吳善淦：水泥工業(yè)減少大氣顆粒物排放的思考

　　一、我國(guó)的環(huán)境現(xiàn)狀

　　由于我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)煙塵中的超細(xì)粒子已成為影響我國(guó)區(qū)域大氣質(zhì)量、空氣能見度的主要污染物。近年來，由于超細(xì)粒子的危害，我國(guó)產(chǎn)生霧霾天氣的頻率越來越高，程度越來越重，幾乎覆蓋我國(guó)大部分區(qū)域，其對(duì)全球環(huán)境及公眾健康可能產(chǎn)生的影響已引起全球的嚴(yán)重關(guān)注。

中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì) 吳善淦

　　水泥是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要材料，水泥工業(yè)也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。水泥工業(yè)的快速發(fā)展有力地支撐了國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的建設(shè)。然而，作為傳統(tǒng)的工業(yè)部門，水泥工業(yè)有著明顯的高排放、高能耗、資源依賴型的生產(chǎn)工藝特性。水泥工業(yè)傳統(tǒng)的發(fā)展和生產(chǎn)模式，使得資源、能源都難以為續(xù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來沉重的壓力。

　　盡管我國(guó)水泥行業(yè)經(jīng)過多年努力，也實(shí)行了(50mg/Nm³) 煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，顆粒物排放得到基本控制，但是每年煙粉塵排放總量仍多達(dá)1000萬噸以上，水泥行業(yè)、燃煤電站、鋼鐵冶金仍是我國(guó)三大重污染行業(yè)。我國(guó)顆粒物排放控制已進(jìn)入到大力消減PM10、PM2.5的時(shí)代，若不能有效消減超細(xì)顆粒物，“美麗中國(guó)”和大氣污染控制目標(biāo)不可能實(shí)現(xiàn)。換句話說，要想進(jìn)一步控制煙粉塵的排放，PM2.5捕集將是重點(diǎn)。

　　2012年，世界水泥產(chǎn)銷量約39億噸，我國(guó)水泥產(chǎn)銷量21.84億噸，占世界總量的55%。到年底，全國(guó)共有熟料生產(chǎn)線1637條，其中日產(chǎn)2000噸以上的熟料生產(chǎn)線有1257條。我國(guó)單位國(guó)土面積排放的水泥煙(粉)塵量是世界平均值的8.45倍，重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)會(huì)更嚴(yán)重，其原因是：

　　1、長(zhǎng)期執(zhí)行寬松的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；

　　我國(guó)現(xiàn)行的許多行業(yè)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國(guó)家有相當(dāng)大的差距；有的還不如許多發(fā)展中國(guó)家；如水泥行業(yè)現(xiàn)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2004）就過于寬松。

　　2、疏于監(jiān)管　執(zhí)法不嚴(yán)；

　　政府只重經(jīng)濟(jì)發(fā)展、輕環(huán)境保護(hù)的觀念沒有改變，減排工作責(zé)任不落實(shí)、激勵(lì)約束機(jī)制不健全、基礎(chǔ)工作薄弱、能力建設(shè)滯后的問題。在“權(quán)”與“法”的矛盾中往往“法”不敵“權(quán)”；在眼前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的權(quán)衡中，往往取前者而舍后者。其結(jié)果，我國(guó)環(huán)境污染狀況是：“局部有所改善，整體仍在惡化”。

　　3、政府花的精力只在臨時(shí)性措施和命令；

　　根據(jù)《關(guān)于北京市空氣重污染日應(yīng)急方案》　在今年的霧霾事件中北京58家企業(yè)停產(chǎn)；41家企業(yè)減產(chǎn)　實(shí)現(xiàn)30%以上的污染減排；強(qiáng)聯(lián)水泥、平谷水泥二廠全部停產(chǎn)，北京水泥廠停一條線，其它水泥企業(yè)也實(shí)現(xiàn)了30%以上的減排。這些措施是臨時(shí)性的，治標(biāo)不治本。

　　4、“解決霧霾的根本之道”——“減少污染源，削減大氣污染物”必須進(jìn)一步嚴(yán)格大氣排放標(biāo)準(zhǔn)；在最近幾年國(guó)家兩次修訂大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，排放限值有降低，但與控制PM2.5微細(xì)顆粒物的要求差距甚遠(yuǎn)。

　　5、我們排放世界最多的大氣污染物，但我們卻不具有世界最大的容納空間，世界有人居住陸地總面積為1.35億平方千米；我國(guó)國(guó)土只占7.1%；若我國(guó)大氣污染物排放限值與其他國(guó)家相同，單位面積燃煤煙塵將是世界均值的6.48倍；在我國(guó)的局部區(qū)域，單位國(guó)土面積污染物的平均數(shù)量將更高。

　　6、我國(guó)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角三個(gè)區(qū)域，國(guó)土面積僅占我國(guó)國(guó)土面積的8%左右，消耗全國(guó)42%的煤炭；52%的汽、柴油；生產(chǎn)了55%的鋼鐵；40%的水泥；SO₂、NO_X和煙塵排放量均占全國(guó)的30%；單位平方公里的污染物排放量5倍于其他地區(qū)；加劇了PM2.5的排放，更加重了霾的形成。這些地區(qū)每年出現(xiàn)霾的天數(shù)在100天以上；個(gè)別城市甚至超過200天。

　　7、嚴(yán)重的霧霾給社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成的巨大損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于污染治理所需的費(fèi)用，為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)重污染事件而強(qiáng)制企業(yè)停產(chǎn)，一條5000噸/日的熟料生產(chǎn)線停產(chǎn)一天，減少水泥產(chǎn)量6000噸；經(jīng)濟(jì)損失也很可觀。

　　8、企業(yè)缺乏社會(huì)責(zé)任感，在國(guó)外，水泥企業(yè)已經(jīng)形成固定的環(huán)保意識(shí)，治理環(huán)境污染成為企業(yè)的責(zé)任和義務(wù)，而在我國(guó)，企業(yè)主動(dòng)承擔(dān)的治污責(zé)任甚少。

　　二、水泥工業(yè)必須在減少顆粒物排放方面有所作為

　　目前我國(guó)水泥行業(yè)必須要有一系列新措施，在治理大氣污染物方面必須下“猛藥”，嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入、加快和加大落后產(chǎn)能淘汰，必須明確淘汰全部水泥立窯，嚴(yán)格控制污染物新增排放量，實(shí)施特別排放限值，開展水泥行業(yè)無組織污染源的防治，加強(qiáng)揚(yáng)塵控制、深化面源污染管理。去年由環(huán)保部會(huì)同國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部制定，經(jīng)國(guó)務(wù)院批復(fù)同意，我國(guó)首部大氣污染防治國(guó)家級(jí)規(guī)劃《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》發(fā)布，重點(diǎn)區(qū)域在規(guī)劃期內(nèi)必須完成一大批重點(diǎn)工程項(xiàng)目名單，其中水泥行業(yè)氮氧化物治理項(xiàng)目涉及204條熟料生產(chǎn)線、水泥窯除塵設(shè)施改造項(xiàng)目涉及181條水泥窯生產(chǎn)線，約300多臺(tái)套除塵設(shè)備的改造。

　　根據(jù)環(huán)保部門數(shù)據(jù)，我國(guó)在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下，以臭氧、細(xì)顆粒物（PM2.5）和酸雨為特征的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染日益突出，區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象大范圍同時(shí)出現(xiàn)的頻次日益增多。大氣污染物排放量巨大，2010年二氧化硫、氮氧化物排放總量分別為2267.8萬噸、2273.6萬噸，位居世界第一，煙粉塵排放量為1446.1萬噸，遠(yuǎn)超出環(huán)境承載能力。占全國(guó)14%的國(guó)土面積京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)，以及遼寧中部、山東、武漢及其周邊、長(zhǎng)株潭、成渝、海峽西岸、山西中北部、陜西關(guān)中、甘寧、新疆烏魯木齊城市群等13個(gè)重點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生了71%的經(jīng)濟(jì)總量，消費(fèi)了52%的煤炭，排放了48%的二氧化硫、51%的氮氧化物、42%的煙粉塵和約50%的揮發(fā)性有機(jī)物，單位面積污染物排放強(qiáng)度是全國(guó)平均水平的2.9至3.6倍?，F(xiàn)有污染治理力度已經(jīng)難以滿足改善環(huán)境空氣質(zhì)量的迫切要求。為切實(shí)改善大氣環(huán)境質(zhì)量，解決我國(guó)的灰霾天氣，必須采取更加嚴(yán)格的污染控制措施，在消化巨大新增量的基礎(chǔ)上，水泥工業(yè)大幅削減污染物排放總量，污染防治任務(wù)還是十分艱巨的。

　　解決工業(yè)煙粉塵PM2.5和灰霾污染問題，必須徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的大氣污染治理思路，實(shí)施多污染物協(xié)同控制。2011年，我國(guó)GDP占全球的10.48%，然而卻消耗了世界60%的水泥、49%的鋼鐵和20.3%的能源，而這些行業(yè)又大多集中在東部地區(qū)。粗放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、不合理的產(chǎn)業(yè)布局，產(chǎn)生了大量的大氣污染排放物。

　　根據(jù)《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，到2015年，重點(diǎn)區(qū)域的二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)煙粉塵排放量要分別下降12%、13%、 10%。在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角，細(xì)顆粒物的年均濃度須下降6%；水泥工業(yè)必須在減少顆粒物排放方面有所作為。

　　三、水泥工業(yè)袋式除塵技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)營(yíng)管理

　　水泥工業(yè)作為是我國(guó)大氣粉塵的排放第一大戶，如何控制和進(jìn)一步減少粉塵的排放一直是水泥工業(yè)減排的重點(diǎn)。

　　為了實(shí)現(xiàn)到“十二五”末，我國(guó)水泥工業(yè)顆粒物排放在2009年基礎(chǔ)上降低50%的目標(biāo)，《關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》明確要求2011－2015年現(xiàn)有水泥窯電除塵器改為袋式除塵器（低壓脈沖除塵器），對(duì)水泥企業(yè)來說，必須通過電改袋等多種技術(shù)的應(yīng)用，以達(dá)到國(guó)家要求。因此，合理地選擇除塵設(shè)備，降低濾袋消耗，提升除塵效果，仍然是今后一段時(shí)期內(nèi)水泥企業(yè)最為關(guān)注的。

　　隨著中國(guó)水泥產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，水泥生產(chǎn)工藝線的大型化，這些大型水泥生產(chǎn)線，每條線都有大量的除塵器，窯頭、窯尾除塵是水泥行業(yè)粉塵排放的關(guān)鍵所在。大型水泥廠的窯尾除塵，過去大多采用電除塵器，其煙塵排放濃度較高。隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格實(shí)施，窯頭、窯尾煙塵排放都必須達(dá)到30mg/Nm³，從排放總量來說，重點(diǎn)區(qū)域要求窯頭、窯尾煙塵排放濃度應(yīng)該小于20mg/Nm³，甚至于10mg/Nm³以下，電除塵器改為袋式除塵器應(yīng)該是目前窯頭、窯尾除塵唯一之道，應(yīng)采用正規(guī)廠家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)過濾材料。

　　水泥工業(yè)要進(jìn)一步控制煙、粉塵的排放，PM2.5捕集將是重點(diǎn)，在技術(shù)方面，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也積極開發(fā)新技術(shù)和新設(shè)備并應(yīng)用于重污染行業(yè)，使顆粒物排放濃度逐年降低。袋式除塵器是控制顆粒物尤其是PM2.5超細(xì)粒子最有效的設(shè)備，過濾材料是其核心。針對(duì)水泥行業(yè)煙塵的特性，在工程與裝備上采取定制化設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和配套技術(shù)應(yīng)用，才能使水泥行業(yè)總體顆粒物排放量明顯降低。

　　國(guó)內(nèi)袋式除塵發(fā)展相對(duì)較晚，但由于市場(chǎng)的需求和競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)，技術(shù)發(fā)展很快；國(guó)產(chǎn)纖維和濾料基本上達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的水平，在各重污染行業(yè)的煙塵治理應(yīng)用中，從除塵器整體設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和安裝、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與保障技術(shù)方面都有所突破，設(shè)備大型化、系統(tǒng)可靠性及工程經(jīng)驗(yàn)都得以快速發(fā)展。隨著袋式除塵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這當(dāng)中也涌現(xiàn)了一批企業(yè)，相比國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，許多國(guó)產(chǎn)除塵設(shè)備基本已經(jīng)能夠滿足大型水泥生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)要求。如何管理好和使用好水泥工業(yè)除塵設(shè)備，專業(yè)環(huán)保服務(wù)公司運(yùn)行和管理將成為水泥除塵行業(yè)需要關(guān)注的熱點(diǎn)。

　　四、水泥工業(yè)大氣污染物排放達(dá)到的目標(biāo)

　　我國(guó)排放的工業(yè)煙塵中，水泥工業(yè)是產(chǎn)生PM2.5顆粒的主要污染源，也是控制的重點(diǎn)行業(yè)之一。與普通的粉塵相比，PM2.5超細(xì)顆粒由于粒徑小，其運(yùn)動(dòng)、捕集、附著、清灰、收集等方面都有特殊性，針對(duì)TSP大顆粒粉塵捕集的常規(guī)過濾材料和除塵技術(shù)難以適應(yīng)超細(xì)粒子，采用PM2.5超細(xì)粒子高效捕集材料、關(guān)鍵技術(shù)與裝備迫在眉睫。

　　據(jù)報(bào)道，今年1月14至18日來自超過130個(gè)國(guó)家、約900名代表團(tuán)成員在瑞士日內(nèi)瓦，就聯(lián)合國(guó)汞公約進(jìn)行最后一輪談判，試圖制定出一個(gè)帶有法律約束力的全球協(xié)議，以此阻止和控制重度毒性重金屬汞的全球性污染和排放。

　　中國(guó)是全世界最大的汞生產(chǎn)、汞消費(fèi)和汞排放國(guó)，面臨著越來越大的談判和履約壓力。汞排放主要來自發(fā)電廠、冶煉廠、水泥廠、焚燒廠，主要產(chǎn)生于含汞的煤炭、礦石、和垃圾廢物的燃燒。我國(guó)大氣汞含量明顯高于歐美同類地區(qū)，一些地區(qū)居民頭發(fā)中甲基汞含量遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家建議的限值，存在巨大的生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)保部已經(jīng)就《汞污染防治技術(shù)政策》和《砷污染防治技術(shù)政策》對(duì)外征求意見。利用水泥窯協(xié)同處理處置固體廢棄物，更需要考慮這些重金屬的排放問題。

　　中國(guó)水泥工業(yè)的治污之路，從原先的淘汰落后產(chǎn)能，粉塵治理，到余熱發(fā)電項(xiàng)目，雖然在過去的“十一五”中國(guó)水泥工業(yè)的節(jié)能減排已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)，而在“十二五”中國(guó)水泥工業(yè)減排之路要達(dá)到的目標(biāo)：

　　1、采用世界最嚴(yán)格環(huán)保要求建設(shè)一定規(guī)模的示范工藝線，全工藝線排放的粉塵達(dá)到世界最先進(jìn)水平，煙、粉塵排放濃度小于10mg/Nm³；無組織排放（既崗位粉塵）排放濃度達(dá)到2mg/Nm³以下；PM2.5超細(xì)粉塵去除率達(dá)到80%以上；整體環(huán)保達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，為水泥企業(yè)的顆粒物排放起到示范作用。

　　2、對(duì)于協(xié)同處理廢棄物的水泥生產(chǎn)工藝線，必須具備吸附重金屬和二惡英功能。

　　3、優(yōu)化袋式除塵器的節(jié)能清灰技術(shù)和有毒有害氣體的吸附劑吸附裝備。

　　4、應(yīng)用水泥工業(yè)煙氣PM2.5粒子稀釋測(cè)試技術(shù)，同步實(shí)現(xiàn)顆粒物粒數(shù)和質(zhì)量濃度的測(cè)試，并同粒徑分布測(cè)試技術(shù)和化學(xué)組分測(cè)試技術(shù)進(jìn)行集成。監(jiān)測(cè)水泥工業(yè)過程PM2.5排放特征和系統(tǒng)評(píng)估各種PM2.5超細(xì)粒子控制技術(shù)。

　　5、通過示范線的建設(shè)和運(yùn)行，為進(jìn)一步完善和修訂《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》提供支撐依據(jù)。

　　五、結(jié)束語

　　今后重點(diǎn)污控區(qū)的水泥企業(yè)將面臨更為嚴(yán)格的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，將實(shí)施大氣污染物特別排放限值，嚴(yán)格控制大氣污染物新增量，倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，使大氣環(huán)境質(zhì)量不斷改善。

　　《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(包含特別排放限值)修訂工作已經(jīng)完成征求意見，即將出臺(tái)，新修訂的排放標(biāo)準(zhǔn)和特別排放限值是基于對(duì)企業(yè)先進(jìn)技術(shù)和排放量的分析以及國(guó)際先進(jìn)技術(shù)使用情況和排放量的分析，并參考其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的；但我國(guó)人口密度大，產(chǎn)業(yè)過于集中，必須執(zhí)行世界上最嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，水泥企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感迫使我們必須認(rèn)真去努力，減少顆粒物排放，為我們的藍(lán)天做出貢獻(xiàn)。

　　參考資料:

　　1、陳隆樞“也談PM2.5控制”；《全國(guó)袋式除塵技術(shù)研討會(huì)論文集》；2013.4。