一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法与流程

本发明涉及到烟气脱汞技术领域，具体地讲，涉及到一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法。

背景技术：

汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，具有持久性、易迁移性和高度生物蓄积性，可以通过空气、水和食品进入人体，对人体健康危害极大。汞污染是当前备受关注的全球性环境问题。

中国汞排放量是世界之最，占全世界汞排放总量的1/3。而水泥行业汞排放是继燃煤和有色金属冶炼之后的第三大源，因此在水泥行业实现烟气汞减排是行业发展趋势。

目前水泥行业汞污染控制的主要技术手段，是在源头控制入窑汞投加量。但是，水泥生产使用的原燃材料种类繁多且总量巨大，不同种类、不同批次来料中汞含量分布不均，汞总量难以预估。且水泥窑大多不同程度的承担了处置城市固废任务，不同种类、不同批次的固废中带入的汞亦增加了水泥窑汞排放源头控制的难度，易出现入窑汞量短期超出控制范围的现象。汞进入水泥窑后随窑灰循环在窑尾富集，会产生短期释放，瞬时超标排放进入大气，窑尾短期汞超标排放是水泥生产汞排放控制需要突破的技术难点之一。因此需要实现水泥窑尾烟气汞排放的实时控制，使汞排放能够符合国家标准。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决当前水泥生产尤其是承担固废处置的水泥生产中窑尾烟气汞短期超标问题，提供一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法，其通过实时控制系统实现，该实时控制系统包括活性炭喷射系统、布袋收尘器、汞在线分析仪、窑尾烟囱、窑灰仓、水泥制成系统，其中，活性炭喷射系统、汞在线分析仪和窑灰仓为新增部分，活性炭喷射系统与布袋收尘器烟气进口管道连接，汞在线分析仪与窑尾烟囱相连，窑灰仓与布袋收尘器固相窑灰出口连接。

一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法，其工艺过程为：

1)当水泥窑尾烟气汞浓度值超过现有排放标准50μg/m³时，启动活性炭喷射系统，向布袋收尘器的烟气进口喷射粉状活性炭；

2)活性炭喷射系统启动后，将布袋收尘器收集的含汞窑灰排放至窑灰仓内；

3)当水泥窑尾烟气汞浓度值小于20μg/m³且维持时间不少于10分钟时，活性炭喷射系统停止工作；

4)定期将窑灰仓内含汞窑灰输送至水泥制成系统，按照不高于4％的水泥质量占比作为混合材掺入水泥中。

本发明的有益效果为：

可实时监测从水泥窑尾烟囱排出的烟气中的汞含量，并将符合国家标准的烟气排出，避免了汞对大气和环境的污染。还可以对烟气中的含汞窑灰进行回收，并将其作为生产水泥的原料，实现资源的有效利用。

附图说明

图1为本发明水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法的工艺过程示意图。

图2为本发明水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，所举实例只用于解释本发明，并不用于限定本发明的范围。

图1为本发明的水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法的工艺过程示意图，其包括：

1)当水泥窑尾烟气汞浓度值超过现有排放标准50μg/m³时，启动活性炭喷射系统，向布袋收尘器的烟气进口喷射粉状活性炭；

2)活性炭喷射系统启动后，将布袋收尘器收集的含汞窑灰排放至窑灰仓内；

3)当水泥窑尾烟气汞浓度值小于20μg/m³且维持时间不少于10分钟时，活性炭喷射系统停止工作；

4)定期将窑灰仓内含汞窑灰输送至水泥制成系统，按照不高于4％的水泥质量占比作为混合材掺入水泥中。

上述的水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法通过实时控制系统实现，如图2所示，所述实时控制系统包括活性炭喷射系统1、布袋收尘器2、汞在线分析仪3、窑尾烟囱4、窑灰仓5和水泥制成系统6，其中，布袋收尘器2、窑尾烟囱4和水泥制成系统6为水泥工厂现有部分；活性炭喷射系统1、汞在线分析仪3和窑灰仓5为新增部分。

布袋收尘器2设有烟气进口、烟气出口和固相窑灰出口，活性炭喷射系统1与布袋收尘器2烟气进口管道连接，布袋收尘器2烟气出口通过管道与窑尾烟囱4相连，窑尾烟囱4设有汞在线分析仪3，窑灰仓5入口与布袋收尘器2固相窑灰出口相连，窑灰仓5出口与水泥制成系统6连接。

所述活性炭喷射系统1包括料仓、下料器、罗茨鼓风机、喷射器和喷枪等，用于向进入布袋收尘器2的烟气喷洒粉状活性炭，使活性炭与烟气中的汞接触，实现汞吸附。

所述布袋收尘器2包括滤袋、过滤室、清灰机构和卸料器等，它利用过滤方法除尘，将细小的颗粒拦截住，除尘效率非常高，经处理后的烟气从布袋收尘器2的烟气出口排出。

所述汞在线分析仪3包括采样探头、控制器和检测器等，用于实时检测排出烟气中的汞含量，一般2-4min更新一个总汞浓度数据。

所述窑尾烟囱4用于将将检测合格的烟气进行排放。

所述窑灰仓5用于收集布袋收尘器分离后的含汞窑灰。

所述水泥制成系统6包括配料仓和水泥磨等，用于将各种配料进行储存、计量、混合、粉磨等，最终制成水泥产品。

下面以两个实施例对本发明水泥窑尾烟气汞排放实时控制方法做进一步的描述。

实施例1

当汞在线分析仪显示水泥窑尾烟气汞浓度值超过50μg/m³时，开启活性炭喷射系统，向布袋收尘器的烟气进口喷射粉状活性炭，开始以较小的速率喷射，如果烟气汞浓度值未有明显的下降，增加活性炭的喷射速率；活性炭喷射系统启动后，将布袋收尘器收集的尘灰排放至窑灰仓内；当水泥窑尾烟气汞浓度值小于20μg/m³且维持时间不少于10分钟时，停止活性炭喷射系统工作；定期将窑灰仓内含汞窑灰输送至水泥制成系统，按照2.5％的水泥质量占比作为混合材掺入水泥中。

实施例2

当汞在线分析仪显示水泥窑尾烟气汞浓度值超过50μg/m³时，开启活性炭喷射系统，向布袋收尘器的烟气进口喷射粉状活性炭，开始以较小的速率喷射，如果烟气汞浓度值未有明显的下降，增加活性炭的喷射速率；活性炭喷射系统启动后，将布袋收尘器收集的尘灰排放至窑灰仓内；当水泥窑尾烟气汞浓度值小于20μg/m³且维持时间不少于10分钟时，停止活性炭喷射系统工作；定期将窑灰仓内含汞窑灰输送至水泥制成系统，按照4％的水泥质量占比作为混合材掺入水泥中。

根据实际生产经验，收集的含汞窑灰汞浓度最大值为100ppm，因此在以上实施例1和实施例2中，掺加到水泥中汞最大投加速率分别为2.5mg/kg-cem和4mg/kg-cem，而其它混合材如矿渣等不含有汞，因此实施例1和实施例2中汞掺入量符合《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(hj662-2013)中重金属汞最大允许投加量限值为4mg/kg-cem(仅计混合材中的汞)的规定。

另外，上述实施例1和实施例2含汞窑灰投加量也符合《通用硅酸盐水泥》(gb175-2007)质量标准中混合材中窑灰掺量不超过水泥质量的5％的规定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。