吴善淦：水泥工业细颗粒物污染现状与控制

　　11月23日，由中国水泥网主办、北京金隅股份有限公司特别主办、江苏科行环保集团特别协办的“2013第六届中国水泥环保大会”在北京市江西大酒店拉开帷幕。本次会议以“为祖国的蓝天白云，构筑水泥工业环保系统”为主题。会上，中国环境保护产业协会袋式除尘委员会秘书长吴善淦做了题为《水泥工业细颗粒物污染现状与控制》的主题演讲。

中国环境保护产业协会袋式除尘委员会秘书长吴善淦

　　一、水泥工业颗粒物污染现状及原因

　　1、水泥工业颗粒物污染现状

　　2012年世界水泥总产量约39亿吨，我国水泥产销量21.84亿吨，占世界总量的55%。到去年底，全国共有熟料生产线1637条，其中日产2000吨以上的熟料生产线有1257条。我国单位国土面积排放的水泥烟（粉）尘量是世界平均值的8.45倍，约数百万吨，占全国工业粉尘排放总量的39%，高居工业行业排尘之首。

水泥工业产品结构与颗粒物污染

　　据测算，我国水泥工业颗粒物排放占工业烟尘排放39%；SO₂排放占3%~4%；NO_x排放占10%~12%；这些数据表明，我国的水泥工业属于重点污染行业！

2012年水泥十强企业

　　上图来源于中国水泥网，从表上的数据来看，中国建材其产能总量已经超亿吨，这些数据确实让人高兴。但是这些产能的背后却伴随着大量的颗粒污染物排放。

水泥工业污染物排放现状

水泥工业细颗粒物污染

　　2、水泥工业颗粒物污染的原因

　　2000年至今施行的《水泥工业大气污染物排放标准》过于宽松，而2012年的新修订版本还未正式实施。虽然现在水泥行业和热力行业的排放标准从50mg/Nm³降到30mg/Nm³、通风设备由原来的的30mg/Nm³降到20mg/Nm³，但是相较于工信部核定的排放标准--在2009年排放量的基础上降低1/2来说，还是有很大差距的。

　　现在水泥工业排放的颗粒物中pm2.5和pm10的比例究竟有多大？经过测试发现，水泥颗粒排放物中小于pm10的粉尘数额很大。不久前，合肥水泥研究设计院副院长、总工程师包玮在欧洲考察流期间也和国外的水泥企业就PM2.5在粉尘排量中所占的比例进行了交流。据包玮讲，国外企业认为电除尘不经济的原因是，如果将排放标准定为10mg/Nm³,那么Pm2.5的含量占85%。所以，就欧洲水泥企业的技术方案而言，电除尘理论上是可以达标的，但是投入大、且持续达标可能性不大。

　　研究结果表明造成水泥工业颗粒物污染的原因主要由以下几点：

　　（1）长期执行宽松的环保标准。现行的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）过于宽松。

　　（2）企业缺乏责任感，政府疏于监管、执法不严。企业缺乏社会责任感和环保意识，企业主更不愿承担治污的责任，减排措施不落实，激励机制不健全、基础工作薄弱，设施建设滞后，处罚力度不够，违法成本过低。

　　（3）监管不力和缺乏延续性。《关于北京市空气重污染日应急方案》在今年的雾霾天气最严重的时侯58家企业停产，其中就有几家水泥企业停产。但是，政府的监管只起到一时的控制作用，时间一过企业照常生产，污染依旧，没有从根本上解决污染治理和监管问题。

　　（4）解决水泥行业颗粒物污染之路。“减少污染源，削减大气污染物”必须进一步严格大气排放标准；虽然水泥行业三次修订大气污染物排放标准，排放浓度从150mg/Nm³降到30mg/Nm³，但与现在的灰霾现状和控制PM2.5的要求差距甚远。

　　（5）经济损失。严重的雾霾给社会和经济都造成的巨大损失，远远大于污染治理所需的费用，为了应对严重污染事件而强制企业停产，经济损失是很可观的。例如之前中国水泥网消息：“京津冀地区为治理大气污染，对水泥企业实施大面积停产。河北石家庄市鹿泉地区水泥企业被要求从2013年10月15日停产到2014年3月15日（共停产5个月）。此外保定地区下发治理停产通知，30%产能将停产与石家庄同步进行。据悉，如果政府治理大气污染决心很大，水泥停产区域可能扩大。 ”如此大规模停窑造成的经济损失是巨大的。

　　二、水泥工业必须在减少颗粒物排放方面有所作为

水泥工业对粉尘排放、PM2.5和氮氧化物等污染物排放现状测试和统计

　　从上图可见，水泥行业主要污染物的检测包括颗粒物的监测、PM2.5的检测以及NOx的检测。其中颗粒物的排放主要源自窑头和窑尾，其所占整条水泥生产线对外排放污染物的比例约为80%。

　　目前，很少有水泥企业对PM2.5的的排放进行监测，只有一些除尘企业或者环保企业出于开发产品的目的而做了一些检测，从这一层面说水泥企业并不清楚PM2.5排放量的准确数字，这对国内标准的制定带来了一些难度。

　　1.国家“十二五”科技支撑项目：“水泥工业烟尘PM2.5超细颗粒物高效控制关键技术与装备的开发研究”要解决的问题：

　　（1）研发大型水泥窑炉超细粒子捕集与多污染物协同控制关键技术与装备，优化除尘器低阻均布流场结构，开发超细粒子高效节能清灰技术。

　　（2）采用最严格环保要求建设5000t/d工艺示范线，烟（粉）尘排放浓度小于10mg/Nm³；无组织排放（既岗位粉尘）浓度达到2mg/Nm³；PM2.5超细粉尘去除率达到80%以上，为全国水泥企业起示范作用。

　　（3）5000t/d大型水泥窑汞及重金属的捕集与多污染物协同控制尾气净化示范工艺线，采用适合水泥窑炉高温烟气有毒有害气体的吸附剂及处理技术。

　　（4）袋式除尘节能清灰技术和吸附装备。

　　（5）结合水泥示范工艺线，监测水泥工业生产过程PM2.5排放特征和系统评估各种PM2.5超细粒子控制技术。

　　（6）通过示范线建设和运行，完善和再修订《水泥工业大气污染物排放标准》提供支撑依据。

　　（7）研究水泥工业烟尘排放中的汞及其它重金属的排放特征，结合袋式 除尘，提高汞及重金属的去除效率。

　　2.《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和《大气污染防治行动计划》中，重点区域在规划期内必须完成一大批重点工程项目名单中，水泥窑除尘设施改造项目涉及181条水泥窑生产线除尘器的改造。尽快减少水泥工业颗粒物排放应列为第一要务，为在全社会消除雾霾的行动中作出应有的贡献：

　　（1）作为我国大气烟（粉）尘的排放第一大户，要实现水泥工业颗粒物排放在2009年基础上降低50%的目标；

　　（2）《关于水泥工业节能减排的指导意见》明确要求2011－2015年现有水泥窑电除尘器改为袋式除尘器（低压脉冲除尘器），对水泥企业来说，必须通过电改袋等多种技术的应用，才能达到国家要求。合理地选择除尘设备，降低滤袋消耗，提升除尘效果，仍然是今后一段时期内水泥企业最为关注的。随着环保要求提高，水泥行业烟尘排放都要求达到30mg/Nm³、20mg/Nm³，甚至于10 mg/Nm³以下，电除尘器改为袋式除尘器是水泥行业除尘改造的唯一之道。水泥工业要控制烟、粉尘排放，细颗粒物去除是重点，袋式除尘器是控制颗粒物尤其是PM2.5超细粒子最有效设备。

　　（3）针对水泥行业烟尘的特性，在工程与装备上采取定制化设计方案，进行优化设计和配套技术应用，才能使水泥行业总体颗粒物排放量明显降低。

　　三、袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用

　　颗粒物排放排放和生产成本没有必然关系，只是一个技术选用问题。据珠江水泥厂4年的统计数据，窑头改用袋除尘器后，排放由100mg/Nm³以上降至现在的10mg/Nm³以下，吨水泥成本只增加0.5元，对企业经济效益影响微乎其微；采用的就是国产芳纶滤料。因此只要按要求设计和制造，水泥行业制定更严、更高的颗粒物排放标准，对水泥工业来说是可以实现的。

　　水泥行业在控制PM2.5方面，虽然才开始进行专项研究，但袋式除尘技术对微细粒子有很高的捕集效率，超细面层和覆膜滤料的测试表明：对于0.01～1.0μm微细粉尘的去除效率都≥97～99%，比一般滤料高一个数量级。

　　超细面层滤料对微细粒子的捕集效果；国内自主研发的赛膜高精滤料；由纤度为0.08旦的超细纤维针刺而成，并进行特殊的后处理，与纤度2.2旦的普通纤维针剌毡相比，具有更细、更加均匀的孔隙，有更高的孔隙率，对微细粒子的捕集效果与覆膜滤料相当。

　　新的滤料制造工艺-水刺，水刺毡几乎没有针孔，表面更光洁、平整，水刺毡滤料具有更高的过滤精度；对PM2.5能获得更好的捕集效果。国外采用水刺工艺，将超细PTFE纤维复合在各种基材上，开发成功高性能滤料，已在许多垃圾焚烧炉等工程应用，效果良好。

我国燃煤烟尘量与世界平均值之比

　　削减水泥工业污染物排放是控制PM2.5的根本之道，我国排放世界一半或更多的大气污染物，但国土只占世界有人居住陆地面积的7.1%，我们需要世界最严格的环保标准，并实行最严格的监管。

　　袋除尘为最严格标准提供最可靠的技术支撑，能达到最低的颗粒物排放浓度，是削减大气污染物排放的主力军，水泥行业应用的滤料需从粗放向“精细过滤”发展，“精细” 过滤材料。

　　四、水泥工业大气污染物排放达到的目标

　　中国水泥工业的治污之路，从原先的淘汰落后产能，粉尘治理，到余热发电，在“十一五”期间已经取得了可喜的成绩，在“十二五”中国水泥工业减排要达到的目标：采用世界最严格环保要求建设和改造生产线，就是第二代新型干法技术；烟（粉）尘达到世界最先进水平，排放浓度小于10mg/Nm³；无组织排放（既岗位粉尘）达到2mg/Nm³以下；PM2.5超细粉尘去除率达到80%以上。

水泥工业节能、减排关键技术措施

　　我国人口密度大，水泥工业产业过于集中，必须执行世界上最严格的环保标准，水泥企业的社会责任感迫使我们必须认真去努力，减少颗粒物排放，为美丽中国的蓝天做出贡献。