摘要:
本文敘述水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要有害氣體的危害及其實(shí)用防治措施。
水泥生產(chǎn)過(guò)程中不僅產(chǎn)生大量煙塵、粉塵，還生成二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、氟化物、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）等有害氣體而污染大氣。粉塵治理已有成熟的技術(shù)與裝備，本文只對(duì)主要有害氣體的危害及其防治進(jìn)行淺述。
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1．主要有害氣體與危害
1．1二氧化硫（SO2）
水泥工業(yè)廢氣中的SO2、主要來(lái)源于水泥原料或燃料中的含硫化合物，及在高溫氧化條件下生成的硫氧化物。對(duì)于新型干法生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，硫和鉀、鈉、氯一樣，是引起預(yù)熱器、分解爐結(jié)皮堵塞的重要因素之一，是一種對(duì)生產(chǎn)有害、需要加以限制的一種組分。由于在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)存在充足的鈣和一定量的鉀鈉，所形成的硫酸鹽揮發(fā)性較差、有80%以上殘留在熟料中，因而在廢氣中排放的SO2、和其它工業(yè)窯爐(如電力鍋爐)相比，要少許多。而對(duì)于干法中空窯、立窯和濕法水泥生產(chǎn)工藝而言，所排放的SO2量、相對(duì)要比新型干法生產(chǎn)大得多。
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SO2是含硫大氣污染物中最重要的一種。SO2為無(wú)色、有刺激性臭味的有毒氣體，不可燃，易液化。SO2是造成全球大范圍酸雨的主要原因。
1.2 氮氧化物（NOX）
在水泥生產(chǎn)過(guò)程中排放的NOx，主要來(lái)源于燃料高溫燃燒時(shí)、燃燒空氣中的N2在高溫狀態(tài)下與氧化合生成。其生成量取決于燃燒火焰溫度，火焰溫度越高、則N2被氧化生成的NOx量越多。在新型干法生產(chǎn)系統(tǒng)中，由于50%～60%的燃料是在溫度較低的分解爐中燃燒的，因此從新型干法生產(chǎn)系統(tǒng)中排放的NOx遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)生產(chǎn)方法。據(jù)估計(jì)，我國(guó)水泥工業(yè)每年排放的NOx約為100萬(wàn)噸左右。
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氮氧化物中，NO和NO2是兩種最重要的大氣污染物。
NO為無(wú)色氣體、淡藍(lán)色液體或藍(lán)白色固體，在空氣中容易被O3和光化學(xué)作用氧化成NO2。
NO2為黃色液體或棕紅色氣體，能溶于水、生成硝酸和亞硝酸，具有腐蝕性。NO和血紅蛋白的親和力比CO大幾百倍，動(dòng)物接觸高濃度的NO，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)病變。NO2對(duì)眼和呼吸氣管有刺激作用，高濃度的NO2急性中毒能引起氣管炎和肺氣腫，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。NOX還可形成光化學(xué)煙霧、嚴(yán)重影響視野，NOX分級(jí)濃度的危害程度見(jiàn)表1。
表1? NOX對(duì)人體危害程度
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Nox濃度（ppm） |
對(duì)人體危害程度 |
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0.5 |
連續(xù)接觸4h，肺細(xì)胞病理組織發(fā)生變化；連續(xù)接觸3-12個(gè)月，支氣管出現(xiàn)肺氣腫、感染、抵抗力減弱。 |
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1.0 |
聞到臭味 |
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5.0 |
聞到很強(qiáng)烈的臭味 |
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10-15 |
眼、鼻、呼吸道受刺激 |
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80 |
3-5min內(nèi)引起胸痛 |
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100-150 |
人在30min，至多1h內(nèi)就因肺氣腫死亡 |
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>200 |
人瞬即死亡 |
1.3 SO2、NOx與酸雨
酸雨是造成全球性環(huán)境污染的元兇之一。酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，絕大部分是硫酸和硝酸。二氧化硫和氮氧化物在大氣成雨過(guò)程中，被水氣凝結(jié)成的液滴吸收，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；含酸雨滴在下降過(guò)程中不斷合并、吸附、沖刷其它含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴，最后落到地面上，形成了酸雨。酸雨酸度過(guò)高，PH值降到5.6以下時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。它可以直接使大片森林死亡，農(nóng)作物枯萎；也會(huì)抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗土壤粒子中的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中的重金屬、使之進(jìn)入水中，毒害魚(yú)類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過(guò)程；還可危及人體健康。