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新型干法水泥回转窑废气产生量与产量的关系浅谈

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第31卷第2期 2012年4月 四 川 环 境 Vo1.31.No.2 April 2012 SICHUAN ENVIRONMENT ・环境监测・ 新型干法水泥回转窑废气产生量与产量的关系浅谈 邓国海 r,丁明刚 ,陈 俊。,龙炳清 (1.四川省环境监测中心站,成都610041;2.四川师范大学化学与材料科学学院,成都610041) 610068; 3.四川省工业环境监测研究院,成都摘要:本文通过对四川省采用新型干法水泥生产企业回转窑废气监测数据进行统计分析,建立了新型干法水泥回转窑 废气产生量与水泥熟料产量的关系数学模型,并对模型进行了验证,该模型既可以用于监测人员现场核查企业填报生 产量真实性,也可以用于判断实测废气量的合理性。 关键词:干法水泥回转窑废气产生量;水泥熟料产量 文献标识码:A 文章编号:1001-3644(2012)02-0043-03 中图分类号:X701 Study on the Relationship between Exhaust Gas Output and Cement Production of New Type Dry Process Cement Rotary Kiln DENG Guo-hai ’‘,DING Ming—gang ,CHEN Jun ,LONG Bing—qing (1.Sichuan Environmental Monitoring Center,Chengdu 610041,China; 2.College ofChemistry&Materials Science ofSichnan Normal University,Chengdu 610068,Chia;n 3.Sichuan Insthute ofIndustirl aEnvironment Monitoirng,Chengdu 610041,Chia)n Abstract:In this paper,a mothemotie model was established and veriifed for the relationship between the exhaust gas production and the cement production of new type dry process cement rotary kiln on the basis of monitored data analysis in Sichuan Province.The model can be used for verifying he realitty of production reported by the enterprise on—site,and also for determining he rattionality of actual monitored exhaust gas emission. Keywords:Dry process cement rotary kin lexhaust gas;cement clinker production 1 前 言 水泥为建设的基础原材料,水泥生产企业是人 类社会建设发展必不可少的行业。发展大型新型干 法水泥工艺是推动水泥工业结构调整和产业升级的 大量监测数据的基础上,建立了新型干法水泥回转 窑废气产生量与水泥熟料产量的关系数学模型。 2模型基础数据 若干新型干法水泥企业回转窑废气产生量及排 放情况见表1。 重要途径。目前,国内共有1300多条新型干法水 泥生产线,其产能已接近水泥总产能的80%_】J。 新型干法水泥生产的主要排污源为水泥熟料制备的 回转窑,回转窑废气排放量确定了该企业对环境的 3 数学模型建立 新型干法制熟料的回转窑分为两个阶段:一阶 段是生料预热分解与低温煅烧,将生料中CaCO, 分解为CaO和CO ;二阶段是在1000℃一1500oC 条件下,分解后的物料从固态转变为液态,烧成为 水泥熟料。水泥行业所用燃煤的低位发热量大约为 3800—6000大卡/公斤。水泥行业用煤的发热量基 污染影响程度。弄清新型干法水泥回转窑废气产生 量与水泥熟料产量的关系问题对核实新型水泥企业 污染物排放量大小具有重要作用。本文在统计分析 收稿日期:2010-08—16 作者简介:邓国海(1978一),男,四川南部人,2003年毕业于四川师 范大学环境工程专业,工程师。研究方向为环境监测 技术。 44 四川环境 31卷 本与煤的含炭量成正比,单位水泥熟料生产的耗热 量基本相同,其废气产生量也基本相同,受煤质影 响较小。水泥熟料的产量就决定了废气产生量,废 气余热利用和处理工艺基本不会改变废气排放量, 影响废气排放量的主要因素是生产及废气余热利用 和废气处理过程中进入空气量的多少。根据废气含 氧量的变化可以将其折算 成《水泥厂大气污染 物排放标准》(GB4915—2004)规定的废气排放状 态的排放量。 根据上述分析,水泥窑熟料产量与监测排废气 排放量(折算为10% 含氧时标准状态的干气体 量即标干排放量)的关系可建立如下模型: Q=A+日T (1) 图Fig. T(t/h) 式中:9一标准(废气标杆在标准中规定10% 含氧)状态下窑燃烧废气标杆排放量(Nm /h); A一回归参数(Nm /h); 一回归参数;卜小时 生产量(t/h)。 熟料产量对废气标干排放量的影响 Effect of the clinker production on emission of dry eghaust gas at standard conditions 在实际监测工作中,监测能得到废气实际含氧 状态废气标杆排放量。根据过量空气系数 Q可 用i贝0量废气中百份中含氧量数和测量不同含氧时废 4 回归方程的检验 4.1模型数据讨论 表1中各企业的10%含氧废气监测观测值和 模型计算值及其偏差见表2。 从表2可以看出,预测计算值与监测观测值的 相对偏差为一8.7%一12.6%,满足相关技术规范 的要求。 4.2回归方程的拟合优度检验 气标杆排放量表示。为核对企业填报生产量的真实 性,将(1)式表示为: ,'1 n =Q测 B—A/B (2) 式中:Q涮一测量不同含氧时废气标杆排放量 (Nm /h);0涮一排废气状态下百份中含氧量数 (%)。 根据变量T与Q的样本监测观测值最小平方 法检验回归方程拟合优度。 n . 用本文所建立的模型通过回归处理表1的数据 n . 可得到下图,并得到回归参数A=2900;B=2723。 n∑ 一(∑ ) 尺 =B _} ——车L一=0.98005 . Q _- Q ) 2期 邓国海等:新型干法水泥回转窑废气产生量与产量的关系浅谈 45 计算结果说明新型干法水泥企业回转窑废气排 偏差为6.94%,计算值与实测值较吻合。根据由 放量的98%取决于水泥熟料的生产量,这说明所 (2)式用实测废气量推算的产量为78t/h,与实际 建立的回归方程拟合度好。 产量的相对偏差为7.14%,计算值与实测值也较 4.3 回归方程的显著性检验 吻合。 ‘ 以Ot=0.05的显著性水平对上述回归方程进行 检验: 6 结 论 提出假设B=0;B≠O 当B=0成立时: 本文通过对四川采用新型干法水泥生产企业 回转窑废气监测数据进行统计,建立了新型干法 F= 一F(1,n一2) 水泥回转窑废气产生量与水泥熟料产量关系的数 对于仅=0.05,查第一自由度为1,第二自由 学模型,即Q=29000+2723T,废气排放量预测 度为9的F分布表得临界值为: 计算值与监测观测值的相对偏差满足相关技术规 05(1,9)=5.12 范的要求,回归方程的拟合度好、水泥熟料产量 .由表2中计算得: 与废气排放量之间存在显著的线性关系。该数学 F=—‘ SSE/(S SR/11.41318模型既可以用于监测人员现场核查企业填报生产 =—丽x10u/1一2) 3105095760/9=452.86 —()…… 量的真实性,也可以用于判断实测废气量的合理 因为F=452.86>ro.05(1,9)=5.12,所 性。 以B=0不成立,说明T与Q之间存在显著的线性 关系。 参考文献: [1] 国家.我国2010年生产新型干法水泥占比达80% 5 模型验证 [EB/OL].http://www.wh—zc踞|com/tlew—xx.aspx?id= 在对四川M公司2500t/d熟料生产线监测期 10,2011-06・11. 间,回转窑实际熟料产量为84 t/,h,监测Q测标杆为 [2] 国家环境保护总局空气和废气监测分析方法编委会,空气和 废气监测分析方法(第四版增补版)【M].北京:中国环境科 331834 N・d・m /h,0测为13%,折算为10%含 学出版社,2007. 氧量时的Q测标杆为241334N・d・m。/h。由(1)式得 [3]GB4915—2004,水泥厂大气污染物排放标准[s]. 出的计算值为257732 N・d・1TI /h,与Q测标杆相对 [4]GB5468—1991,锅炉烟尘测试方法【S]. 

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