某水泥厂生产性粉尘污染调查及控制评价

摘要　目的:对某水泥厂生产性粉尘进行调查,并对已采取的粉尘污染控制措施进行技术评价。方法:测定该厂主要作业地点空气中的粉尘浓度,了解工人在各作业点的暴露时间,计算各工种接触粉尘的时间加权平均浓度(TWA)和短时间接触浓度(STEL)。了解各操作岗位和生产设备中采用的防尘除尘控制措施及效果。结果:该厂水泥生产线中生料调配库、窑尾旋风预热器、熟料库、石膏破碎及成品装载等作业点粉尘浓度严重超标,各工种的TWA和STEL超标率分别占所测工种总数的47%和60%。所采用的控制措施大部分能发挥作用,但也有一些达不到防尘除尘效果。结论:该厂生产性粉尘的控制措施中存在设计不合理或不够完善的地方,应该有针对性的加以改进。

    某水泥厂最新设计安装了一条干法水泥生产线,利用回转窑法生产水泥熟料,设计日产水泥熟料1000 kg。该生产线分生料制备、熟料烧成及熟料制成三大部分,其中生料制备部分包括石灰石破碎、粘土破碎和煤破碎,熟料烧成部分包括生料均化、煤粉制备和回转窑生产,熟料制成部分包括熟料库、水泥库、水泥包装与装载等。在生产过程中,从原料的运输、烘干、破碎、粉磨、煅烧、再粉磨、包装和成品装载等各工序都可能产生和排放粉尘。为了做好粉尘污染的防治工作,我们对该水泥生产企业的粉尘危害来源、程度进行了全面、系统的调查,并对其控制效果进行了评价。在此基础上,提出了控制粉尘的整改措施,现将调查的情况报道如下。

1　对象与方法

    1.1　对象:该厂的生产工艺流程为:本次调查对生产设备周围、生产车间和各控制室的工作岗位进行了采样。

    1.2　方法

    依照《作业场所空气中粉尘测定方法》(GB/T5748-1998)进行布点和采样,每个测定点上下午各采样1次,连续采3 d,共12个样品。使用国产TH-4E型恒流粉尘采样器和FC-2型粉尘采样器进行采样,用AE-型电子天平对所采样品进行粉尘浓度测定。依照《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)和《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2002)对测定结果进行评价。

2　结果

    2.1　作业地点空气中粉尘情况分析:该厂水泥生产线中产生和排放粉尘的作业点较多,主要有石灰石破碎机、生料粉磨机(产生石灰石尘),粘土破碎机、生料均化库、窑尾旋风预热器(产生矽尘),熟料库、窑头、成品包装机(产生水泥尘)等(见表1),该厂生产性粉尘以水泥尘、矽尘为主,粉尘浓度超标较严重的作业点分别是生料调配库、窑尾旋风预热器、熟料库、石膏破碎及成品装载。

表1　主要作业地点空气中粉尘浓度与粉尘特性(ρB/mg·m-3)

    2.2　主要工种的粉尘情况:该厂水泥生产线的自控程度较高,工人大部分时间在室内操作,每班间断性地对生产设备进行巡检。全厂主要工种的粉尘浓度见表2。

表2显示,粘土破碎、生料调配库、窑尾厂房、熟料库、成品包装、成品装载及石膏破碎等工种的时间加权平均浓度(TWA)和短时间接触浓度(STEL)均超出其国家职业卫生标准,这与以上工种的主要作业地点空气中粉尘浓度较高的结果相吻合。煤破碎和窑头厂房操作工的TWA没有超标, 但STEL仍超出国家卫生标准。各工种的TWA和STEL超标率,分别占所测工种总数的47%和60%。 

表2　主要工种的粉尘测定结果

    2.3　控制措施:在生产线的各操作岗位和生产装置部位采用了系统的防尘、除尘措施,如选用先进生产工艺和生产技术,提高自动化程度,设置除尘收尘设备等对减少粉尘的排放和降低粉尘的危害是相当有用的,但也有一些由于设计不合理或不够完善而达不到防尘除尘效果,如生料配料库内粉尘浓度达到了198.32 mg/m3,远远超出国家职业卫生标准。

    2.3.1　有效的控制措施:①选择扬尘少的设备;粉状物料输送采用空气斜槽和提升机等密闭式输送设备;对于需胶带机输送的物料尽量降低物料落差,采用密闭输送,减少粉尘外逸;粉状物料储存采用密闭圆库,厂内物料的装卸、倒运及物料的露天堆场等处考虑喷水增湿或其他措施,减少扬尘;②全工程共设计安装了13个除尘系统,28台各种类型除尘器。

    多数粉尘排放点安装除尘器后,有效的抑制了粉尘的向外排放。除尘器的设计和选型,大多数是正确的,除尘效果能满足现场的要求;③该生产线自控水平较高,工人大部分时间在室内作业,在各生产工序设置有隔离的值班室。为工人配备个人防护用品,对粉尘污染严重的操作岗位要求正确使用防尘面具。

    2.3.2　存在问题:①粘土破碎和石膏破碎没有安装除尘系统,作业场所粉尘浓度分别高达38.33 mg/m3和311.00mg/m3,平均浓度为16.35 mg/m3和106.93 mg/m3,均超过国家职业卫生标准;②生料调配库顶皮带和库底输送皮带、熟料库底皮带未能采取密封运送方式,在运送较细小的物料时,受外界风的影响和物料落差的影响,造成粉尘飞扬,致使短时间内局部粉尘浓度较大;③窑头篦冷机底熟料斗式运输机机头地下厂房内粉尘较多,而其排气孔及进出口的防尘措施不合理,粉尘容易外泄,使窑头厂房粉尘浓度短时间内上升很大;④回转窑尾部接口滑块、旋风预热器提升机等处封闭不严,粉尘跑、冒、逸散严重;⑤水泥包装工序虽然安装了除尘器,但由于包装机和除尘器相关阀门的开启配合存在问题,导致除尘器达不到设计除尘效果;⑥工人装运袋水泥过程中落包或者破包时造成较为严重的飞灰。

3　讨论

    通过本次调查,我们认为,该厂粉尘浓度已达标的作业点,应该加强维护各种防护设施,保证其正常使用。设计不合理或除尘技术有缺陷的应进一步完善,或者重新设计,使之达到较好的除尘效果。对于经过治理仍难以使粉尘浓度达标的作业点,要求工人作业时必须佩戴防尘口罩,减少粉尘接触量,预防尘肺病的发生。因此,我们建议:①对不能进行湿式作业的石膏破碎系统安装除尘设备,发放合适的防尘口罩,加强个人防护;②对生料调配库顶皮带和库底输送皮带、熟料库底皮带等处进行改造,加装密封装置,采用密封输送方式,防止粉尘外逸;③对窑头篦冷机底熟料斗式运输机机头地下厂房排气孔及进出口、回转窑尾部接口滑块、旋风预热器提升机等处加强密封,有效杜绝粉尘的跑、冒、逸散;④及时调整水泥包装机与其除尘器配合,使除尘器发挥最佳效果;⑤强化管理,健全管理制度,规范工人生产操作,自觉正确使用个人防护用品。