水泥行業(yè)污染簡述

1前言

水泥作為主要的基礎(chǔ)建筑材料在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色，是構(gòu)成世界物質(zhì)文明的重要基石，水泥行業(yè)在我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。經(jīng)過70年的發(fā)展，我國目前的水泥產(chǎn)能、品種和消費(fèi)量都高居世界首位，截止到2018年，中國水泥年產(chǎn)量達(dá)到21.77億噸，占世界年總產(chǎn)量的56%。然而，在水泥行業(yè)飛速發(fā)展的同時，也帶來了一系列的環(huán)保問題。經(jīng)測算，水泥行業(yè)顆粒物排放占全國顆粒物排放總量的15%~20%，其中，PM10顆粒物約占80%，SO₂排放量約占3%~4%，NO_X排放量約占10%~12%。目前我國水泥行業(yè)存在的環(huán)保問題主要有1）污染物排放量較大；2）污染物治理工藝水平不高；3）污染治理標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格等。

圖1 我國2012-2020水泥產(chǎn)量及增速

2我國當(dāng)前水泥行業(yè)環(huán)保問題現(xiàn)狀

2.1污染物排放量較大

由于目前我國水泥行業(yè)采用的生產(chǎn)模式大都較為粗放，無法達(dá)到相對清潔的水平，對水泥生產(chǎn)的原料和燃料品質(zhì)不能進(jìn)行很好的控制，從而導(dǎo)致水泥行業(yè)污染量較大。目前我國大氣污染治理的主要設(shè)備80%為除塵設(shè)備—即電除塵器或袋式除塵器，然而，雖然隨著產(chǎn)業(yè)調(diào)整和技術(shù)升級，干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，作為重要污染物的NO_X排放一直沒有得到很好的控制，根據(jù)2007年全國污染源普查報告，當(dāng)年我國水泥行業(yè)氮氧化物排放量達(dá)到了170萬噸，位列第二，僅次于火力發(fā)電行業(yè)。根據(jù)部分媒體實(shí)地調(diào)研和報道顯示，少數(shù)相對先進(jìn)的水泥生產(chǎn)企業(yè)脫硝技改還尚在計劃中，而大多數(shù)企業(yè)則還沒有采取任何實(shí)質(zhì)性的行動。在水泥廠竣工環(huán)保驗(yàn)收時，經(jīng)常遇到水泥窯廢氣中的氮氧化物不達(dá)標(biāo)的情況，多家企業(yè)水泥窯尾廢氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，氮氧化物濃度值超過1000mg/Nm³的現(xiàn)象時有發(fā)生。水泥行業(yè)大量污染物排放帶來的環(huán)境污染問題和環(huán)保壓力日趨嚴(yán)重，水泥制造工藝和技改水平亟待提高，污染物的治理水平和工藝水平參差不齊，污染物產(chǎn)生的環(huán)節(jié)多、污染物排放量大，進(jìn)一步增加了后期污染治理難度。

圖2水泥行業(yè)污染量大

圖3水泥行業(yè)2000-2012年污染物排放趨勢

2.2污染物治理工藝水平不高

水泥窯爐和窯尾余熱利用系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物主要包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、汞及其化合物等，破碎、生料磨、煤磨等其他工段主要排放顆粒物和粉塵，水泥窯協(xié)同處置固廢窯尾排口污染物還包括各類重金屬、二噁英等。顆粒物和粉塵的凈化主要采用靜電除塵、袋式除塵或電袋復(fù)合除塵等高效除塵工藝進(jìn)行處理，而氮氧化物則主要還是在低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理。對于二氧化硫則采用半干法、干法或濕法脫硫技術(shù)。目前水泥行業(yè)環(huán)保設(shè)備配備不夠完善，治理水平和工藝水平不高，截止到2015年全國僅有148條熟料產(chǎn)能達(dá)到52.3萬t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線安裝脫硝設(shè)施，僅占全國生產(chǎn)線總數(shù)的9%，而截止到2012年底我國僅有15條新型干法水泥生產(chǎn)線投運(yùn)了脫硝改造，平均脫硝效率為40%。此外，目前國內(nèi)的熟料企業(yè)大都重視脫硫而輕視脫硝，導(dǎo)致了水泥企業(yè)氮氧化物不能穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。

2.3污染治理標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格

隨著資源、能源問題的日益突出，環(huán)保壓力的增大，我國對于高能耗、高排放和高資源消耗型產(chǎn)業(yè)的要求會越來越嚴(yán)格。2014年3月，國家開始正式實(shí)施所謂的“史上最嚴(yán)環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)”，即《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB 4915-2013和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 GB 30485-2013兩個新標(biāo)準(zhǔn)，這兩個新標(biāo)準(zhǔn)增加了部分非常規(guī)污染物的排放限值，目前國內(nèi)外水泥行業(yè)非常規(guī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值如下表所示：

同時，新的標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高了顆粒物（PM）、氮氧化物的排放控制要求，將PM排放限值提高到30 mg/m³（一般地區(qū)）和20 mg/m³（重點(diǎn)地區(qū)），分別比2004年的標(biāo)準(zhǔn)提高了40%和33%，NOx排放限值也越來越嚴(yán)格，與原標(biāo)準(zhǔn)相比提高了60%左右。可以進(jìn)行預(yù)測，水泥行業(yè)的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)仍然會存在較大的收嚴(yán)空間。有媒體擔(dān)憂，新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施尤其是氮氧化物排放限值的下調(diào)事實(shí)上對水泥企業(yè)影響較大，根據(jù)以往媒體的抽樣調(diào)查，90%左右的企業(yè)都滿足不了新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。據(jù)報道，根據(jù)2020年6月生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《重污染天氣重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南》，與2019年相比，擴(kuò)大了分級范圍，由原重點(diǎn)管控的15個行業(yè)增加到39個重點(diǎn)行業(yè)，眾多水泥行業(yè)尤其是中小型水泥企業(yè)必將面臨重大調(diào)整。

3結(jié)論

隨著水泥行業(yè)的高速發(fā)展，有其延伸出的環(huán)保問題和環(huán)保壓力日益嚴(yán)重，目前我國水泥行業(yè)污染物排放量大，治理水平和治理工藝存在較大差異，大多數(shù)國內(nèi)水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)方式仍然粗放，面臨著較大的產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整壓力，隨著我國環(huán)保治理標(biāo)準(zhǔn)的提高，水泥行業(yè)在解決環(huán)保問題和達(dá)標(biāo)排放方面仍然有很長一段路要走。