水泥行業(yè)當(dāng)前環(huán)保問題綜述

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2019年，中國水泥年產(chǎn)量達(dá)到23.3億噸，占世界年總產(chǎn)量的60%左右。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15%~20%，其中，PM顆粒物約占39%，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有待提高；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  

由于我國目前水泥行業(yè)采用的生產(chǎn)模式相對還不夠精細(xì)化，對水泥生產(chǎn)的原料和燃料品質(zhì)沒能進(jìn)行很好的控制，因而導(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，隨著整個行業(yè)的產(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)廣泛應(yīng)用，但對于水泥行業(yè)來講，大氣污染物如SO₂、NOx等的排放量依舊很大，根據(jù)2017年全國污染源普查報告顯示，水泥行業(yè)氮氧化物排放量仍然存在較大的改進(jìn)空間，目前，水泥生產(chǎn)的大氣污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)，仍然執(zhí)行GB4915-2013，絕大多數(shù)企業(yè)牽涉的控制指標(biāo)有“顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氨”四項(xiàng)，實(shí)際上，國家標(biāo)準(zhǔn)為最低標(biāo)準(zhǔn)，并不是足夠的嚴(yán)格，可以說截止到2019年底，我國現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)全部能夠?qū)崿F(xiàn)，而且隨著國家對水泥行業(yè)環(huán)保治理的重視，從2013年起，水泥行業(yè)氮氧化物的排放量正在穩(wěn)步降低（見表1），但是整體上來看，水泥行業(yè)大氣污染物排放量仍舊處在一個相對高的水平，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)保壓力仍然巨大，水泥制造工藝和技改水平有待進(jìn)一步提高，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，仍然需要通過提高污染物治理水平的工藝來適應(yīng)更高層次的環(huán)保要求。  

圖2水泥行業(yè)污染量較大  

2.2污染物治理工藝水平有待提高  

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)備配備還不夠完善，治理水平和工藝水平有待進(jìn)一步提高，截止到2015年全國有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，隨著各地水泥企業(yè)環(huán)保意識的提高，越來越多的水泥廠家開始重視脫硝工藝的選擇，但是脫硝效率普遍不算太高，大都維持在60%~70%的水平，而且脫硝會增加企業(yè)投資和生產(chǎn)成本，易產(chǎn)生二次污染，因此需要各地水泥生產(chǎn)企業(yè)因地制宜，選擇更先進(jìn)、更為適合自己的脫硝工藝。  

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。上文提到，從2014年3月，國家開始正式實(shí)施《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2013和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB30485-2013兩個新標(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)限值如表2所示，現(xiàn)在國內(nèi)幾乎所有的水泥企業(yè)都能夠滿足上述兩個國標(biāo)的排放要求，但是國家標(biāo)準(zhǔn)僅為企業(yè)入門的最低標(biāo)準(zhǔn)，近幾年來，各個地方相繼出臺了更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，這給相當(dāng)一部分水泥企業(yè)帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。中國建材聯(lián)合會在2019年發(fā)布了《2019年水泥行業(yè)大氣污染防治攻堅戰(zhàn)實(shí)施方案》。該方案要求2019年“2+26”個城市的氮氧化物排放量控制在100mg/Nm³以下，京津冀及周邊地區(qū)、長三角地區(qū)、汾渭平原區(qū)域水泥企業(yè)氮氧化物排放量控制在200mg/Nm³以下。  

緊接其后，各地也陸續(xù)公布了更為嚴(yán)格的排放政策，2019年7月，河南發(fā)布了《水泥行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求2019年底前，河南全部水泥企業(yè)完成超低排放改造，即顆粒物、二氧化硫和氮氧化物分別達(dá)到10/35/100mg/m³。2019年10月，河北發(fā)布《水泥和平板玻璃工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》二次征求意見稿，要求水泥窯和窯尾余熱利用系統(tǒng)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值降低到10/30/50mg/m³。2020年的4月和10月，安徽和寧夏也分別出臺了相應(yīng)的法律法規(guī)，將顆粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)降低到了10/50/100mg/m³。  

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。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，又?jǐn)U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)必將面臨較大的改進(jìn)壓力。  

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)保壓力正在慢慢加大，目前我國水泥行業(yè)污染物排放量大，各個地方的不同生產(chǎn)企業(yè)治理水平和治理工藝也存在較大差異，大多數(shù)國內(nèi)水泥生產(chǎn)企業(yè)需要實(shí)行更加精細(xì)化的生產(chǎn)模式，進(jìn)一步提高污染物排放治理工藝，隨著我國環(huán)保治理標(biāo)準(zhǔn)的越來越嚴(yán)格，以及各個地方排放標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)的不斷收緊，水泥行業(yè)在解決環(huán)保問題和達(dá)標(biāo)排放方面仍然有很大的進(jìn)步空間。