摘要:
本文敘述水泥生產過程中產生的主要有害氣體的危害及其實用防治措施。
水泥生產過程中不僅產生大量煙塵、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與裝備，本文只對主要有害氣體的危害及其防治進行淺述。
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1．主要有害氣體與危害
1．1二氧化硫（SO2）
水泥工業廢氣中的SO2、主要來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。對于新型干法生產來說，硫和鉀、鈉、氯一樣，是引起預熱器、分解爐結皮堵塞的重要因素之一，是一種對生產有害、需要加以限制的一種組分。由于在水泥回轉窯內存在充足的鈣和一定量的鉀鈉，所形成的硫酸鹽揮發性較差、有80%以上殘留在熟料中，因而在廢氣中排放的SO2、和其它工業窯爐(如電力鍋爐)相比，要少許多。而對于干法中空窯、立窯和濕法水泥生產工藝而言，所排放的SO2量、相對要比新型干法生產大得多。
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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）
在水泥生產過程中排放的NOx，主要來源于燃料高溫燃燒時、燃燒空氣中的N2在高溫狀態下與氧化合生成。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。在新型干法生產系統中，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系統中排放的NOx遠低于傳統生產方法。據估計，我國水泥工業每年排放的NOx約為100萬噸左右。
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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為無色氣體、淡藍色液體或藍白色固體，在空氣中容易被O3和光化學作用氧化成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，動物接觸高濃度的NO，可出現中樞神經病變。NO2對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，嚴重者可導致死亡。NOX還可形成光化學煙霧、嚴重影響視野，NOX分級濃度的危害程度見表1。
表1? NOX對人體危害程度
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Nox濃度（ppm） |
對人體危害程度 |
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0.5 |
連續接觸4h，肺細胞病理組織發生變化；連續接觸3-12個月，支氣管出現肺氣腫、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內引起胸痛 |
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100-150 |
人在30min，至多1h內就因肺氣腫死亡 |
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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境污染的元兇之一。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，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程中，被水氣凝結成的液滴吸收，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。酸雨酸度過高，PH值降到5.6以下時，就會產生嚴重危害。它可以直接使大片森林死亡，農作物枯萎；也會抑制土壤中有機物的分解和氮的固定，淋洗土壤粒子中的鈣、鎂、鉀等營養元素，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、使之進入水中，毒害魚類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風化過程；還可危及人體健康。