馬澤民：水泥脫硝義不容辭 企業(yè)企盼標準政策

中國水泥協(xié)會副會長、重慶市水泥協(xié)會秘書長馬澤民日前出席“第五屆中國水泥環(huán)保大會”并作重要報告。

　　摘要：“十二五”期間，全國氮氧化物削減總量已分別下達到各省、自治區(qū)、直轄市。眾所周知 ，水泥熟料煅燒所排煙氣已成第三大排放源，水泥脫硝義不容辭、刻不容緩。作者在調研的基礎上，分析了全國水泥脫硝之勢和脫硝的工藝技術路線。在國家新標準未頒布、激勵政策未出臺，工藝技術路線未明確的情況下，為什么水泥脫硝是全局之事？水泥脫硝系企業(yè)之事，企業(yè)有些什么企盼？本文對此進行了一一闡述。

　　國發(fā)[2011]26號文件即《國務院關于印發(fā)“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》明確指出：“十二五”期間，全國氮氧化物排放量比“十一五”削減10%，其總量控制目標已下達各省、自治區(qū)、直轄市。眾所周知，在生產水泥熟料的過程中，其排放的煙氣里含有大量的氮氧化物（NOx）。它是繼火電煙氣、機動車尾氣之后的第三大排放源，嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。故水泥脫硝義不容辭，刻不容緩。

　　水泥脫硝全國之勢——環(huán)保強推方興未艾

　　2011年底，我國在役新型干法水泥生產能力25.94億噸，生產線1513條。到今年5月底，安裝建設有水泥脫硝設施的僅為6條。在各級環(huán)保部門的強力推動下，下半年以來，全國水泥脫硝勢如破竹，方興未艾。

　　據(jù)不完全了解，在我國西部12個?。▍^(qū)、市）中，91.7%在行動

　　重慶：2012年底，9個企業(yè)18條新型干法水泥生產線將建成脫硝裝置。
　　四川：川辦函[2011]247號《轉發(fā)環(huán)境保護廳關于“十二五”降氮脫硝工作意見的通知》中指出：“十二五”期間完不成脫硝任務的企業(yè)，將停止供電。
　　云南：云南首個水泥脫硝工程，曲靖昆鋼嘉華水泥建材公司4000t/d生產線，10月底已投入使用。
　　貴州：省環(huán)保廳向全省9個市（州）發(fā)函，要求23家水泥廠年底建成脫硝設施：4000t/d以上及2000t/d以下的生產線綜合脫硝效率要求達到75%以上，2000t/d至4000t/d的生產線綜合脫硝效率要求達到40%以上。
　　寧夏：今年全面啟動水泥企業(yè)的低氮燃燒工程；平羅恒達水泥公司2500t/d生產線脫硝項目已建成；10月12日，寧夏又有8家水泥企業(yè)分別與環(huán)保部門簽約，建設脫硝工程；全區(qū)2013年底前完成17條生產線的脫硝新技術建設工程。
　　新疆：在“十二五”工程減排措施中，新增煙氣脫硝工程（水泥熟料生產線脫硝工程）。
　　陜西：2011年陜西省環(huán)保廳、咸陽市政府相繼發(fā)出有關文件，要求水泥企業(yè)開展脫硝工程建設。
　　青海：全省水泥生產企業(yè)4個煙氣脫硝工程均已開工建設，青?；ブ?a target="_blank" style="color: #4284f4; text-decoration: underline;">金圓水泥3200噸/日熟料生產線，煙氣脫硝工程預計10月底建成投入試運行，青海祁連山水泥、青海樂都金鼎水泥和青海鹽湖海納化工有限公司3個煙氣脫硝工程將在11月至年底前全部建成投入試運行。
　　內蒙古：煙氣脫硝和煙塵控制技術交流會在鹽城已經召開。廣西：廣西西普南雁水泥有限公司脫硝示范2000t/d生產線，2012年4月25日已投入運行。
　　甘肅：8月2日，甘肅省環(huán)保廳召開全省水泥行業(yè)污染減排工作推進會，要求全省所有現(xiàn)役新型干法水泥線，開展低氮燃燒技術和建成煙氣脫硝工程。

　　據(jù)了解，在我國中部6個省中，100%在行動

　　河南：河南省新鄉(xiāng)市環(huán)保局正式下文，強制當?shù)厮嗥髽I(yè)脫硝改造。新鄉(xiāng)市共有新型干法生產線18條以上，2012年底以前開工建設水泥脫硝，2013年前必須完成。
　　湖南：水泥行業(yè)脫硝進入倒計時。2013年前，全省2000t/d以上生產線全部實施低氮燃燒技術改造，脫硝率達到30%以上；4000t/d以上生產線必須配備SNCR設施，脫硝效率60%以上；已脫硝企業(yè)擅自停運、逾期未建企業(yè)一律停產。
　　江西：江西環(huán)保廳召開2012年脫硫脫硝建設項目座談會，江西南方等8家水泥企業(yè)分別介紹了脫硝項目建設進度。
　　湖北：“十二五”期間， 22條4000t/d的水泥熟料生產線將全部建成脫硝設施，黃石市環(huán)保局對全市7家水泥生產廠提出了減排要求，加快對現(xiàn)役生產線進行低氮燃燒技術改造，對“十二五”不安裝脫硝設施的水泥企業(yè)將足額征收NOx排污費。
　　安徽：采取多項措施加快推進水泥行業(yè)減排，今年水泥行業(yè)實施低氮燃燒改造技術項目15個。省里正在研究出臺相關政策，從資金、技術等方面給減排企業(yè)以支持。
　　山西：今年，山西省環(huán)保廳強勢推進水泥行業(yè)脫硝。新建或改擴水泥熟料線一律按《水泥行業(yè)準入條件》執(zhí)行綜合脫硝率不低于60%；所有現(xiàn)役新型干法水泥生產線今年全部完成低氮燃燒技術改造，脫硝率不低于30%，4000t/d及以上生產線，2013年底建成投入運行。其他線2014年6月底全部建成。

　　據(jù)不完全了解，在我國東部10個?。ㄊ校┲?，90%在行動

　　北京、天津、上海三個直轄市，起步早。
　　河北：臨城奎山冀東水泥脫硝工程6月底建成；7月31日，唐山環(huán)保局督促豐潤區(qū)3家水泥廠實施脫硝工程，10月底已基本完工。
　　廣東：水泥企業(yè)實施廣東地方新標準。從今年1月1日起，廣東、珠三角大部分地區(qū)開始執(zhí)行廣東省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》，NOx排放濃度限定值550mg/Nm³，余下區(qū)域自2014年執(zhí)行；7月5日，省政府召開了2012年全省污染物減排工作會議，會議要求：2012年12月31日前，完成15條日產2000噸熟料以上新型干法水泥生產線的降氮脫硝工作；2013年12月31日前，完成剩余34條日產2000噸熟料以上新型干法水泥生產線的降氮脫硝工作；2013年12月31日前，完成日產2000噸熟料以下的新型干法水泥生產線低氮燃燒技術改造?！笆濉逼陂g新建成投入生產的新型干法水泥熟料生產線，必須同步配套低氮燃燒技術和煙氣脫硝處理設施。
　　浙江：杭州先行先試NOx排放濃度的政策規(guī)定最牛。杭減辦[2011]30號文件提出：2012年9月底前完成現(xiàn)役12家水泥企業(yè)16條熟料生產線脫硝工程，水泥企業(yè)煙氣脫硝率保證達到85%以上，脫硝裝置保證運轉率95%以上，脫硝設備靠引進壽命15年以上，脫硝不得造成二次污染。其脫硝資金由市財政按項目總投資的30%補貼，其中，4000-5000t/d的生產線最高補貼690萬元/條，2500t/d的生產線最高補貼480萬元/條，各區(qū)、縣（市）配套補貼不少于40%，其余企業(yè)自籌。
　　山東：現(xiàn)役水泥企業(yè)＞2000t/d的生產線，必經進行低氮燃燒技術改造，并配套煙氣脫硝設施。
　　福建：現(xiàn)役2000t/d的水泥生產線，兩年內完成脫硝改造。2012年底前，對≥4000t/d的生產線實行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率達到60%以上；2013年底前，對≥2000t/d＜4000t/d的水泥生產線，進行低氮燃燒器改造，并建成脫硝裝置，綜合脫硝率50%以上；對于＜2000t/d以下的生產線，脫硝率達到30%以上。
　　海南：海南省已有兩條水泥生產線啟動了脫硝設施建設前期基礎準備工作。

　　據(jù)了解，在我國東北3個省中，100%在行動

　　黑龍江：脫硫脫硝納入重點監(jiān)管，年內完成7項脫硝工程、19項低氮燃燒改造工程。
　　吉林：全面開展水泥行業(yè)氮氧化物減排攻堅戰(zhàn)。一是2012年7月底，現(xiàn)役10條4000t/d及以上生產線全部配備脫硝設施；二是2013年7月底，10條2000t/d熟料線全部完成低氮燃燒技術改造工程；三是新建、改造、擴建的生產線按《水泥行業(yè)準入條件》驗收，綜合脫硝率不低于60%；四是加大監(jiān)管NOx征收力度和超排處罰力度。今年全省將安排2000萬元資金補貼水泥企業(yè)脫硝。
　　遼寧：2012年10月17日上午，遼陽市政府召開了由8家水泥企業(yè)參加的全市新型干法水泥生產企業(yè)脫硝工程建設座談會。對進一步做好全市氮氧化物減排工作進行了具體部署。

　　現(xiàn)行的水泥脫硝技術綜述

　　根據(jù)水泥窯氮氧化物的形成機理，我國水泥窯降氮減排的技術措施有兩大類：

　　一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術措施：①采用低氮燃燒器；②分解爐和管道內的分段燃燒，控制燃燒溫度；③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。

　　另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx，其技術措施：①“分級燃燒+SNCR”，國內已推廣；②選擇性非催化還原法（SNCR），國內也在組織實施；③選擇性催化還原法（SCR），目前歐洲只有三條線實驗；③SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術，國內水泥脫硝還沒有實驗；④生物脫硝技術（正處于研發(fā)階段）。

　　總之，國內開展水泥脫硝，尚未進行科學總結?，F(xiàn)行的各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行可靠？脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。

　　筆者認為：水泥工業(yè)環(huán)境治理和保護，已經從治理粉塵為重心正向治理三大廢氣（SO₂、NOx、CO₂）轉變；污染物排放治理發(fā)展趨勢將從重末端治理（過渡階段）逐步轉向重源頭治理，既實現(xiàn)節(jié)能、又達到減排。

　　水泥脫硝系全局之事——政府部門應齊抓共管

　　水泥企業(yè)采用“SNCR”方法脫硝，并非水泥企業(yè)一家之事，系全局之事。水泥脫硝不僅涉及生產、流通、分配和消費，而且涉及到工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、交通、公安、能源、物價、環(huán)保、安全監(jiān)管和質檢等政府多個部門。

　　采用SNCR方法脫硝，還原劑是最大消耗品（但對于SCR脫硝來說催化劑的消費量更多）。水泥脫硝一般選用尿素或氨水（不選擇液氨 —— 危險品）作還原劑，但是尿素、氨水又是通過合成氨轉換而生產出來的，可是合成氨單位產品綜合能耗相當高（詳見下表）。

　　現(xiàn)以重慶18條2500t/d線脫硝為例， 若NOx排放的本底值為1000mg/Nm³左右，NOx排放要降到500mg/Nm³以下，年減排NOx為21060噸，則必須采用SNCR脫硝，若選擇氨水（濃度25%）作還原劑，則年需耗氨水62280噸。既相當于消耗合成氨15570噸→必然增加化工廠綜合能耗25691噸（標煤）→經信委必然增加化工廠天然氣用量和用電指標→必然增加化工廠合成氨水污染物排放（化學需氧量23.36噸、氨氮9.3噸、氰化物0.047噸、SS10.90噸、石油類1.56噸、揮發(fā)酚0.031噸、硫化物0.156噸、排水量155700噸）→勢必涉及到環(huán)保部門對合成氨生產企業(yè)污染物控制總量指標→涉及物價部門如何確定用于水泥工業(yè)脫硝的氨水、尿素價格以及化工廠增用天然氣價格如何確定→涉及增加運送氨水、尿素到水泥廠的社會運量及公安交通安全暢通→涉及農業(yè)主管部門將尿素、氨水調出農業(yè)系統(tǒng)→涉及市政府節(jié)能、減排辦公室對水泥企業(yè)脫硝增加了單位產品能源消耗和廢棄物排放量如何考核→涉及國家標準制定部門修改相關標準→涉及質監(jiān)部門對水泥產品質量標準檢驗等。

　　同時，筆者近期還看到有關火電廠《脫硫脫硝經濟性分析》的報道：火電廠采用氨法和尿素法脫硫脫硝的運行費用，與采用石灰石、石膏法脫硫-SCR法聯(lián)合脫硫脫硝進行了比較，其結論是：分別為1/5和1/2左右的運行費用。由此，我們必然聯(lián)想：若全國所有火電廠和所有新型干法水泥生產線分別采用“SCR”法和“SNCR”法脫硝，則需消耗氨水、尿素多少萬噸？合成氨化工廠需增加天然氣多少萬立方米？增加用電量多少萬千瓦小時？火電廠需增加煤炭消耗多少萬噸？增加二氧化碳排放多少萬噸？合成氨化工廠又增加水污染物排放量多少萬噸？上述等問題都需有答案?。?

　　水泥脫硝企業(yè)之事——企業(yè)期盼標準政策

　　水泥脫硝既是全局之事，更是企業(yè)之事，企業(yè)企盼國家出臺相關新標準和政策。

　　首先，水泥脫硝必須要有符合科學的、可行的氮氧化物排放標準。

　　一般理解是：國家有關文件規(guī)定的氮氧化物排放濃度不能替代國家標準，更不能等于國家標準。企業(yè)企盼國家出臺新的氮氧化物排放標準，企業(yè)才有方向和目標，水泥脫硝心中才踏實。

　　我國水泥工業(yè)氮氧化物排放濃度限定值的演變

　　從無到有，從寬到嚴的漸進過程（下表）。

　　據(jù)權威部門調查：我國新型干法水泥NOx的排放濃度，加權平均約為800mg/Nm³。其中≥4000t/d及以上生產線（占全國地區(qū)56.87%，860條）加權平均＜800mg/Nm³；＜4000t/d以下生產線加權平均＞800mg/Nm³。由此可見，當前相當多的水泥生產線，NOx排放濃度超過GB4915-2004限定值。

　　發(fā)達國家水泥窯氮氧化物排放標準（詳見下表）。

　　德國要求更為嚴格，＜500mg/Nm³。當使用替代燃料＞60%時，則NOx的排放要求小于320mg/Nm³，當100%使用替代燃料時，則NOx的排放要求小于200 mg/Nm³。且嚴格執(zhí)行在線監(jiān)測。

　　科學修訂相關標準勢在必行

　　對水泥企業(yè)脫硝，建議國家在開展調查研究，摸清我國水泥工業(yè)大氣污染物排放單位產品能源消耗和現(xiàn)行水泥標準執(zhí)行結果的客觀數(shù)據(jù)基礎上，結合我國當今的生產力發(fā)展水平，科學、合理地修訂GB4915-2004《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》，因水泥窯要使用替代燃料、協(xié)同處置廢棄物等，故也科學修訂GB16780-2007《水泥單位產品能源消耗限額》、GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》等標準以及相關的檢測方法和檢驗標準。

　　其次，水泥脫硝必須要有成熟的工藝技術和設備裝備等標準。

　　為保證水泥脫硝效果，企業(yè)企盼國家對已實施水泥脫硝企業(yè)進行調研總結，推廣成熟的工藝技術路線及關鍵設備，實現(xiàn)“低投資、國產化、低成本、零排放（無二次污染物排放）、運行好、效果好”的脫硝目標。

　　綜合所述：我國水泥企業(yè)氮氧化物排放標準，不能脫離我國仍然處于社會主義初級階段的國情和企業(yè)技術進步的現(xiàn)狀，歐盟、日本是目前世界環(huán)保做得最好的，而他們的標準也只有500mg/Nm³，尤其是采用SNCR法需要消耗大量的氨水和尿素，與農業(yè)爭化肥，還會產生二次污染，在中國行得通嗎？

　　第三，水泥脫硝必須要有調動企業(yè)積極性的政策。

　　水泥脫硝企業(yè)是主體，脫硝會增加企業(yè)投資、能源消耗、生產運營成本，還可能產生二次污染。當前，在水泥產能過剩、效益下滑之際，企業(yè)企盼國家出臺調動水泥脫硝積極性的政策，一切問題才能迎刃而解?，F(xiàn)特提出如下政策建議：

　　水泥脫硝要增加生產成本，建議國家：將電力行業(yè)煙氣脫硝的補償機制引入水泥行業(yè)；

　　以尿素和氨水作還原劑的脫硝企業(yè)，建議國家：將農用生產資料補貼的價格機制引入水泥行業(yè)脫硝；

　　營造公平競爭環(huán)境，確保脫硝企業(yè)正常運行。建議國家：對脫硝企業(yè)按連續(xù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)計算且減半征收排污費；對未脫硝企業(yè)按物料衡算法3倍標準征收排污費，對不與主機同步運轉且享受國家財政補貼的水泥脫硝企業(yè)，按未脫硝企業(yè)征收排污費，并限期連本帶息收回財政補貼資金；

　　對實施脫硝的水泥企業(yè)，建議國家：按專家評審的工程項目總投資額度給予三年期的財政貼息補助；

　　為保證水泥脫硝效率，建議國家：制定設計、施工、設備制造、施工監(jiān)理單位等準入水泥脫硝市場的條件。

　　參考文獻：

　　1、《能源研究與利用》雜志：史古飛、熊源泉、印建樸，《脫硫脫硝經濟性分析》，文章編號：1001-5523[2010]02-0048-0049

　　2、GB21344-2004《合成氨單位產品綜合能耗限額》

　　3、GB13458-2001《合成氨工業(yè)水污染物排放標準》