吴善淦：水泥工业绿色发展及超低排放若干技术问题

近年来，我国水泥行业积极践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，水泥企业在污染物治理、环保改造、固危废消纳、减污降碳等方面都有了显著改观，水泥行业正朝着绿色高质量发展的方向不断迈进。

看到眼前一亮的水泥企业现状，合肥水泥研究设计院教授级高工、原袋委会秘书长吴善淦在“中国水泥行业绿色发展高峰论坛暨超洁净排放技术交流大会”上作了《水泥工业绿色发展及超低排放若干技术问题》为主题的精彩演讲，分享了自己对于中国水泥工业绿色发展及超低排放的看法。

1、从绿色发展和超低排放看水泥工业技术的进步

水泥工业的绿色发展是社会发展的需要。国家已经出台了相关政策法规，如工信部、生态环境部等连续发布《“十四五”工业绿色发展规划》、《减污降碳协同增效实施方案》等多项政策法规，明确到2025年，产业结构绿色转型要取得显著成效，绿色低碳技术装备普遍应用，能源资源利用水平稳步提升，碳排放以人为本污染物排放强度进一步降低等目标。

1.1水泥工业环境保护的技术进步

改革开放几十年，我们都见证了水泥工业的技术进步，水泥排放强度是持续降低的，1996年以前水泥行业污染物排放标准，颗粒物排放是150~600mg/Nm³ ，对SO_x和NO_x没有排放要求。现在的超低排放要求颗粒物、SO_x和NO_x要求是10mg/Nm³、35mg/Nm³和50mg/Nm³。

1.2水泥大气污染物排放标准的变化

（GB4915）各版本颗粒物排放限值的变化（单位：mg/Nm³）

排放标准（GB4915）修订根据版本的变化的预测：

版本修订时间：2023年左右；

颗粒物：≤5~10mg/Nm³；NO_x:≤50mg/Nm³；SO_x:≤35mg/Nm³。

1.3关于碳排放问题

水泥行业每年到底排了多少碳？

生态环境部评估中心2021年的数据：1010家水泥熟料企业能源消费总量约1.87亿吨标煤，经核查二氧化碳排放量达12.82亿吨，这数据值是否准确？

吴善淦认为，按国家能源局，二氧化碳排放系数（t/tce）每公斤标煤排放0.67公斤（日本为0.68公斤，美国为0.69公斤）；每消耗1度电排放0.272公斤。如果按2021年度18.43亿吨熟料产量计算，水泥行业碳排放总量与生态环境部评估中心的数据差别太大，要解决碳排放问题，数据应该力求准确。

2、关于水泥行业的绿色发展问题

绿色工业要以人为本、生态化、节约化、高效化、低碳化和高科技化，能够提高其原材料投入过程中的资源利用效率、降低排放过程中的污染物排放量，生产出符合环境标准的产品。

水泥生产过程就是绿色工业的一部分。钢铁、电力等行业大量固体废弃物问题得到解决，现在水泥行业还在开发利用废弃物替代原燃料的研究。

2.1水泥窑协同处置固废问题

水泥窑协同处置固体废弃物是水泥工业绿色发展的内容之一，但固废的种类很多。固体废弃物的分类有：

①按其危险状况可分为有害废物和一般废物；

②按其形状可分为固体的块状废物、粒状废物、粉状废物和泥状的污泥；

③按其化学性质可分为有机废物和无机废物；

④按其管理可分为：工业固体废物、城市固体废物（城市垃圾）和危险固体废物（有害固体废物）三大类；

⑤按其来源可分为工业固体废物、矿业固体废物、城市固体废物（城市垃圾）、农业固体废物和放射性固体废物等五类。

水泥工业处置废弃物应根据自身工艺特点确定处理哪些种类，对水泥产品、混凝土的耐久性和工艺会有什么影响。

吴善淦认为，现在很多企业的水泥窑协同处置城市固体废弃物需要考虑以下问题：

①VOCs（挥发性有机化合物）问题也就是恶臭问题：城市固废的恶臭主要来源于厨余垃圾的有机物质，对水泥生产企业来说，能否达到《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）；

②HCl问题：由于我国饮食习惯，我国城市固废中氯离子偏高，焚烧废气中HCl最高达到1600 mg/Nm³，危废焚烧处置中此数值可高达3000 mg/Nm³以上。这需要引起我们水泥工业足够的重视；

③处置的成本问题：垃圾焚烧厂在处理生活垃圾有垃圾处理费和上网电费（国网和地方）的补助来维持正常生产；水泥窑协同处置城市固体废弃物也是需要建设辅助设施等相关投资的，垃圾处理费应该是可以跟市政部门结算，但电费补助如何争取国家政策，结算的政策是否能够落实。

吴善淦还指出，危险废物共八大类460多种，不是所有的危废都适合采用水泥窑协同处置。危废除了焚烧外，有的还应采取高压灭菌、化学处理、微波辐射等多种无害化处理措施，建议水泥行业制定相关的技术政策，确定哪些危废是适合水泥窑协同处置，且不会对水泥和混凝土产品产生不良影响。

同时，危废的运输和储存都需要专用的配套设施；如果用水泥窑协同处置医疗废物，就应采用不会造成对人类和动物感染的运输和储存专用设备，如最近几年对新冠感染时期医疗废弃物的处置。

3、超低排放治理技术中的问题探讨

3.1政策背景及要求

生态环保部2023年8号文件《关于推进实施水泥行业超低排放的意见》，全面启动水泥行业超低排放改造，促进环境空气质量持续改善，进一步推进水泥行业绿色升级已经形成趋势。

推进水泥行业全流程、系统化环境治理，提升精细化环境管理水平，坚持源头防控、过程管控、末端治理全面发力，协同推进减污降碳，明确了有效提高水泥行业发展质量和效益的工作目标，2025年前要完成水泥行业超低排放改造，增加了无组织排放、监测要求和氨逃逸问题。

表1、水泥行业有组织超低排放限值

表2、水泥行业无组织超低排放措施

表3、水泥行业超低排放监测监控点位

3.2水泥工业颗粒物超洁净排放

水泥行业颗粒物的治理应有合理的排放要求。当下节能要考虑系统阻力、耗材要考虑滤袋使用寿命，减少滤袋使用量就是降低资源的利用和废气的排放，如果水泥生产要做到超洁净排放就要执行空气洁净度标准，不建议水泥行业提超洁净排放。

3.3水泥工业NO_x超低排放

超低排放政策要求NO_x排放达到50mg/Nm³，且要求氨逃逸控制在8mg/Nm³以下。要达到这个要求只采用SNCR脱硝技术困难较大，即使采用SCR脱硝技术，有的工艺过程的氨逃逸控制在8mg/Nm³以下也不简单。

超低排放走在前面的电力行业有过测试，氨逃逸会造成袋式除尘系统中滤袋阻力的升高和袋式除尘器本体及排风管道的腐蚀，在滤袋的基布层检测出硝酸铵和硫酸铵成分，从化学组份分析这是不难理解的，这几年水泥行业已有多家企业的窑尾袋式除尘器在更换滤袋后几个月阻力就升高至1500Pa以上，这需要引起整个行业的重视。

3.4水泥工业SO_x超低排放

SO_x是从原材料和煤煅烧过程中产生的。我国各地的煤种品种多、区别大，这几年水泥行业也在用含硫3%以上的高硫煤。GB 16780-2021《水泥单位产品能源消耗限额》标准确定1级指标为水泥熟料产品综合能耗为≤100kgce/（t熟料），据此就可以计算出SO_x排放量了。

当窑尾烟气SO_x浓度大于800mg/Nm³，为达到超低排放要求，通常需要采用末端治理技术，包括烟气湿法脱硫工艺技术等，但湿法脱硫有没有的污水排放问题，需要引起重视。

4、水泥行业污染物治理设施的智能化运维管理

国内水泥行业的智能化生产过程已经做了大量工作，也改建了一批示范生产线，环保设施的智能化运维对水泥行业的安全经济运行是极为重要的，尤其是煤磨制备系统的巡检和安全运维；国内环保企业已经在钢铁、电力、石化和垃圾焚烧行业都有推广应用，而在水泥行业推广应用还远远不够。

水泥行业污染物治理设施的智能化改造，需要现场安装智能终端设备和边缘设备才能完成运行数据的采集、运算、传输，数据上传到数据中心，可以在用户达到终端设备上实现治污设施的现场运行状况的监测、设备运维提醒、设备检修提醒。

治污设备大型化，带来的运维管理问题：

运行参数控制复杂：不同的应用工艺、烟气参数、设备故障等，要求有个性化的运行控制；零部件品种、数量多，生命周期各不相同，需要有针对性地制定运维规划等。

应对措施：在治污应用系统中引入物联网管理，实现运维控制的数字化；运行实时数据管理延伸到具体的管理者的终端设备中，随时随地都能确知运维数据。

目的：节能降耗；减少运维人力物力投入。

水泥行业污染物治理设施的智能化改造，需要现场安装智能终端设备和边缘设备完成运行数据的采集、运算、传输，数据上传到数据中心，企业在制定排放技术方案时，应因地制宜考虑达到更高的治污效率、更低的系统阻力、更可靠稳定的设备性能、更智能化的运维管理和更低廉的运行维护成本。

水泥工业绿色发展的技术进步永无止境。水泥窑协同处置固体废弃物的VOCs的排放、水泥行业的噪声和汞的治理问题，需要水泥企业在绿色发展的道路上担负起更多责任。