水泥行业当前环保问题综述

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2019年，中国水泥年产量达到23.3亿吨，占世界年总产量的60%左右。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15%~20%，其中，PM颗粒物约占39%，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有待提高；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  

由于我国目前水泥行业采用的生产模式相对还不够精细化，对水泥生产的原料和燃料品质没能进行很好的控制，因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，随着整个行业的产业调整和技术升级，干法水泥生产技术已经广泛应用，但对于水泥行业来讲，大气污染物如SO₂、NOx等的排放量依旧很大，根据2017年全国污染源普查报告显示，水泥行业氮氧化物排放量仍然存在较大的改进空间，目前，水泥生产的大气污染物排放国家标准，仍然执行GB4915-2013，绝大多数企业牵涉的控制指标有“颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氨”四项，实际上，国家标准为最低标准，并不是足够的严格，可以说截止到2019年底，我国现有的水泥生产企业已经全部能够实现，而且随着国家对水泥行业环保治理的重视，从2013年起，水泥行业氮氧化物的排放量正在稳步降低（见表1），但是整体上来看，水泥行业大气污染物排放量仍旧处在一个相对高的水平，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仍然巨大，水泥制造工艺和技改水平有待进一步提高，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，仍然需要通过提高污染物治理水平的工艺来适应更高层次的环保要求。  

图2水泥行业污染量较大  

2.2污染物治理工艺水平有待提高  

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还不够完善，治理水平和工艺水平有待进一步提高，截止到2015年全国有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，随着各地水泥企业环保意识的提高，越来越多的水泥厂家开始重视脱硝工艺的选择，但是脱硝效率普遍不算太高，大都维持在60%~70%的水平，而且脱硝会增加企业投资和生产成本，易产生二次污染，因此需要各地水泥生产企业因地制宜，选择更先进、更为适合自己的脱硝工艺。  

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。上文提到，从2014年3月，国家开始正式实施《水泥工业大气污染物排放标准》GB4915-2013和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》GB30485-2013两个新标准，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表2所示，现在国内几乎所有的水泥企业都能够满足上述两个国标的排放要求，但是国家标准仅为企业入门的最低标准，近几年来，各个地方相继出台了更为严格的地方标准和法律法规，这给相当一部分水泥企业带来了新的机遇与挑战。中国建材联合会在2019年发布了《2019年水泥行业大气污染防治攻坚战实施方案》。该方案要求2019年“2+26”个城市的氮氧化物排放量控制在100mg/Nm³以下，京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原区域水泥企业氮氧化物排放量控制在200mg/Nm³以下。  

紧接其后，各地也陆续公布了更为严格的排放政策，2019年7月，河南发布了《水泥行业大气污染物排放标准》，要求2019年底前，河南全部水泥企业完成超低排放改造，即颗粒物、二氧化硫和氮氧化物分别达到10/35/100mg/m³。2019年10月，河北发布《水泥和平板玻璃工业大气污染物超低排放标准》二次征求意见稿，要求水泥窑和窑尾余热利用系统颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值降低到10/30/50mg/m³。2020年的4月和10月，安徽和宁夏也分别出台了相应的法律法规，将颗粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放标准降低到了10/50/100mg/m³。  

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。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，又扩大了分级范围，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较大的改进压力。  

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正在慢慢加大，目前我国水泥行业污染物排放量大，各个地方的不同生产企业治理水平和治理工艺也存在较大差异，大多数国内水泥生产企业需要实行更加精细化的生产模式，进一步提高污染物排放治理工艺，随着我国环保治理标准的越来越严格，以及各个地方排放标准和法律法规的不断收紧，水泥行业在解决环保问题和达标排放方面仍然有很大的进步空间。