水泥廠主要有害氣體及其防治

摘要:

本文敘述水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的主要有害氣體的危害及其實用防治措施。

水泥生產(chǎn)過程中不僅產(chǎn)生大量煙塵、粉塵，還生成二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、氟化物、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）等有害氣體而污染大氣。粉塵治理已有成熟的技術(shù)與裝備，本文只對主要有害氣體的危害及其防治進行淺述。
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1．主要有害氣體與危害

1．1二氧化硫（SO2）

水泥工業(yè)廢氣中的SO2、主要來源于水泥原料或燃料中的含硫化合物，及在高溫氧化條件下生成的硫氧化物。對于新型干法生產(chǎn)來說，硫和鉀、鈉、氯一樣，是引起預(yù)熱器、分解爐結(jié)皮堵塞的重要因素之一，是一種對生產(chǎn)有害、需要加以限制的一種組分。由于在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)存在充足的鈣和一定量的鉀鈉，所形成的硫酸鹽揮發(fā)性較差、有80%以上殘留在熟料中，因而在廢氣中排放的SO2、和其它工業(yè)窯爐(如電力鍋爐)相比，要少許多。而對于干法中空窯、立窯和濕法水泥生產(chǎn)工藝而言，所排放的SO2量、相對要比新型干法生產(chǎn)大得多。
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SO2是含硫大氣污染物中最重要的一種。SO2為無色、有刺激性臭味的有毒氣體，不可燃，易液化。SO2是造成全球大范圍酸雨的主要原因。

1.2 氮氧化物（NOX）

在水泥生產(chǎn)過程中排放的NOx，主要來源于燃料高溫燃燒時、燃燒空氣中的N2在高溫狀態(tài)下與氧化合生成。其生成量取決于燃燒火焰溫度，火焰溫度越高、則N2被氧化生成的NOx量越多。在新型干法生產(chǎn)系統(tǒng)中，由于50%～60%的燃料是在溫度較低的分解爐中燃燒的，因此從新型干法生產(chǎn)系統(tǒng)中排放的NOx遠低于傳統(tǒng)生產(chǎn)方法。據(jù)估計，我國水泥工業(yè)每年排放的NOx約為100萬噸左右。
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氮氧化物中，NO和NO2是兩種最重要的大氣污染物。

NO為無色氣體、淡藍色液體或藍白色固體，在空氣中容易被O3和光化學(xué)作用氧化成NO2。

NO2為黃色液體或棕紅色氣體，能溶于水、生成硝酸和亞硝酸，具有腐蝕性。NO和血紅蛋白的親和力比CO大幾百倍，動物接觸高濃度的NO，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)病變。NO2對眼和呼吸氣管有刺激作用，高濃度的NO2急性中毒能引起氣管炎和肺氣腫，嚴重者可導(dǎo)致死亡。NOX還可形成光化學(xué)煙霧、嚴重影響視野，NOX分級濃度的危害程度見表1。

表1? NOX對人體危害程度

1.3 SO2、NOx與酸雨

酸雨是造成全球性環(huán)境污染的元兇之一。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸。二氧化硫和氮氧化物在大氣成雨過程中，被水氣凝結(jié)成的液滴吸收，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；含酸雨滴在下降過程中不斷合并、吸附、沖刷其它含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴，最后落到地面上，形成了酸雨。酸雨酸度過高，PH值降到5.6以下時，就會產(chǎn)生嚴重危害。它可以直接使大片森林死亡，農(nóng)作物枯萎；也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定，淋洗土壤粒子中的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中的重金屬、使之進入水中，毒害魚類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過程；還可危及人體健康。