水泥排放標(biāo)準(zhǔn)要體現(xiàn)行業(yè)技術(shù)進步和客觀實際

　　環(huán)境保護立法的一個重要組成部分，就是環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，水泥工業(yè)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立或修訂，都是以本行業(yè)及國家與之相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，一方面能促進本行業(yè)技術(shù)裝備進步，更重要的是保護人們身體和環(huán)境生態(tài)平衡。

　　我國水泥工業(yè)的快速發(fā)展舉世矚目，但水泥工業(yè)NOx排放的控制技術(shù)和立法，與整體水泥工業(yè)發(fā)展相比是不相稱的。目前現(xiàn)有生產(chǎn)線（含水泥窯焚燒危險廢物生產(chǎn)線）和新建生產(chǎn)線（含水泥窯焚燒危險廢物生產(chǎn)線）或新建的NOx排放限值為800mg/m³，2.4kg/t-cl；水泥窯中當(dāng)然也包括立窯，執(zhí)行的也是這一排放限值。總之，800mg/m³，2.4kg/t-cl這個單一指標(biāo)已成為水泥NOx排放的唯一限值。

　　水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)按規(guī)模分為：二、三級≥200t/d規(guī)模的生產(chǎn)線，自然不包括小型干法窯生產(chǎn)線，特種水泥生產(chǎn)線和立窯生產(chǎn)線。NOx排放限值是指末端處理前的狀況，一級≤2.0kg/t，二、三級≤2.4kg/t，如果以GB4915－2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單位熟料煙氣量為3.0Nm3/kg-cl。則二、三級指標(biāo)與GB4915－2004標(biāo)準(zhǔn)NOx限值相同，對一級指標(biāo)≤2.0kg/t的規(guī)定，則比GB4915－2004標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格一些，達(dá)到667mg/m³。

　　針對GB4915－2004和HJ467－2009兩個標(biāo)準(zhǔn)NOx的限值，一些機構(gòu)及業(yè)內(nèi)人士提出對其進行修訂。原因之一，NOx排放污染環(huán)境，對人類身心健康有害。原因之二，與國外發(fā)達(dá)國家相比，具有較大差距，為縮小差距，修訂成為必然。原因之三，引進國外的末端治理技術(shù)裝備，消化轉(zhuǎn)化為自主創(chuàng)新技術(shù)，減排NOx數(shù)量。原因之四，完成與主管部門簽訂的指標(biāo)任務(wù)。對NOx限值修訂為多少，更是眾說紛紜。環(huán)保部一位負(fù)責(zé)人考察一大型水泥企業(yè)NOx排放控制技術(shù)后，聲稱要制訂史上最嚴(yán)的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，這個部門的另一位負(fù)責(zé)人則表示，NOx限值為300mg/m³~400mg/m³，或不高于國外最嚴(yán)的限值，為500mg/m³。一大型企業(yè)的主管提出500mg/m³~600mg/m³的指標(biāo)。資深專家也建言，NOx限值制修訂要借鑒參考?xì)W盟、美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的指標(biāo)進行修訂。

　　客觀定位的幾個問題

　　世界上各個國家間經(jīng)濟發(fā)展水平千差萬別。我國是發(fā)展中國家，其特點是發(fā)展最快、國家最大。但是“發(fā)展中國家”的屬性是經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平相對較低，尚處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會向現(xiàn)代工業(yè)社會轉(zhuǎn)變過程中的國家。相對于發(fā)展中國家，發(fā)達(dá)國家在國際上要承擔(dān)相對多的責(zé)任。其通過承諾更多的國際義務(wù)，或不尋求某些特殊的待遇而確立自己發(fā)達(dá)國家的地位。

　　對NOx排放限值的指標(biāo)，我們可以承諾為全人類的地球環(huán)境質(zhì)量多做貢獻(xiàn)，但也應(yīng)適當(dāng)規(guī)避一味追求超越能力所能達(dá)到的做法。正確定位我國是發(fā)展中國家的客觀事實，是考慮問題的出發(fā)點和歸宿。

　　我國是水泥大國，2011年水泥產(chǎn)量已超過世界水泥產(chǎn)量的50%，連續(xù)27年居世界第一。經(jīng)過多年的結(jié)構(gòu)調(diào)整，80%以上的水泥為新型干法水泥，新型干法技術(shù)和裝備成為水泥生產(chǎn)能力的主導(dǎo)。世界上先進的技術(shù)和裝備在水泥行業(yè)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。與NOx排放控制技術(shù)相關(guān)裝備得到規(guī)范應(yīng)用，用于前端治理技術(shù)的燃燒器，如皮拉德、多福樂和引進技術(shù)轉(zhuǎn)化的奧通等。分解爐裝備如日本的RSP、NSF、KSV、MFC、DD爐等，丹麥的FLS爐，德國的Prepol或Pyroclon管道型分解爐等，以及這些經(jīng)過改造性能提高的各類低NOx產(chǎn)生量的分解爐。長徑比1：10~1：12各種規(guī)模的短窯等。經(jīng)過30年的拼搏，我國自主創(chuàng)新技術(shù)的各類水泥熱工設(shè)備和技術(shù)，目前也在一定程度上代表國際的先進水平。因此可以針對現(xiàn)有的技術(shù)和裝備作為考慮制、修訂NOx排放限值的基礎(chǔ)。但也要重視與發(fā)達(dá)國家水泥窯焚燒廢物的不足。一方面，我國水泥窯協(xié)同處置生活垃圾廢物處于起步階段，僅極少數(shù)生產(chǎn)線配置了垃圾焚燒裝置；另一方面，在焚燒垃圾獲得熱量方面，即燃料替代率方面不足20%，這兩方面的差距，恰是歐盟和德國NOx排放低限值的基礎(chǔ)。在我國先進技術(shù)裝備的廣泛使用與焚燒廢物的普及率、替代率低之間找到結(jié)合點，應(yīng)是氮氧化物排放限值的亮點。

　　制、修訂標(biāo)準(zhǔn)，不管是產(chǎn)品類、方法類、管理類的標(biāo)準(zhǔn)，還是國家級、行業(yè)級或地方級標(biāo)準(zhǔn)，都要遵循制修訂標(biāo)準(zhǔn)的基本原則，即先進性、普遍性、可行性。標(biāo)準(zhǔn)不同于行政指令，盡管標(biāo)準(zhǔn)有強制性或推薦性標(biāo)準(zhǔn)中有強制性條款，但標(biāo)準(zhǔn)與行政指令有差別。上下級間簽訂的責(zé)任書中，要保證履行條款要求，完成NOx的排放量，要由各種保證措施完成，不應(yīng)把NOx排放限值認(rèn)為是唯一的措施。標(biāo)準(zhǔn)反映出一個國家或地區(qū)經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展水平。技術(shù)促成標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生，相反，一個標(biāo)準(zhǔn)會對技術(shù)及生產(chǎn)起到促進作用。根據(jù)我們的技術(shù)現(xiàn)狀，就會自然地意識到，制定最嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)或等同于行政指令的標(biāo)準(zhǔn)，這種指導(dǎo)工作的思想方法或技術(shù)路線是不可取的。NOx排放限值的確定必須遵循標(biāo)準(zhǔn)制、修訂的原則，這是制、修訂標(biāo)準(zhǔn)的底線。

　　信息采集和數(shù)據(jù)使用

　　水泥工業(yè)NOx排放限值的制訂，信息采集和數(shù)據(jù)使用是制、修訂標(biāo)準(zhǔn)中確定NOx排放限值的重要依據(jù)。來自各方的信息數(shù)據(jù)，其中有大量是可信的，但有的是判斷失誤，有的是過時的，也有的是隱含某方利益所拋向行業(yè)的。判別數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，決定于人們的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)和相關(guān)知識的水平。這里介紹兩個與NOx排放限值相關(guān)的參數(shù)：

　　1.單位熟料標(biāo)況風(fēng)量

　　GB4915－2004選取單位熟料標(biāo)況風(fēng)量為3m3/kg-cl。目前有專家建議取值1.6m3/kg-cl~2.0m3/kg-cl。近期資料以2m3/kg計算的較多，出預(yù)熱器高溫?zé)煔鈽?biāo)況風(fēng)量，根據(jù)部分熱工測定計算最低的達(dá)到1.4m3/kg-cl左右。

　　筆者查閱資料，某2500t/d生產(chǎn)線高溫?zé)煔饬?.462Nm³/kg-cl、某1200t/d生產(chǎn)線為1.53Nm³/kg-cl、某7500t/d生產(chǎn)線為1.408Nm³/kg-cl、某4500t/d生產(chǎn)線為1.8242Nm³/kg-cl，出預(yù)熱器高溫?zé)煔鈽?biāo)況風(fēng)量值波動在1.4Nm³/kg-cl~1.8Nm³/kg-cl，現(xiàn)在新型干法水泥窯窯尾預(yù)熱器出一級筒煙氣量超過1.8Nm³/kg-cl的較少，如果運行值超過此值，則系統(tǒng)風(fēng)量大，會引起電耗上升。溫度約在290℃~330℃范圍，預(yù)熱器高溫?zé)煔馔ㄟ^高溫風(fēng)機，進入余熱電站鍋爐，約200℃出來的煙氣進入生料磨系統(tǒng)，最后進入廢氣處理系統(tǒng)的除塵器，而排入大氣。NOx等污染物監(jiān)測點設(shè)在廢氣排放的排氣筒。因此排出氣體流量與出預(yù)熱器的相比，因溫度壓力及經(jīng)過各類設(shè)備的漏風(fēng)，還有一些設(shè)備加工物料產(chǎn)生的煙氣影響，差別還是很大的。GB4915－2004規(guī)定的單位產(chǎn)品排放量，對窯磨一體機，在窯磨聯(lián)合運轉(zhuǎn)時，以磨機產(chǎn)生的物料量計算，在水泥窯單獨運轉(zhuǎn)時，以水泥窯產(chǎn)出的熟料量計算，“該標(biāo)準(zhǔn)NOx有的排放限值的排放濃度800mg/Nm³與單位產(chǎn)品排放量2.4kg/t并列”，成為一組閉環(huán)數(shù)據(jù)，由此計算，單位產(chǎn)品排放煙氣量（標(biāo)況）為3m³?，F(xiàn)在窯磨一體機+余熱發(fā)電或+協(xié)同處置，單位熟料產(chǎn)品產(chǎn)生的標(biāo)況煙氣量不同于GB4915-2004時的工藝流程。因此，這一數(shù)據(jù)的明確表達(dá)很有必要。

　　2.單位煙氣量排放濃度mg/Nm³與ppm的換算關(guān)系

　　ppm是濃度的表示方法，稱為百萬分之一，它分為體積比和質(zhì)量比兩種，ppm在NOx排放作為濃度單位使用。

　　使用質(zhì)量濃度單位（mg/m³）作為空氣污染物濃度的表示方法，可以方便計算出污染物的真正量。但質(zhì)量濃度與檢測氣體的溫度、壓力環(huán)境條件有關(guān)，其數(shù)值會隨著溫度、氣壓等環(huán)境條件的變化而不同；實際測量時需要同時測定氣體的溫度和大氣壓力。而在使用ppm作為描述污染物濃度時，由于采取的是體積比，則比較方便。那么ppm（體積）和mg/m³的換算比值是多少呢？各個水泥、建材報刊雜志有兩個較為接近的數(shù)據(jù)，一個是1mg/Nm³≈1.7cm³/Nm³。另一個是1mg/Nm³≈1.8cm³/Nm³。筆者認(rèn)為，煙氣由N₂、CO₂、O₂、H₂O等主要氣體和少量的CO（也可能沒有）、氬氣及微量NOx組成，根據(jù)煙氣中的主要組成氣體和微量組成NOx進行計算。1mg/Nm³≈2.02cm³/Nm3~2.05cm³/Nm³，也可能略超出這個范圍。mg/Nm³與ppm間的換算值最好在標(biāo)準(zhǔn)中明確。但根據(jù)國家規(guī)定，使用國際單位制，其中濃度表示方法ppm已不用了。當(dāng)前，一些單位由于某種原因使用ppm，如監(jiān)測儀器儀表的顯示數(shù)值，不過應(yīng)該注明ppm是體積比，還是質(zhì)量比，也應(yīng)根據(jù)水泥窯廢氣的工況組成計算出mg/Nm³與ppm的換算值，以便正確明白表述NOx的排放量。