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适用于水泥行业的粉尘及废气排放检测装置

适用于水泥行业的粉尘及废气排放检测装置 2011年12月09日 来源： 摘要

分析专家SICK MAIHAK GmbH为水泥厂提供各式各样的过程控制设备。

1．前言

目前全球大约18亿吨水泥是以高昂的能源成本和产生大量的CO2、COx和粉尘为代价生产出来的。能源价格的增长以及严格的安全和环境要求使可靠的过程控制显得尤为重要：它可以减少麻烦和保证原料和燃料的经济利用。分析技术专家SICK MAIHAK GmbH公司具有广泛的产品和全球服务能力，为水泥工业提供需要和困难条件下的检测服务，并为水泥厂操作人员提供整套量身定做的分析装置。

生产过程的每一个步骤都需要进行监测，并且大多与气体和粉尘排放有关。物料经预烘干阶段后，原料从一开始就需要与添加剂一道粉磨并作为水泥生料储存在库内。采用SICK MAIHAK公司制造的回转浆叶开关或测锤式料位指示器来防止物料堵塞和装料过多。同样情况也可避免，即当终水泥熟料与生产不同品种水泥的添加剂混合之后在库内储存并在过程后期在输送线上输送过程中发生的堵塞和装料过多现象。

在上述两个工艺过程之间就是煅烧工艺，该工艺多在预热器塔（带或不带分解炉）和回转窑内进行。

2．特殊探头

预热器塔是最重要的取样点，生料在此以不断上升的温度烘干和预分解。CO、CO2和O2在此得到监测以便调控预热器塔和分解炉内的二次燃烧。

高温、高粉尘浓度和低压使此处的检测极为困难。在温度高在400℃的预热器塔顶部，SICK MAIHAK推荐安装一台入口装有过滤器的回流式探头和一台抽取式检测装置。

在高温达1000℃的下级旋风筒或分解炉区域需要安装一个冷却取样探头，例如SCP3000。即使在如此困难的条件下，该探头也能提供准确的检测，尽管该区域的O2迅速下降。

预热器塔的CO2/O2检测还可以扩大到对NO气体的分析。为了减少NO排放，它可以对二次燃烧进行优化控制。

在回转窑进口需要对烧煤、油或天然气的一次燃烧及水泥质量进行监测，此处的检测条件极为困难，气体温度高达1400℃，粉尘浓度也高达2kg/m3。为了防止堵塞、磨损和避免生料落在探头上，SCP 3000型气体取样系统由于是水冷却探头因此非常适应这种应用。

抽取装置由一个装有过滤器的探头构成，探头安装在一个伸缩装置上，因此可随时从炉内抽出。此外，一个旋转装置保证了生料以常规间隔从探头内摇出。一台由压缩空气控制的自动回流装置增加了探头和过滤器的效率。

对于后面的分析，SICK MAIHAK提供有专门为水泥工业设计的分析柜，配有S710标准系统的MKAS 710-C装置。对于含有高SOx气体的直接检测，MCS 100E HW分析柜最为合适。公司具备为不同工艺条件提供优化分析装置（例如废旧轮胎焚烧）的能力。

图1 MKAS 700分析柜

3．烟雾烘干

对于湿法水泥生产检测更为容易，由于整个煅烧过程在回转窑内进行，料浆中的所有水分必须蒸发掉，因此消耗的能源是干法生产的两倍。回转窑进口的温度只有大约150℃，然而由于生料浆的转动，烟气在这里就成了问题。这些气体必须使用加长的烘干取样管和回流式探头来控制。合适的烘干适配器在烟雾到达过滤器之前就可将其烘干。

图2 SCP 300气体取样器

煅烧后的熟料被冷却至300~100℃。冷却过程产生的热气体可用作燃烧器的预热空气，也可烘干生料或煤。根据其用途，熟料中的粉尘必须首先清除。采用粉尘监测器FW 56和程度指示器Maihak MBA200对过滤器进行监测。

来自预热器塔的废气以及工厂其他区域的粉尘也必须清除。用于此目的的电收尘器必须通过监测进口CO浓度来防止爆炸，GM950原位分析仪最为适宜。为防止粉尘聚积，用程度指示器对过滤器进行监测。为控制电收尘器进口气体水化，适合使用FLOWSIC100容积式流量计。

4．防爆

如果水泥厂使用煤作燃料必须格外小心。在粉磨湿煤时，积聚的煤粉有自燃危险，使用隋性气体可以消除这类危险。在粉尘清除之前可通过检测磨机和废气中的氧浓度来达到监测。快速定位分析仪（ZIRKOR302）或装有分析仪（S700）的抽取装置是理想的选择。

如果磨机、收尘器、煤粉仓或煤斗中的CO浓度在同一时间进行监测，S700型分析仪最具优势，因为它可以早期监视火燃。CO浓度发生变化说明将有火灾危险。

煤斗、煤磨和煤磨收尘器的粉尘可用Maihak MBA200和/或Maihak LOT369料位指示器进行检测。FW56型粉尘监测器负责监测收尘器系统的效率。

5．排放监测

整个工厂的排放必须按环保公司规定的条例进行监测。德国适用的是TA-Luft规定的标准值，或如果烧废戏物，执行2000/76 IEC欧洲共同体有效的标准值。在北美强调对NOx进行监测，在远东当

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