吳善淦：水泥工業(yè)細顆粒物污染現狀與控制

　　11月23日，由中國水泥網主辦、北京金隅股份有限公司特別主辦、江蘇科行環(huán)保集團特別協辦的“2013第六屆中國水泥環(huán)保大會”在北京市江西大酒店拉開帷幕。本次會議以“為祖國的藍天白云，構筑水泥工業(yè)環(huán)保系統(tǒng)”為主題。會上，中國環(huán)境保護產業(yè)協會袋式除塵委員會秘書長吳善淦做了題為《水泥工業(yè)細顆粒物污染現狀與控制》的主題演講。

中國環(huán)境保護產業(yè)協會袋式除塵委員會秘書長吳善淦

　　一、水泥工業(yè)顆粒物污染現狀及原因

　　1、水泥工業(yè)顆粒物污染現狀

　　2012年世界水泥總產量約39億噸，我國水泥產銷量21.84億噸，占世界總量的55%。到去年底，全國共有熟料生產線1637條，其中日產2000噸以上的熟料生產線有1257條。我國單位國土面積排放的水泥煙（粉）塵量是世界平均值的8.45倍，約數百萬噸，占全國工業(yè)粉塵排放總量的39%，高居工業(yè)行業(yè)排塵之首。

水泥工業(yè)產品結構與顆粒物污染

　　據測算，我國水泥工業(yè)顆粒物排放占工業(yè)煙塵排放39%；SO₂排放占3%~4%；NO_x排放占10%~12%；這些數據表明，我國的水泥工業(yè)屬于重點污染行業(yè)！

2012年水泥十強企業(yè)

　　上圖來源于中國水泥網，從表上的數據來看，中國建材其產能總量已經超億噸，這些數據確實讓人高興。但是這些產能的背后卻伴隨著大量的顆粒污染物排放。

水泥工業(yè)污染物排放現狀

水泥工業(yè)細顆粒物污染

　　2、水泥工業(yè)顆粒物污染的原因

　　2000年至今施行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》過于寬松，而2012年的新修訂版本還未正式實施。雖然現在水泥行業(yè)和熱力行業(yè)的排放標準從50mg/Nm³降到30mg/Nm³、通風設備由原來的的30mg/Nm³降到20mg/Nm³，但是相較于工信部核定的排放標準--在2009年排放量的基礎上降低1/2來說，還是有很大差距的。

　　現在水泥工業(yè)排放的顆粒物中pm2.5和pm10的比例究竟有多大？經過測試發(fā)現，水泥顆粒排放物中小于pm10的粉塵數額很大。不久前，合肥水泥研究設計院副院長、總工程師包瑋在歐洲考察流期間也和國外的水泥企業(yè)就PM2.5在粉塵排量中所占的比例進行了交流。據包瑋講，國外企業(yè)認為電除塵不經濟的原因是，如果將排放標準定為10mg/Nm³,那么Pm2.5的含量占85%。所以，就歐洲水泥企業(yè)的技術方案而言，電除塵理論上是可以達標的，但是投入大、且持續(xù)達標可能性不大。

　　研究結果表明造成水泥工業(yè)顆粒物污染的原因主要由以下幾點：

　?。?）長期執(zhí)行寬松的環(huán)保標準?，F行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2004）過于寬松。

　?。?）企業(yè)缺乏責任感，政府疏于監(jiān)管、執(zhí)法不嚴。企業(yè)缺乏社會責任感和環(huán)保意識，企業(yè)主更不愿承擔治污的責任，減排措施不落實，激勵機制不健全、基礎工作薄弱，設施建設滯后，處罰力度不夠，違法成本過低。

　?。?）監(jiān)管不力和缺乏延續(xù)性。《關于北京市空氣重污染日應急方案》在今年的霧霾天氣最嚴重的時侯58家企業(yè)停產，其中就有幾家水泥企業(yè)停產。但是，政府的監(jiān)管只起到一時的控制作用，時間一過企業(yè)照常生產，污染依舊，沒有從根本上解決污染治理和監(jiān)管問題。

　?。?）解決水泥行業(yè)顆粒物污染之路。“減少污染源，削減大氣污染物”必須進一步嚴格大氣排放標準；雖然水泥行業(yè)三次修訂大氣污染物排放標準，排放濃度從150mg/Nm³降到30mg/Nm³，但與現在的灰霾現狀和控制PM2.5的要求差距甚遠。

　?。?）經濟損失。嚴重的霧霾給社會和經濟都造成的巨大損失，遠遠大于污染治理所需的費用，為了應對嚴重污染事件而強制企業(yè)停產，經濟損失是很可觀的。例如之前中國水泥網消息：“京津冀地區(qū)為治理大氣污染，對水泥企業(yè)實施大面積停產。河北石家莊市鹿泉地區(qū)水泥企業(yè)被要求從2013年10月15日停產到2014年3月15日（共停產5個月）。此外保定地區(qū)下發(fā)治理停產通知，30%產能將停產與石家莊同步進行。據悉，如果政府治理大氣污染決心很大，水泥停產區(qū)域可能擴大。 ”如此大規(guī)模停窯造成的經濟損失是巨大的。

　　二、水泥工業(yè)必須在減少顆粒物排放方面有所作為

水泥工業(yè)對粉塵排放、PM2.5和氮氧化物等污染物排放現狀測試和統(tǒng)計

　　從上圖可見，水泥行業(yè)主要污染物的檢測包括顆粒物的監(jiān)測、PM2.5的檢測以及NOx的檢測。其中顆粒物的排放主要源自窯頭和窯尾，其所占整條水泥生產線對外排放污染物的比例約為80%。

　　目前，很少有水泥企業(yè)對PM2.5的的排放進行監(jiān)測，只有一些除塵企業(yè)或者環(huán)保企業(yè)出于開發(fā)產品的目的而做了一些檢測，從這一層面說水泥企業(yè)并不清楚PM2.5排放量的準確數字，這對國內標準的制定帶來了一些難度。

　　1.國家“十二五”科技支撐項目：“水泥工業(yè)煙塵PM2.5超細顆粒物高效控制關鍵技術與裝備的開發(fā)研究”要解決的問題：

　?。?）研發(fā)大型水泥窯爐超細粒子捕集與多污染物協同控制關鍵技術與裝備，優(yōu)化除塵器低阻均布流場結構，開發(fā)超細粒子高效節(jié)能清灰技術。

　?。?）采用最嚴格環(huán)保要求建設5000t/d工藝示范線，煙（粉）塵排放濃度小于10mg/Nm³；無組織排放（既崗位粉塵）濃度達到2mg/Nm³；PM2.5超細粉塵去除率達到80%以上，為全國水泥企業(yè)起示范作用。

　?。?）5000t/d大型水泥窯汞及重金屬的捕集與多污染物協同控制尾氣凈化示范工藝線，采用適合水泥窯爐高溫煙氣有毒有害氣體的吸附劑及處理技術。

　?。?）袋式除塵節(jié)能清灰技術和吸附裝備。

　　（5）結合水泥示范工藝線，監(jiān)測水泥工業(yè)生產過程PM2.5排放特征和系統(tǒng)評估各種PM2.5超細粒子控制技術。

　?。?）通過示范線建設和運行，完善和再修訂《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》提供支撐依據。

　?。?）研究水泥工業(yè)煙塵排放中的汞及其它重金屬的排放特征，結合袋式 除塵，提高汞及重金屬的去除效率。

　　2.《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》和《大氣污染防治行動計劃》中，重點區(qū)域在規(guī)劃期內必須完成一大批重點工程項目名單中，水泥窯除塵設施改造項目涉及181條水泥窯生產線除塵器的改造。盡快減少水泥工業(yè)顆粒物排放應列為第一要務，為在全社會消除霧霾的行動中作出應有的貢獻：

　?。?）作為我國大氣煙（粉）塵的排放第一大戶，要實現水泥工業(yè)顆粒物排放在2009年基礎上降低50%的目標；

　?。?）《關于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導意見》明確要求2011－2015年現有水泥窯電除塵器改為袋式除塵器（低壓脈沖除塵器），對水泥企業(yè)來說，必須通過電改袋等多種技術的應用，才能達到國家要求。合理地選擇除塵設備，降低濾袋消耗，提升除塵效果，仍然是今后一段時期內水泥企業(yè)最為關注的。隨著環(huán)保要求提高，水泥行業(yè)煙塵排放都要求達到30mg/Nm³、20mg/Nm³，甚至于10 mg/Nm³以下，電除塵器改為袋式除塵器是水泥行業(yè)除塵改造的唯一之道。水泥工業(yè)要控制煙、粉塵排放，細顆粒物去除是重點，袋式除塵器是控制顆粒物尤其是PM2.5超細粒子最有效設備。

　?。?）針對水泥行業(yè)煙塵的特性，在工程與裝備上采取定制化設計方案，進行優(yōu)化設計和配套技術應用，才能使水泥行業(yè)總體顆粒物排放量明顯降低。

　　三、袋式除塵技術在水泥行業(yè)削減污染物排放的作用

　　顆粒物排放排放和生產成本沒有必然關系，只是一個技術選用問題。據珠江水泥廠4年的統(tǒng)計數據，窯頭改用袋除塵器后，排放由100mg/Nm³以上降至現在的10mg/Nm³以下，噸水泥成本只增加0.5元，對企業(yè)經濟效益影響微乎其微；采用的就是國產芳綸濾料。因此只要按要求設計和制造，水泥行業(yè)制定更嚴、更高的顆粒物排放標準，對水泥工業(yè)來說是可以實現的。

　　水泥行業(yè)在控制PM2.5方面，雖然才開始進行專項研究，但袋式除塵技術對微細粒子有很高的捕集效率，超細面層和覆膜濾料的測試表明：對于0.01～1.0μm微細粉塵的去除效率都≥97～99%，比一般濾料高一個數量級。

　　超細面層濾料對微細粒子的捕集效果；國內自主研發(fā)的賽膜高精濾料；由纖度為0.08旦的超細纖維針刺而成，并進行特殊的后處理，與纖度2.2旦的普通纖維針剌氈相比，具有更細、更加均勻的孔隙，有更高的孔隙率，對微細粒子的捕集效果與覆膜濾料相當。

　　新的濾料制造工藝-水刺，水刺氈幾乎沒有針孔，表面更光潔、平整，水刺氈濾料具有更高的過濾精度；對PM2.5能獲得更好的捕集效果。國外采用水刺工藝，將超細PTFE纖維復合在各種基材上，開發(fā)成功高性能濾料，已在許多垃圾焚燒爐等工程應用，效果良好。

我國燃煤煙塵量與世界平均值之比

　　削減水泥工業(yè)污染物排放是控制PM2.5的根本之道，我國排放世界一半或更多的大氣污染物，但國土只占世界有人居住陸地面積的7.1%，我們需要世界最嚴格的環(huán)保標準，并實行最嚴格的監(jiān)管。

　　袋除塵為最嚴格標準提供最可靠的技術支撐，能達到最低的顆粒物排放濃度，是削減大氣污染物排放的主力軍，水泥行業(yè)應用的濾料需從粗放向“精細過濾”發(fā)展，“精細” 過濾材料。

　　四、水泥工業(yè)大氣污染物排放達到的目標

　　中國水泥工業(yè)的治污之路，從原先的淘汰落后產能，粉塵治理，到余熱發(fā)電，在“十一五”期間已經取得了可喜的成績，在“十二五”中國水泥工業(yè)減排要達到的目標：采用世界最嚴格環(huán)保要求建設和改造生產線，就是第二代新型干法技術；煙（粉）塵達到世界最先進水平，排放濃度小于10mg/Nm³；無組織排放（既崗位粉塵）達到2mg/Nm³以下；PM2.5超細粉塵去除率達到80%以上。

水泥工業(yè)節(jié)能、減排關鍵技術措施

　　我國人口密度大，水泥工業(yè)產業(yè)過于集中，必須執(zhí)行世界上最嚴格的環(huán)保標準，水泥企業(yè)的社會責任感迫使我們必須認真去努力，減少顆粒物排放，為美麗中國的藍天做出貢獻。