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1、企业清洁生产审核案例,清洁生产审核案例 水泥行业,长红狮宁咨询,长宁红狮清洁生产节能技术咨询有限公司,目 录,1.绪论 2.生产过程描述和主要环境意义 3.典型工艺步骤及其清洁生产方案 4.典型污染物和最佳可行污染物控制技术 5.清洁生产操作 6.行业清洁生产发展 7.行业清洁生产案例,长宁红狮,1 绪论,1.1中国水泥行业概况 1.2水泥工业的主要环境问题,长宁红狮咨询,1.1中国水泥行业概况,我国中小企业普遍采用立窑生产工艺。对于大中型水泥厂，1980年以前主要以湿法旋窑生产工艺为主，随着水泥技术的进步，先进的预热器窑系统和预分解窑系统在我国得到了长足的发展。但是先进窑系统在我国水泥生产构
2、成中比例很小，例如采用新型干法窑系统生产的水泥仅占水泥总产量的10，而采用立窑进行生产的中小企业数量占水泥厂总数的90而且产量也占到总产量的80，从而导致整个行业物耗能耗大，环境污染严,长宁红狮咨询 咨询,1.2水泥工业的主要环境问题,水泥工业的主要环境问题是空气污染，主要污染物是粉尘。水泥工业污染严重的主要原因是多数水泥厂，特别是中小水泥厂缺乏有效的污染控制设施。 由于目前水泥工业的技术和原料特点，导致从原料输入至水泥产出整个生产过程都粉尘的排放。尽管生产线上安装了许多收尘器，但是大量的粉尘仍然排放到大气中，导致空气的严重污染。,长宁红狮咨询,2.生产过程描述和主要环境意义,2.1水泥生产过
3、程简介 2.2工艺流程图,2.1水泥生产过程简介,水泥生产过程中基本的化学反应是：首先，碳酸钙(CaCO3)在900分解为氧化钙(CaO，石灰)和二氧化碳(CO2)气体，这个过程被称作煅烧。而后是熔结过程，即氧化钙在高温下(通常为14001500)与硅土、氧化铝、氧化铁发生反应生成硅酸盐、铝酸盐和铁酸钙，它们共同组成了水泥熟料。熟料再与石膏和其它添加剂一起经过粉磨生成水泥。,2.1水泥生产过程简介,水泥生产主要有四条工艺路线一干法、半干法、半湿法和湿法。 在干法工艺中，原材料经过粉磨烘干制成粉末，即生料。干生料被送入预热器窑或预分解窑中，个别时候会送入干法长窑中。 在半干法工艺中，干生料与水混
4、合生成料团，而后送入立窑、窑前炉排预热器或长窑中。 在半湿法工艺中，泥浆首先过滤脱水，而后滤饼直接送入滤饼烘干机，或被压制成料球，送入炉排预热器。 在湿法工艺中，原料(通常湿度较大)在水中被粉磨成可泵送的泥浆，而后直接入窑或窑前的泥浆烘干机中。,长宁红狮咨询,2.1水泥生产过程简介,所有水泥生产工艺路线均包括以下过程： 原材料的采运； 原材料(能源)的贮存和制备； 熟料煅烧； 水泥粉磨和贮存； 包装和发送。,长宁红狮咨询,2.1水泥生产过程简介,水泥厂的主要设备是“两磨一窑”，“两磨”指生料磨和水泥磨，“一窑”指水泥窑，即立窑或回转窑。粉磨过程在水泥生产中电耗最大，同时伴随粉尘排放。窑系统则是
5、水泥厂最主要的污染源，排放大量的粉尘、CO2和少量NOx，SOx，CO，VOC(挥发性有机物)等。窑的能量消耗(煤耗)也很大。,长宁红狮咨询,2.2工艺流程图,长宁红狮咨询,贵长宁红狮咨,3 典型工艺步骤及其清洁生产方案,3.1原材料贮存和制备 3.2熟料煅烧 3.3水泥粉磨和贮存,长宁红狮咨询,3.1 原材料贮存和制备,3.1.1原材料的采运 3.1.2原材料贮存 3.1.3原材料破碎 3.1.4原材料烘干 3.1.5生料粉磨 3.1.6原材料配料和混合,长宁红狮咨询,3.1.1 原材料的采运,几乎所有天然原料和能源的采运都需要开采和挖掘工序。露天采石场，需要经过开凿、爆破、挖掘、运输、破碎
6、的过程 水泥生产主要的原材料如石灰石、白垩、泥灰岩、页岩和粘土等都取自距离水泥厂较近的采石场。原料在经过初步破碎之后被送入水泥厂贮存起来，等待做进一步的制备。其它原料和燃料如煤、矾土、铁矿石等则从其它地方购入。,长宁红狮咨询,3.1.2 原材料贮存,原料中的石灰石、粘土、煤和铁粉通常在原料堆场中贮存。,长宁红狮咨询,3.1.2 原材料贮存,典型的清洁生产分析1： 粉尘产生部位：矿渣、粘土、煤等原料贮存在露天的原料堆场，没有屏障阻止刮风时粉尘的飞扬。 原因分析：下雨或刮风时，原料细粉容易被冲走或刮走；地表裸露，道路为土路，易起尘，不易清扫。 清洁生产方案：采用露天原料堆场贮存或原料晒干时，设置屏
7、障减少流失造成损失。地面绿化，道路和堆场铺设水泥。,长宁红狮咨询,3.1.3 原材料破碎,生料制备包括以下几个步骤： 破碎； 烘干； 粉磨； 配比和混合。,长宁红狮咨询,3.1.3 原材料破碎,破碎过程的目的是减小石料(其尺寸可能会超过l米)的大小。破碎过程可在采石场附近进行，通常分为一级、二级(可能需三级)破碎。破碎的级数(以及因此获得的最小粒度)受原料含水量的限制。石料的特性同时对所用的破碎机类型的也有影响。颚式破碎机、回转破碎机、冲击破碎机、辊式破碎机等类型的破碎机都有其特殊的用途，这取决于石料的硬度、湿度等。 破碎后，进入球磨机的石料直径应小于25mm。,长宁红狮咨询,简要清洁生产分析
8、1,粉尘产生部位：破碎机的进料口和出料口。 原因分析：当石灰石送入破碎机时有粉尘产生，未安装合适的收尘器。 清洁生产方案：应在破碎机的进料口和出料口安装适合的收尘器，如袋式收尘器或旋风收尘器等，改善工人的操作环境。,长宁红狮咨询,简要清洁生产分析2,粉尘产生部位：皮带输送机和斗式提升机上尘的泄漏与飞扬。 原因分析：输送带没有顶盖和防溢侧板：斗式输送机上下料时激起粉尘。 清洁生产方案：在输送带上安装顶盖和防溢侧板。,长宁红狮咨询,3.1.4 原材料烘干,烘干过程在各类水泥生产工艺中都要应用(不止湿法工艺，在干法工艺如回转窑中也有烘干过程)，以去除原料中的水分。 烘干过程由以下气体来完成： 窑尾热
9、气； 熟料冷却器排出的热尾气； 热风炉所产生的热气。,长宁红狮咨询,3.1.4 原材料烘干,烘干操作可与其他操作相结合： 破碎和烘干相结合，特别是高湿度喂料的烘干过程； 粉磨之前的烘干过程； 粉磨和烘干相结合； 湿粉磨之后的烘干过程。 烘干是干法工艺原料制备所必需的一个步骤。在其他类型工艺中，它也可显著改善高湿度原料的破碎和粉磨操作。,长宁红狮,简要清洁生产分析1,能效低的部位：用于烘干粘土的回转烘干机的煤耗较高。 原因分析：回转烘干机的绝缘性能不好，且工作不连续。 清洁生产方案：保证回转烘干机的绝缘性能良好，保证烘干机工作的连续性。,长宁红狮咨询,3.1.5 生料粉磨,生料粉磨对于保证水泥窑
10、系统进料的均质性，进而保证原材料的彻底化学反应是必需的。 在实际生产中，输入磨机进行粉磨作业的功转变为有效粉碎功非常少，一般仅1-3，最多不超过15。而水泥生产中，每生产1吨水泥需粉磨各种物料达3吨，使粉磨电耗占生产总电耗的60-70。因此，改进粉磨作业，提高粉磨效率，提高有效功的利用是非常重要的。,贵州勇达咨询,影响粉磨作业的因素包括： 物料的易磨性； 物料的粒度与产品细度； 粉磨作业系统与设备性能。,长宁红狮,一般来讲，控制入磨粒度可以提高物料粉磨效果，提高产量，降低单位产品电耗。对于生料粉磨，当粉磨由一般的石灰石、粘土所配的普通硅酸盐水泥生料时，粉磨细度可控制在200um筛余小于1.0-
11、1.5，80um筛余应控制为小于等于10。为了实现水泥新标准，200um筛余直控制为小于等于0.2%，80um筛余宜控制为小于等于5。 磨机的选型在很大程度上决定于原料的特性。粉磨系统有开路和闭路两种。开路系统流程简单、设备少、投资省、操作维护方便，但物料必须全部达到产品细度后才能出磨，有时出现过粉磨现象。而闭路系统可减少过粉磨现象，可以调整产品细度，并且闭路系统一般比开路系统（同规格磨机）可提高产量15-50，降低电耗日8-30，缺点是流程相对复杂、设备投资大、操作维护较复杂。 生料粉磨中，应用最广泛的是钢球磨机系统，近年来立式磨发展较快。,长宁红狮咨询,简要清洁生产分析1,粉尘产生部位：立
12、磨车间存在无组织粉尘排放和粉尘堆积。 原因分析：立式磨的布袋收尘器操作不当、维护较差，效果很查。 清洁生产方案：对布袋收尘器进行检查并进行必要的维修，更换部件或布袋。,贵州勇达咨询,简要清洁生产分析2,粉尘产生部位：生料磨的进料口和出料口。 原因分析：入磨原料送入生料磨时有粉尘产生。 清洁生产方案：确保生料磨进料口和出料口的封闭状况良好。,长宁红狮咨询,3.1.6 原材料配料和混合,水泥生产中配料方案的设计和实施相当关键。应根据水泥品种和质量的要求、原燃料的特性和生产条件结合起来，设计合理的配料方案。为保证配料的正确性，应用精度较高的计量设备并微机控制。 因为在窑内形成熟料的过程是一个固相的化
13、学反应，这就要求喂入窑内的生料必须均质(化学成分和细度)。 对于石灰质原料和燃料煤，由于其成分波动大，一般需要预均化。预均化是在堆料和取料过程中在堆场或库内实现的。 在干法工艺中，研磨和烘干过的原材料经输送机、升降机或气力输送泵打入料仓中。在一个或多个料仓中的原料通过空气和机械的搅拌达到均质。在湿法工艺中，含水量在28-40的生料通常用泵打入储存池，加以搅拌以防止沉降，并有助于均化。,长宁红狮咨询,简要清洁生产分析l,粉尘产生部位：生料库底的皮带秤卸料仓的落板口处有粉尘泄漏和无组织排放。 原因分析：从落板口到皮带输送机的落差很大，同时落板口未进行很好的维护。 清洁生产方案：降低落差，对落板口进
14、行维护，或使用软着落板，防止粉尘泄漏和无组织排放。,长宁红狮咨询,简要清洁生产分析2,粉尘产生部位：采用机械倒库法，生料均化效果不好，从而严重影响窑的工艺操作。 原因分析：机械倒库法本身的缺陷。 清洁生产方案：采用气力均化法进行生料混合。,长宁红狮咨询,3.2 熟料煅烧,熟料煅烧过程是水泥生产各阶段中对水泥质量、生产成本及粉尘排放影响很大的一个阶段。在熟料煅烧过程中，生料（在湿法工艺中为生料浆）被送入水泥窑系统中经历干燥脱水、预热、分解、煅烧、烧结、冷却的过程，生成水泥熟料。而后将熟料在空气中冷却、储存。,长宁红狮咨询,3.2 熟料煅烧,3.2.1立窑 3.2.2长窑 3.2.3预热器窑系统
15、3.2.4预分解窑系统 3.2.5熟料冷却器,贵州勇达咨询,3.2.1 立窑,立窑是一直径2-3米、高8-10米的竖式固定床煅烧设备，内衬耐火材料。含煤的生料球由窑顶喂入，空气从窑下部用高压风机鼓入，窑内物料借自重自上而下移动，料球在窑内经预热、分解、烧成和冷却等一系列物理、化学变化，形成熟料，从窑底卸出。废气经窑罩、烟囱排出。 立窑产量在300吨天熟料以下，这个产量仅对小型水泥厂来说是经济的。 在我国，主要使用的立窑型有三种，它们是普通立窑、机械化立窑和先进立窑。其中，普通立窑已近淘汰。,贵州勇达咨询,简要清洁生产分析1,粉尘产生和能效低的部位：大量废气从炉门中排出，导致粉尘排放量增大，同时
16、生产的熟料烧成不均匀。 原因分析：生料不够均匀，料球的性能不良。立窑操作方面的原因有： 立窑的操作人员缺乏培训，不了解如何正确操作立窑； 立窑的操作人员习惯将立窑的炉门敞开； 布料器未能使料球在窑面均匀分布。 清洁生产方案：采取措施提高生料的均匀度，优化成球及立窑操作过程。包括： 对操作工人进行培训，使之了解正确的操作规范，保证现场配有操作手册； 采用计算机控制系统； 采用闭门操作； 更新喂料器。,贵州勇达咨询,简要清洁生产分析2,粉尘产生部位：窑烟囱的粉尘排放超过排放标准。 原因分析：立窑仅配有沉降室，不足以有效收尘。 清洁生产方案：增设布袋收尘器或电收尘器。,贵州勇达咨询,3.2.2 长窑,目前，回转窑在现代化水泥厂中广泛采用。 长窑是早期回转窑的一种，设计时力求与原料预热(如生料的烘干和脱水)、煅烧、熟料生成过程中由窑上部（低温区）到下部（高温区）的一系列连续反应相适应（回转窑的现代化设计更多地将重点放在预热系统，窑的功能仅被限定为煅烧和生成熟料）。 长窑可使用泥浆、碎滤饼、料球、干生料等原料，并适用于所有的工艺类型。最大的长窑的长径比达3
