國家標準GB4915—2004《水泥工業大氣污染物排放標準》研討
中國環境保護產業協會袋式除塵委員會 肖容緒
0前言
進入新的千年以來，我國從工業化的初期階段即輕工業階段。進入到工業化中期階段，也就是重化工時代。這個時代的主要特征是，經濟增長明顯地具有重化工業為主導的特征，電力、鋼鐵、機械設備、汽車、造船、化工、電子、建材等工業。成為國民經濟增長的主要動力。其內在原因是長期存在的能源、交通、通信等產業“瓶頸”制約的矛盾最為突出。而經過十幾年的迅速發展，我國又具備了解決上述矛盾的實力。隨著能源、交通、通訊基礎設施的進展，帶動了電力、運輸、建筑材料、鋼鐵、有色、石油化工和機械電子等產品和建筑業的需求，推動了第二產業的發展。
第二產業中的水泥、鋼鐵、電解鋁、電力等工業發展特別快，這些高污染、高能耗產業的污染嚴重，使局部地區的生態環境進一步惡化。目前，中國的環境問題相當嚴峻，中國環境負荷已達極限。大多數的城市遭受工業污染，主要江、河、湖、海水域大多存在不同程度的污染，西部地區的生態環境惡化問題也日益突出，給國民經濟和人民的身體健康都帶來了巨大的損失。專家們估算，環境遭到的破壞使中國付出的代價，在國民生產總值中占5%至12%，環境污染成為中國崛起為世界經濟強國的負面因素，我國如果不改變目前高消耗、高污染的增長方式，將沒有足夠的資源和環境容量來支持今后的發展。加強環境保護是我國的基本國策，是事關社會經濟能否持續發展的重要問題。解決環境問題已成為刻不容緩的重大任務。為保護我國環境，扭轉環境惡化的趨勢，中國制定了一系列保護環境的法律、法規和標準，為改善環境狀況進行了不懈努力。特別是近幾年來，結合經濟結構調整，加大了環境保護的投資力度，“十五”期間我國環境保護投資將達到7000億元，占同期GDP1.3%。政府發起了一項環保運動，總量控制所有的環境污染物，從2000年到2002年全國的污染程度有所下降。但隨著高污染、高能耗產業的快速發展，環境污染又產生反彈，2003年顯示污染程度增高了12%。新一屆中央政府對環境問題特別重視，要求各級政府，要克服普遍存在的重視經濟增長，忽視社會進步和環境保護的“片面發展觀”，而是要將環境資源、社會進步等包括進去的科學地發展。在各級政府的正確領導下，中國的生態環境將發生根本的轉變。
一、水泥工業對大氣環境的污染
近年來第二產業領域中的水泥工業的發速度更是驚人。1980年——2002年中國水泥產量年平均增長為10.6%。水泥總產量由7986萬噸提高到72500萬噸。2003年突破了8億噸，超過了世界水泥產量的40%，中國水泥產量連續17年位居世界第一。過去我國水泥工業的粉塵、煙塵排放量高達1200萬噸以上。尤其是立窯水泥，生產工藝相對落后，是以浪費資源、高能耗、高污染為沉重代價的。每生產1噸水泥要加工3噸物料，過去，立窯的粉塵排放量占水泥工業粉塵排放量的90%以上，粉塵散失量占總產量的3.5%。已給環境保護、資源、能源的合理利用以及經濟社會的可持續發展帶來了巨大壓力。為此，我國下決心淘汰立窯小水泥，到2000年已淘汰4.4萬噸 /年以下小水泥企業4000多家，產量約為2億噸。水泥工業進行結構調整“上大改小”，注重環保已成為行業的共識。2002年我國立窯水泥比例仍高達70%，新型干法水泥的比例僅占17%左右。2002年底全國投入營運的NSP（新型干法窯外分解）水泥生產線總數達到222條，NSP的熟料總生產能力達10590萬噸。2002年NSP水泥新增3250萬噸，立窯水泥增量雖仍高達3200萬噸，但增長幅度已大幅度降低。增量的絕對數量也低于NSP水泥。據統計全國在建和籌建的NSP生產線160條,2003年底或再稍后一段時間,在建的NSP生產線建成投產，又將新增NSP水泥熟料能力將達到2.15～2.5億噸，NSP水泥產量將占到我國水泥總產量的35～40%，預測達到50%，NSP水泥生產能力將突破4億噸。水泥行業進行結構調整,并加大污染治理力度,已經取得了較好的效果，水泥制造業排放的粉塵量占全國比率，2001年比2000年下降15個百分點。排放量比上年減少262萬噸。但水泥制造業排放的粉塵量占到全國重點工業粉塵排放量的64%(506萬噸)，煙塵排放量達452665噸。控制粉塵、煙塵污染仍然任重道遠。
二.新舊水泥工業大氣污染排放標準的對比
我國的水泥工業產量巨大，粉塵、煙塵排放量也非常大，占我國重點工業粉塵排放量64%,對我國大氣環境的污染非常嚴重，為了控制水泥工業對我國大氣環境的污染。在國標GB4915—1996《水泥廠大氣污染物排放標準》的基礎上,國家環保總局又制訂了GB4915—2004標準,由后者來代替前者。首先申明一點，本文中談到的GB4915—2004標準,現在還是報批稿,今后應以國家環保總局正式發布的標準為準。
1985年國家環保局曾制訂過GB4915—85《水泥工業污染物排放標準》，在此基礎上，國家環保局進行修訂，制訂了GB4915—1996《水泥大氣污染排放標準》。
表1 生產設備大氣污染物排放限制
|
生產設備名稱 |
級
別 |
煙塵或粉塵 |
二氧化硫 |
氮氧化物
(以NO2計) |
氟化物
（以總氟計） | ||||
|
排放濃度
mg /m3 |
噸產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
噸產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
噸產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
噸產品排放量
kg/t | ||
|
回轉窯 |
二
級 |
100 |
0.30 |
400 |
1.20 |
800 |
2.40 |
10 |
8.03 |
|
三
級 |
150 |
0.45 |
800 |
2.40 |
1600 |
4.80 |
20 |
0.06 | |
|
立窯 |
二
級 |
100 |
0.30 |
300 |
0.90 |
200 |
0.60 |
50 |
0.15 |
|
三
級 |
150 |
0.45 |
600 |
1.80 |
400 |
1.20 |
100 |
0.30 | |
|
烘干機,烘干磨,煤磨及冷卻機
(單臺) |
二
級 |
100 |
0.30 |
|
|
|
|
|
|
|
三
級 |
150 |
0.45 |
|
|
|
|
|
| |
|
破碎機,磨機,包裝機及其它通風生產設備
(單臺) |
二
級 |
50 |
0.04 |
|
|
|
|
|
|
|
三
級 |
100 |
0.07 |
|
|
|
|
|
| |
1) 氮氧化物以NO2計，此NO2排放限值指煙氣中O2含量為10%狀態下的排放濃度及噸產品排放量。
2) 周圍有敏感作物的水泥廠，其氟化物排放限值要求嚴格一倍執行。這里敏感作物指《保護農作物的大氣污染最高允許濃度》(GB9137—88)中規定的相對于氟化物的“敏感物體”。
3) GB3095—1996環境空氣質量標準中的一類區禁止排放。
國家環保總局在GB4915—1996《水泥廠大氣污染物排放標準》的基礎上又進行了修訂,制訂了新的GB4915—2004《水泥工業大氣污染物排放標準》。
表2
|
生產過程 |
生產設備 |
顆粒物 |
二氧化硫 |
氮氧化物(以NO2計) |
氟化物(以總氟計) | ||||
|
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t | ||
|
礦山開采 |
破碎機及其它通風生產設備 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
水泥制造 |
水泥窯及窯磨一體機* |
100 |
0.30 |
400 |
1.20 |
800 |
2.40 |
10 |
0.03 |
|
烘干機,烘干磨,煤磨及冷卻機 |
100 |
0.30 |
|
|
|
|
|
| |
|
破碎機,磨機,包裝機及其它通風生產設備 |
50 |
0.04 |
|
|
|
|
|
| |
|
水泥制品生產 |
水泥倉及其它通風生產設備 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
注*指煙氣中O2含量10%狀態下的排放濃度及單位產品的排放量.
表3
|
生產過程 |
生產設備 |
顆粒物 |
二氧化硫 |
氮氧化物(以NO2計) |
氟化物(以總氟計) | ||||
|
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t |
排放濃度
mg /m3 |
單位產品排放量
kg/t | ||
|
礦山開采 |
破碎機及其它通風生產設備 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
水泥制造 |
水泥窯及窯磨一體機* |
50 |
0.15 |
200 |
0.60 |
800 |
2.40 |
5 |
0.015 |
|
烘干機,烘干磨煤磨及冷卻機 |
50 |
0.15 |
|
|
|
|
|
| |
|
破碎機,磨機,包裝機及其它通風生產設備 |
30 |
0.024 |
|
|
|
|
|
| |
在2006年1月1日前，現有水泥廠(含粉磨站)各生產設備(設施)排氣筒中的大氣污染物排放仍執行GB4915—1996，現有礦山和水泥制品廠仍執行GB4915—1996《大氣污染物綜合排放標準》。
自2006年1月1日起至2009年12月31日止，現有生產線各生產設備(設施)排氣筒中的顆粒物和氣態污染物最高允許排放濃度及單位產品排放量不得超過表1規定的限值。
自2010年1月1日起,現有生產線各生產設備(設施)排氣筒中的顆粒物和氣態污染物最高允許排放濃度及單位產品排放不得超過表2規定的限值。
自2004年1月1日起,新建生產線各生產設備(設施) 排氣筒中的顆粒物和氣態污染物最高允許排放濃度及單位產品排放不得超過表2規定的限值。
新舊兩個標準比較,新標準主要做了以下的修改:
統一回轉窯、立窯的排放限值,并加嚴了排放限制。粉塵排放濃度由過去的100—150mg/m3，提高到50mg/m3，二氧化硫、氮氧化物、氟化物排放濃度也不再按環境空氣質量功能區規定排放限值，不再分一、二、三類區，也不分一、二、三級標準。
對現有生產線，不再按不同建立時間規定不同的排放限值，統一現有生產線標準并設置達標過渡期，并進一步加強新建生產線的排放標準。
增加對水泥窯焚燒危險廢物的排放要求，水泥窯不得用于焚燒重金屬類危險廢物，水泥窯焚燒醫療廢物應遵守《醫療廢物集中處置技術規范》的要求。利用水泥窯焚燒危險廢物，其水泥窯或窯磨一體機的煙氣處理應采用高效袋式除塵器。
增加了水泥制品生產的顆粒物排放要求的規定。
標準適用范圍擴大至水泥工業生產全過程，不僅包括水泥制造（含粉磨站），還包括礦山開采和現場破碎。礦山開采和現場破碎按標準規定的時間不再執行GB16297—1966《大氣污染物綜合排放標準》。標準名稱相應修改為《水泥工業大氣污染物排放標準》。
按有關法律規定，GB4915—2004《水泥工業大氣污染物排放標準》具有強制執行的效力。
新標準中顆粒物無組織排放控制要求，非正常排放和事故排放控制要求，排氣筒高度要求，排氣筒中大氣污染等內容由于篇幅有限，就不在此一一討論。
順便提一句，為更好地貫徹執行新標準，根據中國環境保護產業協會的要求，袋式除委員會組織有關專家正在編寫HB—2004行業標準《水泥工業袋式除塵工程技術規范》。
三、如何適應和貫徹執行新標準
首先水泥行業的企業，企業家和全體職工應對新標準有深刻的理解和正確的認識，我國環境保護有一條原則，就是誰污染誰治理。是指凡是造成環境污染危害的單位和個人都有治理環境污染的義務和責任，并承擔治理污染的費用和賠償損失的費用。環境也是資源，屬于大眾,屬于人民,由政府來管理,不能無償使用。使用了環境資源就應該付費，應該計入成本。過去，許多企業在環境成本方面觀念淡薄，甚至沒有這個概念。新標準提高了大氣污染物的排放限制,加大了環境成本。水泥行業的企業家應該有這方面的思想準備。
誠然貫徹執行新標準后，污染治理和加裝在線監測系統，要多花錢，加大企業的成本費用。但千萬不要把環境效益和經濟效益對立起來看，治理好水泥廠的大氣污染，得益首先是企業職工，大家都少呼吸許多粉塵，避免了矽肺病和其它疾病。在環境優美的工廠里工作，心情開朗，工作效率都會大大的提高。第二，水泥廠的粉塵、煙塵治理工作有明顯的經濟效益，礦山、皮帶機、破碎機、生料磨、立窯等除塵器收下來的是原料，熟料磨、包裝機收下來的是水泥。一般來講，所有塵源點裝上袋式除塵器回收的粉塵，煙塵產生的效益，一年半到二年就可收回袋式除塵器的初投資，以后回收的粉塵和煙塵就是企業的凈收益。下面試舉二個案例來證明這個論斷。
1．北京水泥廠窯尾煙氣除塵。
水泥廠給人的印象是煙囪林立，濃煙滾滾，廠區內和房頂上到處是粉塵。而日產2000噸的北京水泥廠卻是另一番景象，煙囪看不到冒煙，周圍居民誤認為還沒有生產。一進廠門，辦公樓前一塊綠草茵茵的大草坪，廠區內干凈、整齊、美觀。全廠共配備除塵設備79臺，除窯頭采用一臺電除塵器外，其它都是袋式除塵器，共投資1622.3萬元。采用引進美國富樂公司技術設計制造的大型高溫反吹風袋式除塵器，處理窯尾與原材料磨的含塵氣體，處理煙氣量37萬m3/h，煙氣溫度3500℃，進口氣體含塵濃度80g/m3，過濾風速0.36m/min。設備阻力2000Pa，濾袋室數14室,濾袋尺寸Φ300×9160mm，采用16300m2玻纖膨體紗濾料。1996年排放濃度24mg/Nm3，1997年為19.4mg/Nm3，1998年僅3.17mg/Nm3，SO2去除率達88%，濾袋壽命三年以上，每小時回收塵量8噸，全廠每年收塵產生的經濟效益，扣除運行成本213萬元，達到583.26萬元，二年半就可收回所有除塵器的投資(這是92年的價格,以現在價格二年內就可收回投資)。現在新建的3000噸/日，5000噸/日的新型干法水泥生產線,不少窯頭、窯尾都采用脈沖袋式除塵器。過濾風速提高一倍半以上，袋式除塵器在處理同等煙氣量的情況下，過濾面積減少，鋼耗量大幅降低,占地面積減少，初投資減少近30%。新標準公布之后，電除塵器很難達到50mg/m3的排放標準。新型干法水泥回轉窯、窯頭、窯尾采用袋式除塵器將會更多。另外，過去的回轉窯安裝的電除塵器，因為達不到新標準的排放要求，將會有不少電除塵器被改造為袋式除塵器，北京市燕山水泥廠窯尾收塵系統改造提供了成功的案例。
2．廣州石井水泥廠2#立窯煙氣除塵。
廣州石井水泥廠2#立窯窯形為Φ3×10m， 處理煙氣量60000—70000Nm3/h，煙氣溫度60—2000℃,進口煙氣含塵濃度7—12g/Nm3，采用LFEF(III)7×358型立窯用玻纖袋式除塵器，過濾風速0.4m/min，濾袋室數7室，過濾面積2500m2玻纖濾料，袋尺寸Φ180×7400 mm,設備阻力<1470Pa，出口平均含塵濃度42.45mg/Nm3,除塵效率高達99.99%，立窯崗位粉塵濃度平均降到1mg/Nm3以下，每年減少1千多噸粉塵排放，熟料質量得到明顯提高，除塵器收下的粉塵摻入熟料后,每年可產生幾十萬元的效益。
上述的回轉窯和立窯采用袋式除塵器的二個案例,都達到了新標準要求的排放限制，都低于50 mg/m3，除塵效率高達99.99%,收下粉塵摻入熟料都產生了良好的經濟效益，二年之內可以收回袋式除塵器的初投資，二年以后回收粉塵的收益,扣除運行成本，是企業的凈收益。因此，貫徹執行新的國家標準GB4915—2004《水泥工業大氣污染物排放標準》，在水泥廠各塵源點采用袋式除塵器，是最佳選擇，既能達到新標準中的30mg/m3或50mg/m3的排放要求，又能取得良好的經濟效益。
（中國水泥網 轉載請注明出處） 編輯：zhangm
監督：0571-85871513
投稿：news@ccement.com
本文內容為作者個人觀點，不代表水泥網立場。聯系電話：0571-85871513，郵箱：news@ccement.com。
