马泽民：水泥脱硝义不容辞 企业企盼标准政策

中国水泥协会副会长、重庆市水泥协会秘书长马泽民日前出席“第五届中国水泥环保大会”并作重要报告。

　　摘要：“十二五”期间，全国氮氧化物削减总量已分别下达到各省、自治区、直辖市。众所周知 ，水泥熟料煅烧所排烟气已成第三大排放源，水泥脱硝义不容辞、刻不容缓。作者在调研的基础上，分析了全国水泥脱硝之势和脱硝的工艺技术路线。在国家新标准未颁布、激励政策未出台，工艺技术路线未明确的情况下，为什么水泥脱硝是全局之事？水泥脱硝系企业之事，企业有些什么企盼？本文对此进行了一一阐述。

　　国发[2011]26号文件即《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》明确指出：“十二五”期间，全国氮氧化物排放量比“十一五”削减10%，其总量控制目标已下达各省、自治区、直辖市。众所周知，在生产水泥熟料的过程中，其排放的烟气里含有大量的氮氧化物（NOx）。它是继火电烟气、机动车尾气之后的第三大排放源，严重危害生态环境和人体健康。故水泥脱硝义不容辞，刻不容缓。

　　水泥脱硝全国之势——环保强推方兴未艾

　　2011年底，我国在役新型干法水泥生产能力25.94亿吨，生产线1513条。到今年5月底，安装建设有水泥脱硝设施的仅为6条。在各级环保部门的强力推动下，下半年以来，全国水泥脱硝势如破竹，方兴未艾。

　　据不完全了解，在我国西部12个省（区、市）中，91.7%在行动

　　重庆：2012年底，9个企业18条新型干法水泥生产线将建成脱硝装置。
　　四川：川办函[2011]247号《转发环境保护厅关于“十二五”降氮脱硝工作意见的通知》中指出：“十二五”期间完不成脱硝任务的企业，将停止供电。
　　云南：云南首个水泥脱硝工程，曲靖昆钢嘉华水泥建材公司4000t/d生产线，10月底已投入使用。
　　贵州：省环保厅向全省9个市（州）发函，要求23家水泥厂年底建成脱硝设施：4000t/d以上及2000t/d以下的生产线综合脱硝效率要求达到75%以上，2000t/d至4000t/d的生产线综合脱硝效率要求达到40%以上。
　　宁夏：今年全面启动水泥企业的低氮燃烧工程；平罗恒达水泥公司2500t/d生产线脱硝项目已建成；10月12日，宁夏又有8家水泥企业分别与环保部门签约，建设脱硝工程；全区2013年底前完成17条生产线的脱硝新技术建设工程。
　　新疆：在“十二五”工程减排措施中，新增烟气脱硝工程（水泥熟料生产线脱硝工程）。
　　陕西：2011年陕西省环保厅、咸阳市政府相继发出有关文件，要求水泥企业开展脱硝工程建设。
　　青海：全省水泥生产企业4个烟气脱硝工程均已开工建设，青海互助金圆水泥3200吨/日熟料生产线，烟气脱硝工程预计10月底建成投入试运行，青海祁连山水泥、青海乐都金鼎水泥和青海盐湖海纳化工有限公司3个烟气脱硝工程将在11月至年底前全部建成投入试运行。
　　内蒙古：烟气脱硝和烟尘控制技术交流会在盐城已经召开。广西：广西西普南雁水泥有限公司脱硝示范2000t/d生产线，2012年4月25日已投入运行。
　　甘肃：8月2日，甘肃省环保厅召开全省水泥行业污染减排工作推进会，要求全省所有现役新型干法水泥线，开展低氮燃烧技术和建成烟气脱硝工程。

　　据了解，在我国中部6个省中，100%在行动

　　河南：河南省新乡市环保局正式下文，强制当地水泥企业脱硝改造。新乡市共有新型干法生产线18条以上，2012年底以前开工建设水泥脱硝，2013年前必须完成。
　　湖南：水泥行业脱硝进入倒计时。2013年前，全省2000t/d以上生产线全部实施低氮燃烧技术改造，脱硝率达到30%以上；4000t/d以上生产线必须配备SNCR设施，脱硝效率60%以上；已脱硝企业擅自停运、逾期未建企业一律停产。
　　江西：江西环保厅召开2012年脱硫脱硝建设项目座谈会，江西南方等8家水泥企业分别介绍了脱硝项目建设进度。
　　湖北：“十二五”期间， 22条4000t/d的水泥熟料生产线将全部建成脱硝设施，黄石市环保局对全市7家水泥生产厂提出了减排要求，加快对现役生产线进行低氮燃烧技术改造，对“十二五”不安装脱硝设施的水泥企业将足额征收NOx排污费。
　　安徽：采取多项措施加快推进水泥行业减排，今年水泥行业实施低氮燃烧改造技术项目15个。省里正在研究出台相关政策，从资金、技术等方面给减排企业以支持。
　　山西：今年，山西省环保厅强势推进水泥行业脱硝。新建或改扩水泥熟料线一律按《水泥行业准入条件》执行综合脱硝率不低于60%；所有现役新型干法水泥生产线今年全部完成低氮燃烧技术改造，脱硝率不低于30%，4000t/d及以上生产线，2013年底建成投入运行。其他线2014年6月底全部建成。

　　据不完全了解，在我国东部10个省（市）中，90%在行动

　　北京、天津、上海三个直辖市，起步早。
　　河北：临城奎山冀东水泥脱硝工程6月底建成；7月31日，唐山环保局督促丰润区3家水泥厂实施脱硝工程，10月底已基本完工。
　　广东：水泥企业实施广东地方新标准。从今年1月1日起，广东、珠三角大部分地区开始执行广东省《水泥工业大气污染物排放标准》，NOx排放浓度限定值550mg/Nm³，余下区域自2014年执行；7月5日，省政府召开了2012年全省污染物减排工作会议，会议要求：2012年12月31日前，完成15条日产2000吨熟料以上新型干法水泥生产线的降氮脱硝工作；2013年12月31日前，完成剩余34条日产2000吨熟料以上新型干法水泥生产线的降氮脱硝工作；2013年12月31日前，完成日产2000吨熟料以下的新型干法水泥生产线低氮燃烧技术改造。“十二五”期间新建成投入生产的新型干法水泥熟料生产线，必须同步配套低氮燃烧技术和烟气脱硝处理设施。
　　浙江：杭州先行先试NOx排放浓度的政策规定最牛。杭减办[2011]30号文件提出：2012年9月底前完成现役12家水泥企业16条熟料生产线脱硝工程，水泥企业烟气脱硝率保证达到85%以上，脱硝装置保证运转率95%以上，脱硝设备靠引进寿命15年以上，脱硝不得造成二次污染。其脱硝资金由市财政按项目总投资的30%补贴，其中，4000-5000t/d的生产线最高补贴690万元/条，2500t/d的生产线最高补贴480万元/条，各区、县（市）配套补贴不少于40%，其余企业自筹。
　　山东：现役水泥企业＞2000t/d的生产线，必经进行低氮燃烧技术改造，并配套烟气脱硝设施。
　　福建：现役2000t/d的水泥生产线，两年内完成脱硝改造。2012年底前，对≥4000t/d的生产线实行低氮燃烧器改造，并建成脱硝装置，综合脱硝率达到60%以上；2013年底前，对≥2000t/d＜4000t/d的水泥生产线，进行低氮燃烧器改造，并建成脱硝装置，综合脱硝率50%以上；对于＜2000t/d以下的生产线，脱硝率达到30%以上。
　　海南：海南省已有两条水泥生产线启动了脱硝设施建设前期基础准备工作。

　　据了解，在我国东北3个省中，100%在行动

　　黑龙江：脱硫脱硝纳入重点监管，年内完成7项脱硝工程、19项低氮燃烧改造工程。
　　吉林：全面开展水泥行业氮氧化物减排攻坚战。一是2012年7月底，现役10条4000t/d及以上生产线全部配备脱硝设施；二是2013年7月底，10条2000t/d熟料线全部完成低氮燃烧技术改造工程；三是新建、改造、扩建的生产线按《水泥行业准入条件》验收，综合脱硝率不低于60%；四是加大监管NOx征收力度和超排处罚力度。今年全省将安排2000万元资金补贴水泥企业脱硝。
　　辽宁：2012年10月17日上午，辽阳市政府召开了由8家水泥企业参加的全市新型干法水泥生产企业脱硝工程建设座谈会。对进一步做好全市氮氧化物减排工作进行了具体部署。

　　现行的水泥脱硝技术综述

　　根据水泥窑氮氧化物的形成机理，我国水泥窑降氮减排的技术措施有两大类：

　　一类是从源头上治理。控制煅烧中生成NOx。其技术措施：①采用低氮燃烧器；②分解炉和管道内的分段燃烧，控制燃烧温度；③改变配料方案，采用矿化剂，降低熟料烧成温度。

　　另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx，其技术措施：①“分级燃烧+SNCR”，国内已推广；②选择性非催化还原法（SNCR），国内也在组织实施；③选择性催化还原法（SCR），目前欧洲只有三条线实验；③SNCR/SCR联合脱硝技术，国内水泥脱硝还没有实验；④生物脱硝技术（正处于研发阶段）。

　　总之，国内开展水泥脱硝，尚未进行科学总结。现行的各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行可靠？脱硝效率、运行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。

　　笔者认为：水泥工业环境治理和保护，已经从治理粉尘为重心正向治理三大废气（SO₂、NOx、CO₂）转变；污染物排放治理发展趋势将从重末端治理（过渡阶段）逐步转向重源头治理，既实现节能、又达到减排。

　　水泥脱硝系全局之事——政府部门应齐抓共管

　　水泥企业采用“SNCR”方法脱硝，并非水泥企业一家之事，系全局之事。水泥脱硝不仅涉及生产、流通、分配和消费，而且涉及到工业、农业、商业、交通、公安、能源、物价、环保、安全监管和质检等政府多个部门。

　　采用SNCR方法脱硝，还原剂是最大消耗品（但对于SCR脱硝来说催化剂的消费量更多）。水泥脱硝一般选用尿素或氨水（不选择液氨 —— 危险品）作还原剂，但是尿素、氨水又是通过合成氨转换而生产出来的，可是合成氨单位产品综合能耗相当高（详见下表）。

　　现以重庆18条2500t/d线脱硝为例， 若NOx排放的本底值为1000mg/Nm³左右，NOx排放要降到500mg/Nm³以下，年减排NOx为21060吨，则必须采用SNCR脱硝，若选择氨水（浓度25%）作还原剂，则年需耗氨水62280吨。既相当于消耗合成氨15570吨→必然增加化工厂综合能耗25691吨（标煤）→经信委必然增加化工厂天然气用量和用电指标→必然增加化工厂合成氨水污染物排放（化学需氧量23.36吨、氨氮9.3吨、氰化物0.047吨、SS10.90吨、石油类1.56吨、挥发酚0.031吨、硫化物0.156吨、排水量155700吨）→势必涉及到环保部门对合成氨生产企业污染物控制总量指标→涉及物价部门如何确定用于水泥工业脱硝的氨水、尿素价格以及化工厂增用天然气价格如何确定→涉及增加运送氨水、尿素到水泥厂的社会运量及公安交通安全畅通→涉及农业主管部门将尿素、氨水调出农业系统→涉及市政府节能、减排办公室对水泥企业脱硝增加了单位产品能源消耗和废弃物排放量如何考核→涉及国家标准制定部门修改相关标准→涉及质监部门对水泥产品质量标准检验等。

　　同时，笔者近期还看到有关火电厂《脱硫脱硝经济性分析》的报道：火电厂采用氨法和尿素法脱硫脱硝的运行费用，与采用石灰石、石膏法脱硫-SCR法联合脱硫脱硝进行了比较，其结论是：分别为1/5和1/2左右的运行费用。由此，我们必然联想：若全国所有火电厂和所有新型干法水泥生产线分别采用“SCR”法和“SNCR”法脱硝，则需消耗氨水、尿素多少万吨？合成氨化工厂需增加天然气多少万立方米？增加用电量多少万千瓦小时？火电厂需增加煤炭消耗多少万吨？增加二氧化碳排放多少万吨？合成氨化工厂又增加水污染物排放量多少万吨？上述等问题都需有答案啊！

　　水泥脱硝企业之事——企业期盼标准政策

　　水泥脱硝既是全局之事，更是企业之事，企业企盼国家出台相关新标准和政策。

　　首先，水泥脱硝必须要有符合科学的、可行的氮氧化物排放标准。

　　一般理解是：国家有关文件规定的氮氧化物排放浓度不能替代国家标准，更不能等于国家标准。企业企盼国家出台新的氮氧化物排放标准，企业才有方向和目标，水泥脱硝心中才踏实。

　　我国水泥工业氮氧化物排放浓度限定值的演变

　　从无到有，从宽到严的渐进过程（下表）。

　　据权威部门调查：我国新型干法水泥NOx的排放浓度，加权平均约为800mg/Nm³。其中≥4000t/d及以上生产线（占全国地区56.87%，860条）加权平均＜800mg/Nm³；＜4000t/d以下生产线加权平均＞800mg/Nm³。由此可见，当前相当多的水泥生产线，NOx排放浓度超过GB4915-2004限定值。

　　发达国家水泥窑氮氧化物排放标准（详见下表）。

　　德国要求更为严格，＜500mg/Nm³。当使用替代燃料＞60%时，则NOx的排放要求小于320mg/Nm³，当100%使用替代燃料时，则NOx的排放要求小于200 mg/Nm³。且严格执行在线监测。

　　科学修订相关标准势在必行

　　对水泥企业脱硝，建议国家在开展调查研究，摸清我国水泥工业大气污染物排放单位产品能源消耗和现行水泥标准执行结果的客观数据基础上，结合我国当今的生产力发展水平，科学、合理地修订GB4915-2004《水泥工业大气污染物排放标准》，因水泥窑要使用替代燃料、协同处置废弃物等，故也科学修订GB16780-2007《水泥单位产品能源消耗限额》、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》等标准以及相关的检测方法和检验标准。

　　其次，水泥脱硝必须要有成熟的工艺技术和设备装备等标准。

　　为保证水泥脱硝效果，企业企盼国家对已实施水泥脱硝企业进行调研总结，推广成熟的工艺技术路线及关键设备，实现“低投资、国产化、低成本、零排放（无二次污染物排放）、运行好、效果好”的脱硝目标。

　　综合所述：我国水泥企业氮氧化物排放标准，不能脱离我国仍然处于社会主义初级阶段的国情和企业技术进步的现状，欧盟、日本是目前世界环保做得最好的，而他们的标准也只有500mg/Nm³，尤其是采用SNCR法需要消耗大量的氨水和尿素，与农业争化肥，还会产生二次污染，在中国行得通吗？

　　第三，水泥脱硝必须要有调动企业积极性的政策。

　　水泥脱硝企业是主体，脱硝会增加企业投资、能源消耗、生产运营成本，还可能产生二次污染。当前，在水泥产能过剩、效益下滑之际，企业企盼国家出台调动水泥脱硝积极性的政策，一切问题才能迎刃而解。现特提出如下政策建议：

　　水泥脱硝要增加生产成本，建议国家：将电力行业烟气脱硝的补偿机制引入水泥行业；

　　以尿素和氨水作还原剂的脱硝企业，建议国家：将农用生产资料补贴的价格机制引入水泥行业脱硝；

　　营造公平竞争环境，确保脱硝企业正常运行。建议国家：对脱硝企业按连续在线监测数据计算且减半征收排污费；对未脱硝企业按物料衡算法3倍标准征收排污费，对不与主机同步运转且享受国家财政补贴的水泥脱硝企业，按未脱硝企业征收排污费，并限期连本带息收回财政补贴资金；

　　对实施脱硝的水泥企业，建议国家：按专家评审的工程项目总投资额度给予三年期的财政贴息补助；

　　为保证水泥脱硝效率，建议国家：制定设计、施工、设备制造、施工监理单位等准入水泥脱硝市场的条件。

　　参考文献：

　　1、《能源研究与利用》杂志：史古飞、熊源泉、印建朴，《脱硫脱硝经济性分析》，文章编号：1001-5523[2010]02-0048-0049

　　2、GB21344-2004《合成氨单位产品综合能耗限额》

　　3、GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》