水泥行业污染简述

1前言

水泥作为主要的基础建筑材料在世界经济发展中扮演着关键角色，是构成世界物质文明的重要基石，水泥行业在我国工业化、城镇化、现代化建设中发挥了重要作用。经过70年的发展，我国目前的水泥产能、品种和消费量都高居世界首位，截止到2018年，中国水泥年产量达到21.77亿吨，占世界年总产量的56%。然而，在水泥行业飞速发展的同时，也带来了一系列的环保问题。经测算，水泥行业颗粒物排放占全国颗粒物排放总量的15%~20%，其中，PM10颗粒物约占80%，SO₂排放量约占3%~4%，NO_X排放量约占10%~12%。目前我国水泥行业存在的环保问题主要有1）污染物排放量较大；2）污染物治理工艺水平不高；3）污染治理标准日趋严格等。

图1 我国2012-2020水泥产量及增速

2我国当前水泥行业环保问题现状

2.1污染物排放量较大

由于目前我国水泥行业采用的生产模式大都较为粗放，无法达到相对清洁的水平，对水泥生产的原料和燃料品质不能进行很好的控制，从而导致水泥行业污染量较大。目前我国大气污染治理的主要设备80%为除尘设备—即电除尘器或袋式除尘器，然而，虽然随着产业调整和技术升级，干法水泥生产技术已经得到广泛应用，作为重要污染物的NO_X排放一直没有得到很好的控制，根据2007年全国污染源普查报告，当年我国水泥行业氮氧化物排放量达到了170万吨，位列第二，仅次于火力发电行业。根据部分媒体实地调研和报道显示，少数相对先进的水泥生产企业脱硝技改还尚在计划中，而大多数企业则还没有采取任何实质性的行动。在水泥厂竣工环保验收时，经常遇到水泥窑废气中的氮氧化物不达标的情况，多家企业水泥窑尾废气在线监测数据显示，氮氧化物浓度值超过1000mg/Nm³的现象时有发生。水泥行业大量污染物排放带来的环境污染问题和环保压力日趋严重，水泥制造工艺和技改水平亟待提高，污染物的治理水平和工艺水平参差不齐，污染物产生的环节多、污染物排放量大，进一步增加了后期污染治理难度。

图2水泥行业污染量大

图3水泥行业2000-2012年污染物排放趋势

2.2污染物治理工艺水平不高

水泥窑炉和窑尾余热利用系统产生的污染物主要包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、汞及其化合物等，破碎、生料磨、煤磨等其他工段主要排放颗粒物和粉尘，水泥窑协同处置固废窑尾排口污染物还包括各类重金属、二噁英等。颗粒物和粉尘的净化主要采用静电除尘、袋式除尘或电袋复合除尘等高效除尘工艺进行处理，而氮氧化物则主要还是在低氮燃烧技术的基础上进行处理。对于二氧化硫则采用半干法、干法或湿法脱硫技术。目前水泥行业环保设备配备不够完善，治理水平和工艺水平不高，截止到2015年全国仅有148条熟料产能达到52.3万t/d的新型干法水泥生产线安装脱硝设施，仅占全国生产线总数的9%，而截止到2012年底我国仅有15条新型干法水泥生产线投运了脱硝改造，平均脱硝效率为40%。此外，目前国内的熟料企业大都重视脱硫而轻视脱硝，导致了水泥企业氮氧化物不能稳定的达标排放。

2.3污染治理标准日趋严格

随着资源、能源问题的日益突出，环保压力的增大，我国对于高能耗、高排放和高资源消耗型产业的要求会越来越严格。2014年3月，国家开始正式实施所谓的“史上最严环保新标准”，即《水泥工业大气污染物排放标准》 GB 4915-2013和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》 GB 30485-2013两个新标准，这两个新标准增加了部分非常规污染物的排放限值，目前国内外水泥行业非常规污染物排放标准限值如下表所示：

同时，新的标准大幅度提高了颗粒物（PM）、氮氧化物的排放控制要求，将PM排放限值提高到30 mg/m³（一般地区）和20 mg/m³（重点地区），分别比2004年的标准提高了40%和33%，NOx排放限值也越来越严格，与原标准相比提高了60%左右。可以进行预测，水泥行业的粉尘排放标准仍然会存在较大的收严空间。有媒体担忧，新标准的实施尤其是氮氧化物排放限值的下调事实上对水泥企业影响较大，根据以往媒体的抽样调查，90%左右的企业都满足不了新标准的排放要求。据报道，根据2020年6月生态环境部印发的《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南》，与2019年相比，扩大了分级范围，由原重点管控的15个行业增加到39个重点行业，众多水泥行业尤其是中小型水泥企业必将面临重大调整。

3结论

随着水泥行业的高速发展，有其延伸出的环保问题和环保压力日益严重，目前我国水泥行业污染物排放量大，治理水平和治理工艺存在较大差异，大多数国内水泥生产企业生产方式仍然粗放，面临着较大的产业升级和结构调整压力，随着我国环保治理标准的提高，水泥行业在解决环保问题和达标排放方面仍然有很长一段路要走。