安徽合肥水泥研究設計院副總工程師　毛志偉

　　5月10日，“中國水泥協會環保和資源綜合利用專業委員會成立大會暨首屆中國水泥行業環保及資源綜合利用高峰論壇”在南京舉行。安徽合肥水泥研究設計院副總工程師毛志偉為大家做主題為“水泥工業大氣污染物協同控制技術探討”的演講報告，以下是是報告的主要內容。

　　國內水泥工業主要污染現狀

　　毛志偉為大家歸納了四方面污染物。一、粉塵：水泥生產過程中原、燃料和水泥成品儲運，物料的破碎、烘干、粉磨、煅燒等工序產生的廢氣排放或外逸而引起的；二、有害氣體：主要是窯系統產生的SO₂、NO_X、CO₂、HF等；三、在協同處置廢棄物，產生的總有機碳（TOC）、二惡英（PCDD）和多氯二苯并呋喃（PCDF）、金屬及其化合物、汞、氯化氫和氟化氫；四、廢水、噪聲和固廢。

　　接著，他分析了我國水泥工業近些年污染物排放量的一些情況。其中，氮氧化物排方量，隨水泥總產量的增加而加大。我國水泥行業氮氧化物的排放占全國總排放量的10%，是氮氧化物的重要排放源。居火力發電和汽車尾氣排放之后的第三位，CO₂的排放位于全國第二，占12%， SO₂占5%。（如下表所示）

我國水泥工業近些年廢氣污染排放量表

　　國內外水泥行業工業污染排放標準

　　接下來，毛志偉繼續說到，根據下表所列的各項控制指標，實際上是按其著重點或達到相應指標的技術難度而排列的，也就是說，現今的控制重點主要集中于NO₂和SO₂，其他有害成分的含量一般都不大會超標。其中，采取適當的廢氣凈化措施，在清除NO₂和SO₂的過程中，可以同時清除其他有害成分。關于粉塵排放，因為近年來各種除塵系統的除塵效率已經可以長期穩定在99%以上，可靠性很高，要達到50mg/Nm^₃以下的指標已經完全沒有問題。于是就將粉塵這一項排在最后。

各國水泥大氣排放標準比較表

　　其中，美國新增了標準。在2009年4月21日，美國環保署發布了《針對水泥工業的危險性空氣污染物國家排放標準》提案。其主要內容為：1、認定廢氣中的汞、碳氫化合物、氯化氫和粉塵，均為危害性污染物；2、必須對汞、碳氫化合物和氯化氫增設更嚴格的限制。美國現行水泥窯排放標準中均未列入這三項指標，故必須增補；3、水泥窯廢氣中粉塵排放的限值，對已投產水泥窯為0.085lb/mil.t.cl（約23mg/ Nm³）；新建窯為0.080 lb/mil.t.cl（約21mg/Nm³）。（特別注明：上述4項污染物排放的建議控制、均為每連續30天窯排放實測數據的平均值；每一個運轉日都必須計算在內，不得剔除開窯、停窯、調試和故障處理期間的任何非正常工況時的數據。）[Page]

　　針對現我們國內，毛志偉提到，“十二五”我國水泥排放減排要求包括：氟化物10 mg/Nm³，降低倒5 mg/Nm³，統一排放50mg/Nm³，必須要安裝連續在線監測裝置，禁止非正常排放,采用高效布袋收塵。

　　其中，工信部發布水泥工業節能減排指導意見中，所提到的主要目標為：一、全國水泥生產平均可比熟料綜合能耗小于114千克標準煤/噸，水泥綜合能耗小于93千克標準煤/噸；二、水泥顆粒物排放在2009年基礎上降低50%，氮氧化物在2009年基礎上降低25%，二氧化碳排放強度進一步下降；三、應用余熱發電、高效粉磨技術、電機變頻等技術，重點水泥企業加快建設能源管理中心；四、大城市周邊的水泥企業基本形成協同處置城市生活垃圾和城市污泥的能力。

　　水泥工業大氣污染物控制技術探討

　　毛志偉提到主要有五方面，第一個是粉塵排放控制技術與發展。（如下表所示）

粉塵排放控制最佳可行技術及其適用條件

　　其中，標準使新型干法生產線中，全套袋除塵器趨勢增多。另外，也可采用老電除塵器改為袋除塵器。這包括三點，1、電除塵器全改為袋除塵器：將原來的電除塵器全部拆除，在原地重新上一臺袋除塵器，要考慮風機增加全壓；2、電除塵器半改為袋除塵器：保留電除塵器的殼體、灰斗、進出口喇叭及輸灰系統，將頂蓋、內部極板、極線及振打機構等拆除，再將脈沖袋除塵器的內部花板、噴吹系統、濾袋、袋籠裝上；3、電除塵器改為電袋組合除塵器：保留電除塵器的殼體、灰斗、進出口喇叭、輸灰系統及第一電場，將二三電場的頂蓋、內部極板、極線及振打機構等拆除，再將脈沖袋除塵器的內部花板、噴吹系統、濾袋、袋籠裝上。

　　第二個是NO_X排放控制技術及發展。現根據2010年對150多家水泥企業的調研，水泥廠的大氣污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成為主要的廢氣污染源。如對于每條5000t/d熟料新型干法水泥生產線而言，企業每年需繳納排污費約90～100萬元，其中，NOx排污費約占85%，即每年NOx排污費約76～85萬元。其中，國內新型干法窯已達80%，但水泥工業廢氣脫氮技術還未被列入議事日程。對于SNCR法和SCR法脫氮只是介紹國外理論和實踐發展概況。這些技術如用于國內，不盡設備昂貴、運轉費高、技術復雜，且在使用時NH3易造成二次污染問題。

　　現在，德國水泥窯普扁采用氮氧化物減排技術 。目前，歐美各國水泥工業在（新型干法）上采用SNCR法削減NOx排放的大致共有70余臺，其中德國就有50多臺，占德國現有PC窯總數的70%以上。德國在應用SNRC方面具有較多實踐經驗和研究成果。毛志偉補充日本的情況，現在日本水泥窯氮氧化物減排技術已經成熟。比如，日本住友水泥廠采用協同控制NO_X。他們主要采取以下3種方式降低水泥窯氮氧化物的排放：一、空氣二級燃燒。二、采用高效率的TMP燃燒器。三、尾部添加尿素。日本規定水泥氮氧化物的國家排放標準為480ppm，而住友工廠的實際排放濃度在340ppm以下。[Page]

NOX排放控制最佳可行技術

　　第三個是SO₂排放控制技術。2008年，中國非金屬礦業SO₂排放、約占全年工業SO₂排放總量的9.2%，達180萬噸。(如圖所示)

SO₂排放控制最佳可行技術

　　第四個是氟化物污染的防治。熟料燒成過程產生的氟化物來自于原、燃料。有些粘土中含有氟，特別是目前我國部分立窯廠出于降低熱耗的目的，以含氟礦物(螢石)摻入生料中，在燒成中大部分氟化物和CaO，Al₂O₃形成氟鋁酸鈣固容于熟料中，極少部分隨廢氣排出。防治氟化物污染的可靠辦法是不用含氟化物高的物質作為原料，更不能采用螢石降低燒成溫度而使用。[Page]

　　第五個是二氧化碳減排技術。包括六點：1、余熱利用減排。2、采用替代燃料減排 （減少礦石燃料）。3、改變原料或熟料化學成分減排，(1) 利用其它工業的廢渣中往往含有CaO而不會產生CO₂的物質作原料。(2) 降低水泥熟料中CaO的含量。4、提高水泥、砼質量以提高熟料強度和減少水泥中熟料含量。5、(1) 減少水泥熟料用量。(2)大力發展綠色高性能混凝土代替常規混凝土。6、應用節能粉磨和水泥助磨劑技術。

　　水泥窯協同處置廢棄物的污染控制

　　協同處置廢物尾氣排放污染控制方法，針對酸性氣體，通過SO₂的產生途徑和控制方法或則HF和HCl的產生途徑和控制方法；針對有機物，通過TOC和CO的產生途徑和控制方法或二惡英的產生途徑和控制方法或有機物的焚毀去除率控制方法；針對重金屬，可采用金屬的產生途徑和控制方法等。

　　其中，對用于協同處置的廢棄物中有害物質限量規定。奧地利、瑞士和德國等國家對水泥窯協同處置的可燃廢棄物中的重金屬含量的要求更加嚴格一些，德國的限值最為嚴格。其中，各國對鹵素(主要是Cl)、S、PCBs和重金屬中的易揮發性元素Hg、Tl及可形成劇毒物質三氧化二砷的As元素的限值都比較嚴格，以保證處置的安全性。由于替代燃料的含水率、熱值會影響水泥窯燃料的整體品質，灰分會影響水泥熟料的成分，因此，歐盟的瑞典、意大利對替代燃料的熱值、含水率、灰分也進行了規定。意大利規定替代燃料含水率最大25%，熱值最低15MJ/kg，灰分最大20%。

　　對進行協同處置的水泥窯大氣污染物排放限值的規定。歐盟于2000年12月開始生效的關于水泥回轉窯污染物排放標準2000/76/EC中對水泥回轉窯有毒有害物質的排放限制作了更為嚴格的規定，并且規定歐盟國家應在2年內轉化為本國標準，新建企業必須立即執行，老企業到2005年12月28日執行。1996年4月，美國國家環保局（EPA）提出了危險廢棄物焚燒設施有害大氣污染物排放的最大可實現控制技術（Maximum Achievable Control Technology, MACT）標準。