摘要 分析專家SICK MAIHAK GmbH為水泥廠提供各式各樣的過程控制設(shè)備。 1．前言 目前全球大約18億噸水泥是以高昂的能源成本和產(chǎn)生大量的CO2、COx和粉塵為代價(jià)生產(chǎn)出來的。能源價(jià)格的增長以及嚴(yán)格的安全和環(huán)境要求使可靠的過程控制顯得尤為重要：它可以減少麻煩和保證原料和燃料的經(jīng)濟(jì)利用。分析技術(shù)專家SICK MAIHAK GmbH公司具有廣泛的產(chǎn)品和全球服務(wù)能力，為水泥工業(yè)提供需要和困難條件下的檢測服務(wù)，并為水泥廠操作人員提供整套量身定做的分析裝置。 生產(chǎn)過程的每一個步驟都需要進(jìn)行監(jiān)測，并且大多與氣體和粉塵排放有關(guān)。物料經(jīng)預(yù)烘干階段后，原料從一開始就需要與添加劑一道粉磨并作為水泥生料儲存在庫內(nèi)。采用SICK MAIHAK公司制造的回轉(zhuǎn)漿葉開關(guān)或測錘式料位指示器來防止物料堵塞和裝料過多。同樣情況也可避免，即當(dāng)終水泥熟料與生產(chǎn)不同品種水泥的添加劑混合之后在庫內(nèi)儲存并在過程后期在輸送線上輸送過程中發(fā)生的堵塞和裝料過多現(xiàn)象。 在上述兩個工藝過程之間就是煅燒工藝，該工藝多在預(yù)熱器塔（帶或不帶分解爐）和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行。 2．特殊探頭 預(yù)熱器塔是最重要的取樣點(diǎn)，生料在此以不斷上升的溫度烘干和預(yù)分解。CO、CO2和O2在此得到監(jiān)測以便調(diào)控預(yù)熱器塔和分解爐內(nèi)的二次燃燒。 高溫、高粉塵濃度和低壓使此處的檢測極為困難。在溫度高在400℃的預(yù)熱器塔頂部，SICK MAIHAK推薦安裝一臺入口裝有過濾器的回流式探頭和一臺抽取式檢測裝置。 在高溫達(dá)1000℃的下級旋風(fēng)筒或分解爐區(qū)域需要安裝一個冷卻取樣探頭，例如SCP3000。即使在如此困難的條件下，該探頭也能提供準(zhǔn)確的檢測，盡管該區(qū)域的O2迅速下降。 預(yù)熱器塔的CO2/O2檢測還可以擴(kuò)大到對NO氣體的分析。為了減少NO排放，它可以對二次燃燒進(jìn)行優(yōu)化控制。 在回轉(zhuǎn)窯進(jìn)口需要對燒煤、油或天然氣的一次燃燒及水泥質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，此處的檢測條件極為困難，氣體溫度高達(dá)1400℃，粉塵濃度也高達(dá)2kg/m3。為了防止堵塞、磨損和避免生料落在探頭上，SCP 3000型氣體取樣系統(tǒng)由于是水冷卻探頭因此非常適應(yīng)這種應(yīng)用。 抽取裝置由一個裝有過濾器的探頭構(gòu)成，探頭安裝在一個伸縮裝置上，因此可隨時(shí)從爐內(nèi)抽出。此外，一個旋轉(zhuǎn)裝置保證了生料以常規(guī)間隔從探頭內(nèi)搖出。一臺由壓縮空氣控制的自動回流裝置增加了探頭和過濾器的效率。 對于后面的分析，SICK MAIHAK提供有專門為水泥工業(yè)設(shè)計(jì)的分析柜，配有S710標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的MKAS 710-C裝置。對于含有高SOx氣體的直接檢測，MCS 100E HW分析柜最為合適。公司具備為不同工藝條件提供優(yōu)化分析裝置（例如廢舊輪胎焚燒）的能力。 [align=center] 圖1 MKAS 700分析柜[/align] 3．煙霧烘干 對于濕法水泥生產(chǎn)檢測更為容易，由于整個煅燒過程在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行，料漿中的所有水分必須蒸發(fā)掉，因此消耗的能源是干法生產(chǎn)的兩倍?；剞D(zhuǎn)窯進(jìn)口的溫度只有大約150℃，然而由于生料漿的轉(zhuǎn)動，煙氣在這里就成了問題。這些氣體必須使用加長的烘干取樣管和回流式探頭來控制。合適的烘干適配器在煙霧到達(dá)過濾器之前就可將其烘干。 [align=center] 圖2 SCP 300氣體取樣器[/align] 煅燒后的熟料被冷卻至300～100℃。冷卻過程產(chǎn)生的熱氣體可用作燃燒器的預(yù)熱空氣，也可烘干生料或煤。根據(jù)其用途，熟料中的粉塵必須首先清除。采用粉塵監(jiān)測器FW 56和程度指示器Maihak MBA200對過濾器進(jìn)行監(jiān)測。 來自預(yù)熱器塔的廢氣以及工廠其他區(qū)域的粉塵也必須清除。用于此目的的電收塵器必須通過監(jiān)測進(jìn)口CO濃度來防止爆炸，GM950原位分析儀最為適宜。為防止粉塵聚積，用程度指示器對過濾器進(jìn)行監(jiān)測。為控制電收塵器進(jìn)口氣體水化，適合使用FLOWSIC100容積式流量計(jì)。 4．防爆 如果水泥廠使用煤作燃料必須格外小心。在粉磨濕煤時(shí)，積聚的煤粉有自燃危險(xiǎn)，使用隋性氣體可以消除這類危險(xiǎn)。在粉塵清除之前可通過檢測磨機(jī)和廢氣中的氧濃度來達(dá)到監(jiān)測?？焖俣ㄎ环治鰞x（ZIRKOR302）或裝有分析儀（S700）的抽取裝置是理想的選擇。 如果磨機(jī)、收塵器、煤粉倉或煤斗中的CO濃度在同一時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測，S700型分析儀最具優(yōu)勢，因?yàn)樗梢栽缙诒O(jiān)視火燃。CO濃度發(fā)生變化說明將有火災(zāi)危險(xiǎn)。 煤斗、煤磨和煤磨收塵器的粉塵可用Maihak MBA200和/或Maihak LOT369料位指示器進(jìn)行檢測。FW56型粉塵監(jiān)測器負(fù)責(zé)監(jiān)測收塵器系統(tǒng)的效率。 5．排放監(jiān)測 整個工廠的排放必須按環(huán)保公司規(guī)定的條例進(jìn)行監(jiān)測。德國適用的是TA-Luft規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，或如果燒廢戲物，執(zhí)行2000/76 IEC歐洲共同體有效的標(biāo)準(zhǔn)值。在北美強(qiáng)調(diào)對NOx進(jìn)行監(jiān)測，在遠(yuǎn)東當(dāng)燒廢棄物時(shí)常常檢測HCI排放。 對于燒傳統(tǒng)燃料系統(tǒng)的排放檢測，SICK MAIHAK提供抽取式（MKAS 710）和定位檢測技術(shù)（GM31，GM35）。對于燒廢棄物的工廠，建議采用抽取式MCS 100E HW分析儀，結(jié)合THC（Euro FIB）進(jìn)行汞檢測（MERCEM）。測量參考值（O2，容積流量、壓力、溫度）和粉塵，以及MEAC2000檢測值的采集和評價(jià)提供了一個完整的排放檢測系統(tǒng)。