吳善淦：水泥工業(yè)減少大氣顆粒物排放的思考

　　一、我國的環(huán)境現(xiàn)狀

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

中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會 吳善淦

　　水泥是國民經(jīng)濟建設(shè)的重要材料，水泥工業(yè)也是國民經(jīng)濟的重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。水泥工業(yè)的快速發(fā)展有力地支撐了國家經(jīng)濟、社會的建設(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)，對生態(tài)環(huán)境帶來沉重的壓力。

　　盡管我國水泥行業(yè)經(jīng)過多年努力，也實行了(50mg/Nm³) 煙塵排放標準，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1000萬噸以上，水泥行業(yè)、燃煤電站、鋼鐵冶金仍是我國三大重污染行業(yè)。我國顆粒物排放控制已進入到大力消減PM10、PM2.5的時代，若不能有效消減超細顆粒物，“美麗中國”和大氣污染控制目標不可能實現(xiàn)。換句話說，要想進一步控制煙粉塵的排放，PM2.5捕集將是重點。

　　2012年，世界水泥產(chǎn)銷量約39億噸，我國水泥產(chǎn)銷量21.84億噸，占世界總量的55%。到年底，全國共有熟料生產(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，重點區(qū)域內(nèi)會更嚴重，其原因是：

　　1、長期執(zhí)行寬松的環(huán)保標準；

　　我國現(xiàn)行的許多行業(yè)工業(yè)污染物排放標準與發(fā)達國家有相當大的差距；有的還不如許多發(fā)展中國家；如水泥行業(yè)現(xiàn)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2004）就過于寬松。

　　2、疏于監(jiān)管　執(zhí)法不嚴；

　　政府只重經(jīng)濟發(fā)展、輕環(huán)境保護的觀念沒有改變，減排工作責任不落實、激勵約束機制不健全、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)”；在眼前利益與長遠利益的權(quán)衡中，往往取前者而舍后者。其結(jié)果，我國環(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)　實現(xiàn)30%以上的污染減排；強聯(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)也實現(xiàn)了30%以上的減排。這些措施是臨時性的，治標不治本。

　　4、“解決霧霾的根本之道”——“減少污染源，削減大氣污染物”必須進一步嚴格大氣排放標準；在最近幾年國家兩次修訂大氣污染物排放標準，排放限值有降低，但與控制PM2.5微細顆粒物的要求差距甚遠。

　　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；我國國土只占7.1%；若我國大氣污染物排放限值與其他國家相同，單位面積燃煤煙塵將是世界均值的6.48倍；在我國的局部區(qū)域，單位國土面積污染物的平均數(shù)量將更高。

　　6、我國京津冀、長三角、珠三角三個區(qū)域，國土面積僅占我國國土面積的8%左右，消耗全國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；個別城市甚至超過200天。

　　7、嚴重的霧霾給社會經(jīng)濟造成的巨大損失遠遠大于污染治理所需的費用，為了應(yīng)對嚴重污染事件而強制企業(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)濟損失也很可觀。

　　8、企業(yè)缺乏社會責任感，在國外，水泥企業(yè)已經(jīng)形成固定的環(huán)保意識，治理環(huán)境污染成為企業(yè)的責任和義務(wù)，而在我國，企業(yè)主動承擔的治污責任甚少。

　　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”，嚴格環(huán)境準入、加快和加大落后產(chǎn)能淘汰，必須明確淘汰全部水泥立窯，嚴格控制污染物新增排放量，實施特別排放限值，開展水泥行業(yè)無組織污染源的防治，加強揚塵控制、深化面源污染管理。去年由環(huán)保部會同國家發(fā)改委、財政部制定，經(jīng)國務(wù)院批復(fù)同意，我國首部大氣污染防治國家級規(guī)劃《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》發(fā)布，重點區(qū)域在規(guī)劃期內(nèi)必須完成一大批重點工程項目名單，其中水泥行業(yè)氮氧化物治理項目涉及204條熟料生產(chǎn)線、水泥窯除塵設(shè)施改造項目涉及181條水泥窯生產(chǎn)線，約300多臺套除塵設(shè)備的改造。

　　根據(jù)環(huán)保部門數(shù)據(jù)，我國在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下，以臭氧、細顆粒物（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，遠超出環(huán)境承載能力。占全國14%的國土面積京津冀、長三角、珠三角地區(qū)，以及遼寧中部、山東、武漢及其周邊、長株潭、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個重點區(qū)域產(chǎn)生了71%的經(jīng)濟總量，消費了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)性有機物，單位面積污染物排放強度是全國平均水平的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。為切實改善大氣環(huán)境質(zhì)量，解決我國的灰霾天氣，必須采取更加嚴格的污染控制措施，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，實施多污染物協(xié)同控制。2011年，我國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)《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》，到2015年，重點區(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、長三角、珠三角，細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)展與運營管理

　　水泥工業(yè)作為是我國大氣粉塵的排放第一大戶，如何控制和進一步減少粉塵的排放一直是水泥工業(yè)減排的重點。

　　為了實現(xiàn)到“十二五”末，我國水泥工業(yè)顆粒物排放在2009年基礎(chǔ)上降低50%的目標，《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，以達到國家要求。因此，合理地選擇除塵設(shè)備，降低濾袋消耗，提升除塵效果，仍然是今后一段時期內(nèi)水泥企業(yè)最為關(guān)注的。

　　隨著中國水泥產(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)保標準的嚴格實施，窯頭、窯尾煙塵排放都必須達到30mg/Nm³，從排放總量來說，重點區(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)要進一步控制煙、粉塵的排放，PM2.5捕集將是重點，在技術(shù)方面，國外發(fā)達國家也積極開發(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超細粒子最有效的設(shè)備，過濾材料是其核心。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(shè)計方案，進行優(yōu)化設(shè)計和配套技術(shù)應(yīng)用，才能使水泥行業(yè)總體顆粒物排放量明顯降低。

　　國內(nèi)袋式除塵發(fā)展相對較晚，但由于市場的需求和競爭推動，技術(shù)發(fā)展很快；國產(chǎn)纖維和濾料基本上達到了國際同類產(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、設(shè)備制造和安裝、現(xiàn)場應(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)驗都得以快速發(fā)展。隨著袋式除塵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這當中也涌現(xiàn)了一批企業(yè)，相比國外進口產(chǎn)品，許多國產(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)公司運行和管理將成為水泥除塵行業(yè)需要關(guān)注的熱點。

　　四、水泥工業(yè)大氣污染物排放達到的目標

　　我國排放的工業(yè)煙塵中，水泥工業(yè)是產(chǎn)生PM2.5顆粒的主要污染源，也是控制的重點行業(yè)之一。與普通的粉塵相比，PM2.5超細顆粒由于粒徑小，其運動、捕集、附著、清灰、收集等方面都有特殊性，針對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)超細粒子，采用PM2.5超細粒子高效捕集材料、關(guān)鍵技術(shù)與裝備迫在眉睫。

　　據(jù)報道，今年1月14至18日來自超過130個國家、約900名代表團成員在瑞士日內(nèi)瓦，就聯(lián)合國汞公約進行最后一輪談判，試圖制定出一個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。

　　中國是全世界最大的汞生產(chǎn)、汞消費和汞排放國，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)中甲基汞含量遠高于發(fā)達國家建議的限值，存在巨大的生態(tài)和健康風險。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)電項目，雖然在過去的“十一五”中國水泥工業(yè)的節(jié)能減排已經(jīng)取得了可喜的成績，而在“十二五”中國水泥工業(yè)減排之路要達到的目標：

　　1、采用世界最嚴格環(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到世界最先進水平，煙、粉塵排放濃度小于10mg/Nm³；無組織排放（既崗位粉塵）排放濃度達到2mg/Nm³以下；PM2.5超細粉塵去除率達到80%以上；整體環(huán)保達到國際領(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粒子稀釋測試技術(shù)，同步實現(xiàn)顆粒物粒數(shù)和質(zhì)量濃度的測試，并同粒徑分布測試技術(shù)和化學(xué)組分測試技術(shù)進行集成。監(jiān)測水泥工業(yè)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(shù)。

　　5、通過示范線的建設(shè)和運行，為進一步完善和修訂《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》提供支撐依據(jù)。

　　五、結(jié)束語

　　今后重點污控區(qū)的水泥企業(yè)將面臨更為嚴格的大氣污染物排放標準，將實施大氣污染物特別排放限值，嚴格控制大氣污染物新增量，倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和企業(yè)技術(shù)進步，使大氣環(huán)境質(zhì)量不斷改善。

　　《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》(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，新修訂的排放標準和特別排放限值是基于對企業(yè)先進技術(shù)和排放量的分析以及國際先進技術(shù)使用情況和排放量的分析，并參考其他國家標準制定的；但我國人口密度大，產(chǎn)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，為我們的藍天做出貢獻。

　　參考資料:

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