水泥是粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中或水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
我国建设文明，发展循环经济的现状可以用一句话概括：问题严重，成果明显，还需大力发展循环经济。
长期以来，我国的高经济增长伴随着高环境的带价，高社会带价一直是个非常突出的问题。以人的生产力和生态生产力的巨大牺牲为带价换取的物质财富增长，使我国的经济发展“反人性化”和“反生态化”问题日益严重。不注重环境保护问题，浪费资源，污染环境成为企业生产中相当普遍的现象。
许多企业只顾考虑自己的私人成本，而不考虑环境资源这一类社会成本，将自己的利润建立在掠夺性开发资源和污染环境之上。
一、水泥粉尘污染特点
我国水泥厂粉尘排放现状可包括以下几方面： •
1、排放仍很严重 我国水泥工业每年
向大气排放的粉尘、烟尘在1000万吨以上，成为我国粉尘污染的大户。 •
2、乱排、偷排现象依然严重 我国
水泥厂规模一般较小但数量多这样就使管理有了很大的麻烦，为此有很多企业不管政府有关规定偷排、乱排对地方环境造成严重的破坏。
3、排放粉尘浓度高 水泥厂排放的粉尘中固体颗粒占到97％以上，其中有较大一部分是成品水泥灰。 而我省水泥行业，有以下二个特点：
（一）规模小，工艺落后，市场竞争力差。
我省现有水泥企业的生产线大多数属于规模小，设备工艺落后，应限制淘汰之列。全省机立窑生产线中，设计年生产规模８．８万吨（含８．８万吨）以下的有４１７条生产线，占总数
的９６％，其中设计年生产规模４．４万吨和不及４．４万吨的生产线２２７条，占总数５２％。由于规模小，工艺设备落后，能耗、物耗高，导致水泥成本增加，也限制了产品质量的提高，与省外包括省内大中型水泥企业相比，在市场竞争中处在相对劣势，经不起市场变化的考验。近几年，由于水泥市场相对紧缩，加上省外水泥的大量涌入，对我省水泥企业造成很大冲击。
（二）环保防治措施滞后，污染严重
我省水泥企业起步较早，老企业居多，环保历史欠帐严重，加上前几年大量兴建的小水泥企业，由于一些地方领导和企业负责人对环保重视不够，没有严格执行环境影响评价和“三同时”制度，造成布局不当和治污设施未上或不完善，绝大多数水泥企业都不同程度存在粉尘超标排放。许多地方因粉尘污染扰民，厂群纠纷突出。据统计，全省水泥企业实际安装各类除尘设施２０００台套，占应安装数５０％，已安装除尘设备的粉尘排放达标率仅为５０％。这说明我省水泥企业约有７５％粉尘点未达到排放标准。在布局上，水泥企业分布建城区、近郊、中心集镇或其它敏感区域的有８０多家，由此可见，布局不当问题也相当突出。 水泥企业除尘现状：
1)除尘设备配备基本齐全
2）除尘设备老化
a、“三同时”
a、中小企业重视不够 b、物料回收比较方便，回收价值高
b、老设备更新换代难 3）监管不够
4）管理使用技术不高 a、排污收费力度不够，形式不科学
a、企业环保管理未到
定额收费，按产量收费等
b、环保部门监管不够
b、使用技术培训不够
5）电除尘和袋式除尘是设备主流
a、电除尘器流行
b、环保部门推荐使用袋式除尘
（三）水泥生产工艺流程
水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。水泥生产过程可简单地分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个主要过程。详细过程见下图：破碎包装球磨配料破碎煅烧球磨配料烘干
水泥生产工艺流程图
目前水泥行业的污染治理状况仍然存在着较多的问题，主要表现为以下三点：一是由于大多数水泥厂为立窑生产线，生产工艺相对落后，加之生产和污染治理设施的管理维护力度不够，因此，部分水泥厂粉尘和废气的跑、冒、滴、漏现象以及粉尘的无组织排放仍然突出。二是经过多年运行，大部分企业污染治理设施受损老化；另外，部分企业的污染治理设施由于仓促上马，治理设施选型不合理，质量不过关，运行维护难度大；加上企业自身技术条件的局限，污染治理设施故障频出，有效运行率逐年降低，污染治理效果不断下降，企业难以保证污染物长期、稳定地达标排放，一定程度上出现了污染反弹现象。三是2000年限期治理达标工作取得阶段性成效后，大部分企业满足于现状，对存在的各种问题认识不够，缺乏积极主动提高污染治理水平的意识和决心，污染治理设施出现问题时，不及时报告、不及时修理，个别企业甚至还出现治理设施不正常运行的情况。
（四）、粉尘的介绍
粉尘是水泥工业的主要污染物。在水泥生产过程中，需要经过矿山开采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅烧、熟料冷却、水泥粉磨及成品包装等多道工序，每道工序都存在不同程度的粉尘外溢，其中烘干及煅烧发生的粉尘排放最为严重，约占水泥厂粉尘总排放量的70%以上，而很多水泥厂在建厂之初根本就没有考虑其窑炉或烘干机的除尘工艺，建成投产后甚至连一个简易的沉降室都没有，有少数厂虽然安装了除尘设施，却形同虚设，要么就是疏于管理而不能正常运行，要么就是白天运行晚上关闭，要么干脆就是一套应付检查的摆设而已，粉尘大多处于直接排放状态。有资料表明，目前我国大气粉尘污染主要源自于水泥、火电和冶金三大行业，其中水泥行业的排放量跃居首位。据专家保守估计，我国水泥工业每年排放的粉尘总量超过1200万吨，约占水泥年产量的2.5%，而德国、美国日本等先进国家，其水泥工业粉尘排放量仅占产量的0.01%左右，两者相差200多倍。我国相关标准规定的水泥厂允许排放浓度本来就高出先进国家1-2倍，然而先进国家却能做到达标排放，反而我们能够做到达标排放的水泥厂仅仅是凤毛麟角而已，绝大多数在标排放，且排放浓度动辄超过标准数十倍，甚至上百倍，这不能不令人深思、忧虑。每年所排放的一千余万吨粉尘，不仅造成环境的严重污染，同时造成了资源的巨大浪费。
（五）主要产尘源
粉尘污染源主要来自破碎机、烘干机、生料磨机立窑、水泥磨、包装机以及料库提升机、输送机等设备。其中烘干机和机立窑属于热力生产设备，其它均属机械通风生产设备。就收尘技术而言，热力生产设备的粉尘污染源治理难度大，尤其是机立窑烟尘，因治理技术、资金等方面的原因，长期以来得不到有效治理，是水泥企业粉尘污染治理的难点。石灰石、页岩、砂岩和其它体积较大的原材料均需破碎。破碎时产生粉尘。破碎后的石灰石转运至预均化堆场，然后输送到原料调配站与其它转运来的原料按比例混合，送至原料磨进行粉磨。在转运和粉磨的过程中，不断有粉尘产生。粉磨后的原料混合物称作生料。生料在生料库中均化后，送入窑中煅烧。生料的转运过程同样产生粉尘污染。从窑尾排出的气体含粉尘、SO
2、NOX等污染物。生料在窑中煅烧成熟料，经冷却和储存，送至水泥磨与石膏等添加剂一起粉磨形成水泥。熟料冷却和转运、添加剂破碎与转运、水泥磨以及水泥选粉机等环节均排放粉尘。水泥转运、包装和散装时也存在粉尘排放问题。总之，物料的破碎、粉磨、堆放、转运、煅烧、冷却、包装和散装等过程是粉尘的排放源，另外，窑尾气体中还含有SO
2、NOX等气态污染物。
二、对永安周边水泥厂污染情况的调查
对于永安周边的水泥厂，我们使用了抽查监测的方式，
对永安市飞桥水泥厂、永安市金银湖水泥厂的污染情况进行了检测。 以下是我们通过监测获得的结果。
（一）我们对永安市飞桥水泥厂的空气中颗粒物进行了监测：在检测结果中，我们发现，永安市飞桥水泥厂在石灰破碎环节，还有生料磨，水泥磨，水泥包装环节的颗粒物排放是没有超标的。
对1号立窑出口进行的检测结果：
• 在1号立窑出口对：颗粒物，二氧化硫，氮氧化物进行了检测。
• 在检测中，二氧化硫超标问题较为严重，超标了60%以上。 对2号立窑出口进行的检测结果：
同样在2号立窑出口对：颗粒物，二氧化硫，氮氧化物进行了检测。 在检测中，二氧化硫超标问题仍较为严重。 在对飞桥水泥厂的检测中，主要是二氧化硫的超标排放。
我们对飞桥水泥厂进行了卫星拍照，在照片中不难看出，水泥厂周边多以农田为主，而水泥厂的二氧化硫排放超标，对农作物产生了一定的影响，有害人体健康。
将周边的绿色与其他地方进行对比，灰度明显高出许多，说明颗粒物排放影响这一地区的自然环境。
永安金银湖水泥有限公司
（二）我们对永安市金银湖水泥厂各个生产环节进行了监测。
我们对窑头电收尘的出口和窑尾电收尘的出口进行了含尘浓度、NO2排放浓度、SO2排放浓度进行了监测，参照《水泥工业大气污染物排放标准》均合格。
紧接着对石灰石均化库、原煤输送、煤破碎环节的出口进行了监测 含尘浓度都远低于执行标准值。
在对煤磨袋收尘，生料均化库顶袋收尘，生料均化库底袋收尘的出口进行了监测后，含尘浓度均低于标准值。
在
1、2号孰料库底输送袋收尘的出口处进行检测，含尘浓度低于标准值。 对配料站的出口包括放料环节进行检测，含尘浓度也远低于标准值。 对打散机的出口和水泥磨的出口进行了含尘浓度的检测，同样没有超标。 对检测孰料皮带输送袋收尘环节和混合石膏库顶中，含尘浓度仍然没有超标。 在水泥库顶的两个地点我们进行了含尘浓度的监测，未发现超标。
在对水泥库顶和水泥包装处随机抽取了两个地点进行监测，含尘浓度均低于标准值。
随后，在石灰石破碎，石灰石皮带，石灰石输送这三个环节进行了检测，我们发现，金银湖水泥厂在石灰石皮带出口的含尘量超出标准值的20%
金银湖水泥厂原料库
在对金银湖水泥厂进行实地探查之后，我们可以得出一些结论：
金银湖水泥厂主要是粉尘浓度超标，这对周边环境造成很大的影响，在实地考察中，周边植物叶片上粉尘，空气中含尘有明显的感觉。
(生产车间工作环境恶劣)
污染源分析
电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘的比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为104 ～ 1010 ·cm的粉尘粒子，当净化比电阻小于104·或大于 1010 ·cm的粉尘粒子时，除尘效率是很低的；
因为产生负电晕的电压比正电晕的低，并且电晕电流大，所以工业用的电除尘器，均采用负电晕放电的形式；在电除尘器进口处的气体流速，一般为10-15m/s，而在除尘器内部则只有0.5-2 m/s。若不采取必要的分布措施，气体在除尘器内会很不均匀，中心部分流速将大大超过设计标准，气体在除尘器内的停留时间大大缩短，被捕集到的再飞扬也会被高速气体所带走。同时气流分布不均匀会使电晕极产生晃动，引起供电电压的波动，从而使实际除尘效率降低。严重时会造成电除尘器不能正常操作。为此，可通过加设气流分布装置加以解决。
水泥业发展迅猛造成水泥粉尘污染急剧上升，严重污染环境，影响人民生活。据专家透露，目前全国每年水泥粉尘排放量达 1000 多万吨，构成工业粉尘排放量的大头，是重要的空气污染源，治理水泥粉尘污染已刻不容缓。粉尘是水泥工业的主要污染物。粉尘对人体的危害，根据其理化性质、进入人体的量的不同，可引起不同的病变。如呼吸性系统疾病、局部作用、中毒作用等。将尘源有效的封闭，是防止粉尘外逸的一项有效的技术措施.磨尾卸料口和除尘器出灰口，必须装锁风装置。物料输送应尽可能选用密闭性能好的输送设备，如斗式提升机、螺旋输送机等。
水泥生料靠用球磨机磨细，磨机出料时扬尘较多，加之生产上需要抽风引导物料流动，生料磨尾必然产生大量含尘废气，需要除尘器净化后排放。不是设计点的无规律的含尘气体，采用可靠的除尘设备加以处理净化后的废气即可通过排气管道排人车间外大气中。
2、治理方案探究
在探查过程中我们发现厂家使用的除尘器大多已经有不同程度的老化现象，针对除尘器箱体老化问题，我们提出一下几点建议：
袋式除尘器的箱体是固定的。其外部常年经受风吹雨打，内部受到所处理气体的污染，条件都是相当苛刻的。箱体维修分内外两部分。
(1)外部维护 外部维护主要是检查油漆、漏雨、螺栓及周边密封情况。对于高温、高湿气体来说，为了防止结露和确保安全，一般在外部有岩棉、玻璃棉、聚苯酯之类保温层。保温层被雨水打湿后，会加快箱体的腐蚀，放在露天场所的除尘器，每当下雨时要予以充分注意。
(2)内部维修 箱体内侧处于一个容易结露、附着粉尘以及气体溶解后可能造成腐蚀的环境之中。钢板之间及钢板与角钢之间的焊接部分、安装除尘滤袋的花板边缘等都是易被腐蚀的部位。因此，箱体内部的维修主要是要注意选择能耐腐蚀的涂料，及时涂壤在易腐蚀或已腐蚀的部位。在一般情况下，因净化气体多呈酸性，。所以选用环氧树脂类的耐酸涂料较多。
(3)缝隙维修 箱体缝隙一般垫有橡皮、胶垫、石棉垫等，防止气体泄漏。随着时间的延长，有的密封垫会老化变质、损坏脱落，造成漏风加剧。在维修时，发现上述现象要认真对待，或更换，或堵漏，要尽量避免漏风。在已有的堵漏材料中，环氧树脂和防漏胶泥都是较好的材料，如因粉尘冲刷形成孔洞则必须补焊。
其次，由于厂家对灰斗的清理间隔时间较长，灰斗是积存粉尘的装置，灰斗积存粉尘太多，会堵塞入风口，成为吸风不畅的原因，以至于起不到除尘效用，故要经常使之处于近乎排空状态。如果从排风口吸入雨水与湿气时有可能造成粉尘固结于灰斗内壁，形成排灰口堵塞，因此必须使排灰口密封完好。
粉尘大量积存于灰斗的主要危害是：阻力增大，处理风量减少；已落人的粉尘又被吹起，能使滤袋堵塞；使入口管堵塞，灰斗的粉尘有架桥的现象，造成排灰困难；滤袋中进入粉尘可造成滤袋破损、伸长、张力降低等。
对于一些落后的除尘设备，我建议其才用旋风式除尘或布袋式除尘
（一）布袋式除尘
简介：除尘布袋堪称袋式除尘器的心脏,一般被称为除尘布袋或者除尘滤袋,除尘布袋是袋式除尘器运行过程中的关键部分，通常圆筒型滤袋垂直地悬挂在除尘器中。
除尘器或除尘设备就是把粉尘从烟气中分离出来的设备。而布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。
在脉冲和气箱式脉冲除尘器中，粉尘是附着在滤袋的外表面。含尘气体经过除尘器时，粉尘被捕集在滤袋的外表面，而干净气体通过滤料进入滤袋内部。滤袋内部的笼架用来支撑滤袋，防止滤袋塌陷，同时它有助于尘饼的清除和重新分布。
布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质，选择出适合于应用条件的滤料。通常，在烟气温度低于120℃，要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下，常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡；在处理高温烟气(
布袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0．5—2m／min，对于大于0．1µm的微粒效率可达99％以上，设备阻力损失约为980—I470Pa 。
除尘布袋的面料和设计应尽量追求高效过滤、易于粉尘剥离及经久耐用效果。除尘布袋的选用至关重要，它直接影响除尘器的除尘效果，选取用除尘布袋从下列几个方面选取择：气体的温度，潮湿度和化学性，颗粒大小，含尘浓度，过滤风速，清尘方式等因素。 工作原理： 布袋除尘器是一种干式除尘装置,它适用于捕集细小、干燥非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利用 纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤，当含尘气体进入布袋除尘器，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来 ，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后 的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料 表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过 去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要 及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。 布袋除尘器结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗）、清灰系统和排灰机构等部分组成。
布袋除尘器性能的好坏，除了正确选择滤袋材料外，清灰系统对布袋除尘器起着决定性的作用。为此，清灰方法是区分 布袋除尘器的特性之一，也是布袋除尘器运行中重要的一环。
（二）旋风式除尘 旋风除尘是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。
旋风除尘器一般有带有一锥形的外圆筒，进气管，排气管，圆锥观和贮灰箱的排气阀组成。当含尘气流以一定的速度（一般在14～25m/s之间，最大不超过35m/s）由进气管进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动。由于受到外圆筒上盖及圆筒壁的限流，迫使气流作自上而下的旋转运动。旋转过程中产生较大的离心力，尘粒在离心力的作用下，被甩向外筒壁，失去惯性后在重力的作用下，落入贮灰箱中，与气体分离。而旋转下降的气流到达锥体时，因锥体收缩的影响，而向除尘器中心汇集，根据“旋转矩”不变理论，其切向速度不断升高，气流下降到一定程度时，开始方向上升，经排气管排出
现在的旋风除尘器具有结构简单；应用广泛；分离效率高可以有效地清除微粒；处理气体量大且阻力低； 适用于高温和腐蚀性气体； 运行费用低；应用广泛等优点
根据合算
污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行。由新污染源大气污染物排放限值《GWPB3一1999 GBl3271—200lmiion standardAir P0uutants for Coal—Baming oil—baming Gas—nred Boiler锅炉大气污染物排放标准》查得，烟囱高度为50m时，颗粒物最高允许排放浓度为200mg/m3。比较得出排放浓度和速率都不超标，因而设计合理，符合标准，所以该气体经处理后可以在国家2级标准下排放。
经过一段时间的整理，本次研究性学习顺利完成。
在探究的两家水泥厂中，不论是规模大的还是规模小的，都有不同程度的污染物排放超标，污染物排放超标不论是对人体还是对环境都有很大的影响，对此我们提出了使用布袋除尘和旋风除尘器的方案，
通过这次研究性学习，我对永安市的水泥污染概况有的更加深入的了解，了解了布袋式除尘和旋风除尘器的工作原理，性能效用有了一个全面的认识。探究的努力结果可能不尽人意，但是我们付出了。虽然很辛苦，但很值得，学到了很多不知道的知识，通过对此次课程的探究，学到了更多新知识。付出了许多，但是收获的更多，最后，感谢永安市环境监测站在此次探究中中给予我们的帮助。
