水泥工业是对矿物原料进行加工处理的工业,采用的生产设备多为大型重型设备,是污染大气环境最为严重的行业之一。改革开放以来,水泥生产规模越来越大,对环境的污染也日益严重。水泥厂对大气的污染有颗粒物和有害气体,而以颗粒物污染最为严重。因此,开展水泥厂颗粒物排放特征的研究,对进一步研究其形成原理、环境影响和控制原理有着重要的意义。本研究对新型干法水泥企业的不同生产工段开展实测,测试内容包括:窑头、窑尾、煤磨和水泥磨各工序除尘器后烟气中的SO2、CO、NOx、总烟尘以及烟气基本参数;运用颗粒物分级采样仪(LPI)分别用Al膜、teflon膜采集分粒径颗粒物样品,进行称重、离子分析和元素分析,得出各工段除尘后烟气颗粒物粒径分布及化学组分:(1)正常工况下,实测窑尾二氧化硫、氮氧化物最大排放浓度分别为324.77 mg/m~3 ,300.2mg/m~3 ,远小于标准限值,所测企业气态污染物排放属达标排放;实测窑头、窑尾、煤磨、水泥磨、破碎、包装除尘后的烟尘最大排放浓度分别为58.4 mg/m~3、69.9mg/m~3、24.3 mg/m~3、21.8mg/m~3、1.3mg/m~3、2.6 mg/m~3远低于国标规定的排放标准限值,排放状况良好。(2)通过对颗粒物质量浓度分粒径特征分析,得出各工序PM10(即空气动力学当量直径≤10μm的颗粒)粒径分布特征。窑头、窑尾和水泥磨除尘器后PM2.5占PM10质量浓度的百分比分别为71.30-84.61%、52.09-79.54%和83.19-85.61%。PM2.5均占到了50%以上,说明窑头、窑尾和水泥磨除尘器后的颗粒物主要以细颗粒物为主。(3)对窑头、窑尾、水泥磨和煤磨除尘后排放的颗粒物中的化学组分进行分析,发现各测点主要的污染物组分大致相同,都含有Ca、S、Si、Al元素,SO42-、和Cl-。但各组分在各个点的含量排序不太相同,主要取决于各排放点原料组分、生产工艺及相关参数的差异。(4)根据实测烟尘的浓度,计算了窑头、窑尾、水泥磨和煤磨单位产品烟尘的排放量,分别为:0.09-0.22kg/t-熟料、0.10-2.07 kg/t-熟料、0.0009-0.02kg/t-水泥、0.002-0.01 kg/t-煤粉,这些数据可作为计算水泥行业颗粒物排放因子的基础参考数据。(5)水泥企业颗粒物酸度的计算方法参考了EPA推荐的方法,以单位体积气体里氢离子的质量来表示所采集颗粒物样品的酸度。通过对各测点颗粒物酸度分析,得出水泥厂不同工段所排放的颗粒物几乎全为碱性,说明水泥企业排放的颗粒物具备一定的酸化缓冲能力,可能对大气中的酸沉降产生有效地缓冲作用。但不同工段排放颗粒物中PM1以下的颗粒物酸度较大,说明较小粒子酸性较大。