèi)技術(shù)而言，建議不要選用該類除塵器用于水泥立窯煙氣除塵。”文中談到袋式除塵器又是這樣描述的：“……盡管袋式除塵器存在普遍罖認(rèn)為的一次性投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，其操作要求與機(jī)械化立窯先進(jìn)的暗火籪燒工藝相矛盾等缺點(diǎn)，但就目前技術(shù)而言，袋式除塵器是機(jī)械化立窯粉塵治理唯一可靠的技術(shù)裝備。”“低成本熱源的提供，有助于解決袋式除塵器的操作要求與水泥立窯先進(jìn)的暗火操作工藝相矛盾的問題”。筆者拜讀了該專家的宏論，認(rèn)為該專家除了向向純國外電除塵器技術(shù)外，對(duì)國內(nèi)電除塵技術(shù)發(fā)展的了解尚處于粥保中的嬰兒階段，而幻想自天而降來個(gè)“低成本熱源”簡(jiǎn)直是幼到可笑，因?yàn)?ldquo;低成本熱源”是全世界科學(xué)家追求的目標(biāo)，看來布袋除塵器只能等待這個(gè)世界難題的解決。又如2002年十月第五期《廣東環(huán)保產(chǎn)業(yè)》中有一篇由廣東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)專家委員會(huì)大氣治理組編寫的《水泥工廠的粉塵治理》的文章，其中談到高壓靜電除塵器有如下描述：“針對(duì)煙氣的特點(diǎn)立窯電除塵必須具有以下功能：
①良好的防腐性能；
②良好的絕緣和防閃洛性能；
③寬參數(shù)控制和跟蹤控制的高壓供電；
④陰極和陽極具有良好的振打脫灰功能。
文中雖然肯定了靜電除塵器處理立窯煙氣是可行和成功的，但心里似乎任有疑濾，所提出了34個(gè)先決條件。筆者認(rèn)為寫文章的都是些大專家，尚且多有不放心之處，何況那些非專家人員心有疑問？可見電除塵在立窯水泥煙塵治理上確實(shí)存在著許多歷史原因和理解誤區(qū)。
1． 歷史原因（2000年以前）：電除塵在水泥行業(yè)是最早使用于生料磨、熟料磨和烘干機(jī)等，并取得了極大的成功。后來雖然使用于立窯尾氣，但畢竟少數(shù)，有成功有失敗，原因很多，但失敗的影響力大，成功的影響力小。總的給人以技術(shù)不成熟的感覺。
2．近年市場(chǎng)因素（2000年以來）：由于占立窯多數(shù)的承包者在2000年一控雙達(dá)標(biāo)期間，持“應(yīng)付了事”和“不檢查不開機(jī)”觀點(diǎn)，形成了一個(gè)逆合了個(gè)體承包者只求省錢和應(yīng)付過關(guān)需求的畸形市場(chǎng)，使明知技術(shù)不過關(guān)的小靜電除塵器卻在環(huán)保市場(chǎng)上大行其道的奇怪現(xiàn)象。而這些承包小靜電除塵器的廠家，基本上是無技術(shù)、無經(jīng)驗(yàn)無設(shè)計(jì)證書的三無廠家，更有甚者，無營業(yè)執(zhí)照的個(gè)人也能占得一定的市場(chǎng)，甚至很受個(gè)體承包者的歡迎。筆者考慮了省內(nèi)各地的立窯，發(fā)現(xiàn)這些小靜電除塵器設(shè)計(jì)和制造得十分可笑，舉幾個(gè)例子來說明一下。例子（1）：某地區(qū)φ3.0m機(jī)立窯使用小靜電除塵器，該除塵器高不足10米，收塵本體高不足6米，截面積約15米2，極板結(jié)構(gòu)采用掛壁式，筆者計(jì)算了一下收塵極板面積約324米2，大概只能適應(yīng)于 16000m3/h的廢氣量，卻使用在有50000 m3/h左右廢氣量的立窯上，可見其袖珍和縮水程度了。例子（2）：某地區(qū)立窯小靜電除塵器絕緣子采用露天懸掛式，水泥廠長不知原理埋怨一遇到雨天就無法開機(jī)。例子（3）：某地區(qū)立窯小靜電除塵器振打采用偏心輪振打，但陽極板卻和外框架緊閉相連，振打時(shí)聲振如雷，樓層抖動(dòng)，極板上灰卻打不下來。例子（4）：某地區(qū)立窯小靜電除塵器陰極、陽極、外殼板均采用1-2mm的鐵板，鐵板也未進(jìn)行任何防腐處理，不到半年是時(shí)間，里外基本腐蝕破爛……等等。這些廠家和個(gè)人，極大程度地?cái)牧遂o電除塵器在立窯使用的聲譽(yù)。
3． 水泥廠家原因：大部分水泥廠家由于對(duì)環(huán)保治理的不重視，因此對(duì)使用管理更加不重視，基本上只使用不管理維護(hù)。由于管理使用不善，造成靜電除塵器在立窯煙氣治理上使用得不理想，常常處于停停打打局面，這也是造成誤解原因之一。
五、靜電除塵器在立窯水泥煙塵治理上的成功實(shí)例簡(jiǎn)介
我公司最早于1996年在海南省白沙縣白沙水泥廠設(shè)計(jì)制作了第一臺(tái)機(jī)立窯FSD型靜電除塵器，該除塵器至今性能良好，能夠穩(wěn)定運(yùn)行。2001年在韶關(guān)市仁化水泥一廠、新豐萬豐水泥廠、翁源縣水泥廠設(shè)計(jì)制作三臺(tái)機(jī)立窯FSD-23型管立式靜電除塵器，其中翁源縣水泥廠φ2.7m機(jī)立窯FSD-23型管立式靜電除塵器榮獲2002年廣東省優(yōu)秀示范工程稱號(hào)，這是多年來廣東省水泥立窯行業(yè)唯一獲得省環(huán)保優(yōu)秀示范工程榮譽(yù)的立窯設(shè)備。2002年在韶關(guān)市黃崗水泥廠同時(shí)設(shè)計(jì)制作了二臺(tái)FSD-30型靜電除塵器，該型號(hào)立窯靜電除塵器是我公司第二代產(chǎn)品，具有比第一代FSD-23型靜電除塵器更強(qiáng)大的處理立窯煙氣容量（最大處理煙氣能力：75000m3/h），更長的使用壽命（≥8年）更穩(wěn)定可靠的高壓電源供給，并確保半明火工況能達(dá)標(biāo)排放。因此，操作更方便、運(yùn)行更穩(wěn)定可靠、效果更加理想(≤80 mg/Nm3)。目前我公司已經(jīng)研制出第三代FSD-38型立窯除塵器，該型號(hào)靜電除塵器功能比第二代FSD-30型功能更強(qiáng)大，（最大處理立窯煙氣容量 9000 m3/h）解決了振打二次揚(yáng)塵問題，可使粉塵排放濃度達(dá)到≤50mg/Nm3，并且確保窯面正常操作時(shí)出現(xiàn)的半明火和明火工況都能達(dá)標(biāo)排放。
我公司設(shè)計(jì)制作的FSD型立窯管立式靜電除塵器歷經(jīng)了7年時(shí)間磨練，現(xiàn)已有FSD-23、30、38型三代產(chǎn)品。已完全能夠可靠穩(wěn)妥的解決立窯煙氣除塵問題。并且具有造價(jià)低（48、58、68萬元/臺(tái)），相對(duì)大布袋而言，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低（1-2元/噸水泥），能給水泥廠帶來環(huán)保治理純經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)（參見……），最具重要的是，適應(yīng)目前迅猛發(fā)展的先進(jìn)的立窯超低溫（50-70℃）深暗火煅燒工藝，并且在這種工況下獲得更好的收塵效果。
六、述五點(diǎn)闡述，筆者認(rèn)為機(jī)立窯水泥煙塵治理現(xiàn)狀雖然不盡人意，任務(wù)長期而艱巨，但要做好這項(xiàng)環(huán)保事業(yè)也并非十分困難。筆者認(rèn)為只要從以下6個(gè)方面入手，就可以形成一個(gè)：①立窯環(huán)保治理事業(yè)得到保障；②水泥廠家獲得效益；③環(huán)保治理專業(yè)信譽(yù)廠家獲得發(fā)展壯大，這樣一個(gè)三贏的大好局面。
1． 加強(qiáng)環(huán)保治理的宣傳力度，讓水泥企業(yè)、承包者徹底明白環(huán)保治理不是走過場(chǎng)，應(yīng)付了事一定要吃苦頭。
靜電除塵器 2． 加強(qiáng)對(duì)水泥廠環(huán)保管理力度。
3． 加強(qiáng)環(huán)保市場(chǎng)管理，打擊李鬼，維護(hù)信譽(yù)廠家利益。
4．在加強(qiáng)環(huán)保治理宣傳和管理力度同時(shí)，應(yīng)主動(dòng)幫助水泥廠家進(jìn)行設(shè)備選型，把好選型關(guān)。筆者認(rèn)為大部分水泥廠家對(duì)除塵設(shè)備不了解或了解不夠，這也是造成選型失誤的主要原因之一，因此環(huán)保部門幫助廠家了解、認(rèn)識(shí)除塵設(shè)備和廠家，是一項(xiàng)十分必要和重要的工作。以免水泥廠家造成二次甚至三次投資失誤，造成社會(huì)浪費(fèi)。
5． 指導(dǎo)性建立環(huán)保設(shè)備運(yùn)營市場(chǎng)，讓專業(yè)環(huán)保設(shè)備廠家有償幫助水泥廠對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行日常檢修、維護(hù)和管理。這樣第一可以克服水泥廠對(duì)專業(yè)技術(shù)人員不足的缺陷，確保除塵設(shè)備長期正常運(yùn)行減少不必要的損失；第二有利于環(huán)保執(zhí)法部門非監(jiān)督管理；第三有利于專業(yè)廠家發(fā)揮特長和獲得運(yùn)營利潤。
6． 環(huán)保執(zhí)法部門可以通過開現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)覽會(huì)等方式樹立典型范例，大力推廣先進(jìn)的靜電除塵技術(shù)，讓水泥廠、承包者明白立窯水泥煙塵環(huán)保治理是一項(xiàng)有利可圖的事業(yè)，這樣水泥廠、承包者就會(huì)棄下有的“應(yīng)付了事”“不檢查不開機(jī)”等陳舊觀點(diǎn)，積極主動(dòng)加入立窯水泥煙塵治理事業(yè)，形成一個(gè)大好局面。
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