吳善淦：我國水泥行業(yè)節(jié)能減排形勢嚴峻

中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會秘書長吳善淦

　　日前，“第五屆中國水泥環(huán)保大會暨水泥除塵、脫硝研討會”在南京召開，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會秘書長吳善淦出席會議并作題為《關于水泥行業(yè)多種污染物治理技術的研究與探討》報告，以下是報告全文：

　　我國水泥工業(yè)發(fā)展過程中仍然存在發(fā)展粗放、結構落后、資源和能源消耗高、環(huán)境污染嚴重等問題。其中環(huán)境污染主要表現(xiàn)在對大氣環(huán)境污染；產(chǎn)生的污染物主要有粉塵、二氧化硫、氮氧化物、氟化物等。我國水泥工業(yè)粉塵、SO₂和NOx的排放量分別占全國工業(yè)生產(chǎn)總排放量的三分之一以上、5%和5%。水泥行業(yè)是我國大氣污染的重點排放源。這些污染物與地球的溫室效應、光化學煙霧、酸雨等現(xiàn)象密切相關，對人類和自然界動植物造成極大的影響和危害。

　　水泥行業(yè)節(jié)能減排的嚴峻形勢

　　“十二五”是我國經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的重要時期，節(jié)能減排、以低碳化為特征的產(chǎn)業(yè)體系和消費模式，對水泥工業(yè)的發(fā)展提出新的要求和挑戰(zhàn)。工信部［2010］582號提出到“2015年，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%”，我國“十二五規(guī)劃”提出二氧化硫排放減少8%、氮氧化物排放減少10%的約束性指標；“十二五”應是我國水泥工業(yè)由大變強的關鍵時期，水泥工業(yè)必須進一步轉變發(fā)展方式，在控制總量、有序發(fā)展前提下，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構調整的歷史性任務，通過技術進步和科技創(chuàng)新，實現(xiàn)節(jié)約資源、保護環(huán)境和低碳發(fā)展。

　　經(jīng)濟高效的氮氧化物污染減排技術

　　水泥行業(yè)的氮氧化物排放量僅次于電力、機動車，是氮氧化物減排的重點行業(yè)。大型新型干法生產(chǎn)線是目前國內水泥行業(yè)的發(fā)展趨勢。然而，干法水泥窯的NOx排放相對較高，根據(jù)一些不完全的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，國內運行的新型干法水泥窯NOx排放濃度大多達不到國家標準800mg/Nm³的現(xiàn)行標準，如果按照國際先進標準400mg/Nm³要求，差距更大。造成這種現(xiàn)狀的原因是我國水泥工業(yè)低氮燃燒技術和廢氣脫氮技術最近才提上日程，缺乏高效適用、運行穩(wěn)定的水泥窯減少NOx的技術與裝置。結合新型干法水泥窯系統(tǒng)工況特點，開展水泥窯爐NOx治理與控制技術的研究，對水泥工業(yè)節(jié)能減排具有重要的意義。

　　細顆粒物排放現(xiàn)狀與治理技術研究

　　水泥工業(yè)粉塵排放量占全國工業(yè)粉塵排放總量的三分之一。在這些排放的粉塵中，PM2.5細顆粒粉塵對人體健康造成的傷害最大。超細粉塵不僅成為病毒和細菌的載體，為呼吸道疾病的傳播推波助瀾，而且通過支氣管和肺泡進入血液，對人體造成更大傷害。水泥行業(yè)通常工況下PM2.5的排放量可能很大。今年2月29日環(huán)境保護部和國家質檢總局聯(lián)合發(fā)布的《環(huán)境空氣質量標準》中新增了PM2.5指標并明確了濃度標準值，此次標準已與世界衛(wèi)生組織（WHO）過渡期第1階段的目標值相同，但與美國、日本、歐盟等仍存在很大差距。水泥行業(yè)存在PM2.5排放現(xiàn)狀不清、法律法規(guī)及標準缺失、污染治理技術研發(fā)不夠、監(jiān)測監(jiān)控能力跟不上，針對細顆粒物開展監(jiān)測、控制技術及管理方案的研究有著非常重要意義。

　　水泥行業(yè)超細粉塵治理研究的重要性

　　美國國家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一張全球空氣質量地圖，專門展示世界各地PM2.5的濃度。地圖由加拿大達爾豪斯大學的兩位研究人員根據(jù)NASA的兩臺衛(wèi)星監(jiān)測儀監(jiān)測的2001年至2006年PM2.5平均值的繪制。圖中最為觸目驚心的紅色（即PM2.5密度最高），出現(xiàn)在北非、東亞和中國。中國華北、華東和華中PM2.5的密度，指數(shù)接近每立方米80微克，超過了撒哈拉沙漠。

　　在中國大部、特別是工業(yè)集中的華北地區(qū)，PM2.5占到了整個空氣懸浮顆粒物重量的大半。PM2.5超細粒子由于直徑更小，在同等面積之內聚集的數(shù)量更大，作為凝結核而凝聚的水汽更多，就會使得天空顯現(xiàn)出“灰蒙蒙”的視覺效果。目前除了華北、長三角外，因細顆粒物數(shù)量增加而影響空氣質量的情況，同樣普遍出現(xiàn)在珠三角、西南等國內工業(yè)發(fā)達地區(qū)。

　　PM2.5超細粒子由于粒徑小、運動性強，且含有汞、硫酸鹽等有害物，嚴重危害著人體健康，近年來我國心肺、傳染等各類疾病的發(fā)生越來越多與此有關。世界衛(wèi)生組織（WHO）出版的《空氣質量準則》尤其是對大氣中可吸入顆粒物的濃度限值制定了嚴格標準。WHO規(guī)定PM2.5年平均濃度為10μg/m³，24小時平均濃度為25μg/m³。WHO還指出：當PM2.5年均濃度達到35μg/m³時，人的死亡風險比10μg/m³的情形約增加15%。一份來自聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的報告稱，PM2.5每立方米的濃度上升20微克，中國和印度每年會有約34萬人死亡。

　　水泥行業(yè)治理PM2.5的主要工作

　　我國水泥工業(yè)是產(chǎn)生PM2.5顆粒的主要污染源之一，也是控制的重點行業(yè)。與普通粉塵相比，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難以適應超細粒子，研發(fā)PM2.5超細粒子的高效捕集材料、關鍵技術與裝備迫在眉睫。袋式除塵器是去除PM2.5超細粉塵的有效裝備之一，我國袋式除塵企業(yè)應針對我國水泥行業(yè)PM2.5超細顆粒控制開展研究開發(fā)工作。

　　研制凈化PM2.5超細粉塵用高性能濾料，保證捕集超細顆粒的性能上超過現(xiàn)在國內外使用的濾料，達到國際領先水平。

　　研發(fā)大型水泥窯爐PM2.5超細粒子捕集與多污染物協(xié)同控制關鍵技術與裝備，優(yōu)化除塵器低阻均布流場結構，開發(fā)超細粒子高效節(jié)能清灰技術，研制適合除去水泥窯細粉塵高溫濾料及后處理技術。

　　制定PM2.5超細粉塵排放標準，針對工業(yè)煙塵中PM2.5超細顆?？刂疲l(fā)達國家通過標準立法和工程技術雙重手段來加強控制。美國在1997年就提出了關于PM2.5的標準，規(guī)定年均濃度限值維持在15μg/m3，日均濃度限值為65μg/m³，并于2006年進行了修訂，在保持年均標準值15μg不變的情況下，把日均標準值降到35μg。歐盟2008年在《環(huán)境空氣質量指令》中，提出應當限制PM2.5的濃度，要求各成員國到2015年將其城市地區(qū)PM2.5年均濃度控制在20μg/m³之下。世衛(wèi)組織在《空氣質量準則》規(guī)定，PM2.5年均濃度限值為10μg/m³，日均濃度限值為25μg/m³。

　　過濾材料：近年來，國際一流企業(yè)在過濾材料上投入了巨資，針對水泥窯頭、窯尾煙塵，尤其是在超細顆粒的控制上，采用高強原料纖維、優(yōu)化濾料結構設計、質量穩(wěn)定的針刺工藝以及濾料后處理技術，使濾料的過濾效率控制在99.9%，PM2.5去除效率可在80%以上。

　　由于市場需求和競爭推動，袋式除塵技術的發(fā)展很快。新型干法水泥窯頭窯尾袋式除塵器，從整體設計、設備制造和安裝、現(xiàn)場應用與保障技術方面都有突破，設備大型化、系統(tǒng)可靠性及工程經(jīng)驗都得以快速發(fā)展，整體性能與發(fā)達國家基本無差別。

　　由于PM2.5超細粒子粒徑小，捕集過程中阻力增長快，常規(guī)濾料無法滿足要求。要使濾料對PM2.5粒子具有高效、低阻、大容塵的優(yōu)點。必須針對超細粒子捕集，生產(chǎn)高性能的濾料。

　　水泥行業(yè)治理氮氧化物的主要工作

　　低氮燃燒、煙氣脫硝技術是水泥行業(yè)控制氮氧化物排放最重要的兩類技術。應綜合考慮各類氮氧化物控制技術的脫除效率、運行參數(shù)、經(jīng)濟成本、設備維護管理等因素，完整、科學的評估水泥行業(yè)氮氧化物現(xiàn)行控制技術，分析比較不同控制技術的特點與發(fā)展趨勢。

　　低氮燃燒技術是在水泥生產(chǎn)過程中，利用各種手段對控制燃燒過程中生成的氮氧化物，一直是發(fā)達國家水泥行業(yè)控制氮氧化物排放采取的最廣泛措施，如低NOx燃燒器、低過剩空氣系數(shù)運行、爐膛內煙氣再循環(huán)等。

　　該技術具有以下特點：有效降低的NOx 排放，可達到20～40%的NOx脫除率；無運行成本，對水泥正常生產(chǎn)無不利影響；簡單易行，建設和安裝周期短；無二次污染，低氮燃燒技術是一項清潔技術，沒有任何固體或液體的污染物或副產(chǎn)物生成。

　　煙氣脫硝技術主要是把尾部煙氣中已經(jīng)生成的氮氧化物還原或吸附，從而降低氮氧化物的排放，水泥行業(yè)常用選擇性非催化還原（SNCR）技術。

　　水泥工業(yè)固體廢棄物綜合利用

　　對固體廢棄物綜合利用調研分析，掌握我國水泥行業(yè)固體廢棄物綜合利用技術和實際應用情況，了解國內水泥行業(yè)可利用固體廢棄物種類，分析水泥窯處置利用固體廢棄物后的排放物，從經(jīng)濟、適用、污染控制等方面評價利用水泥窯處置與利用固體廢棄物的合理性，為制定水泥行業(yè)固體廢棄物綜合利用相關技術及規(guī)范提供依據(jù)。

　　低阻長袋窯尾袋式除塵器
　　處理風量：970000m³/h；
　　設備阻力：<1000Pa；
　　排放濃度：<10mg/Nm³；
　　投運時間：2005.4.16；
　　設計過濾風速：1.12m/min
　　濾袋規(guī)格：￠160X6000
　　濾袋