龍巖市水泥行業(yè)大氣污染物排放及清潔生產(chǎn)研究

摘要：龍巖市作為福建省及華東地區(qū)主要的水泥生產(chǎn)基地，水泥行業(yè)排放的顆粒物、SO2和NOx對(duì)龍巖市總排放量的貢獻(xiàn)率分別為47.2%、14.6%和48.5%，是首要大氣污染源?！笆奈濉睍r(shí)期，龍巖市12家水泥企業(yè)的20條生產(chǎn)線均已完成本輪清潔生產(chǎn)審核工作，其中達(dá)到Ⅰ級(jí)水平的生產(chǎn)線有5條，Ⅱ級(jí)水平的有7條，Ⅲ級(jí)水平的有8條，取得了良好的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。為進(jìn)一步提高龍巖市水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)水平，建議采取加快超低排放改造、鼓勵(lì)“上大壓小”、開(kāi)展清潔生產(chǎn)整體審核試點(diǎn)等措施。

關(guān)鍵詞：水泥行業(yè)；大氣污染物；清潔生產(chǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）10-0-05

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Research on Atmospheric Pollutant Emissions and Cleaner Production of Cement Industry in Longyan City

XIONG Binlong

（Longyan Environmental Monitoring and Management Center for Solid （Dangerous） Wastes， Longyan 364000， China）

Abstract： As a major cement production base in Fujian province and East China， Longyan city is the primary source of air pollution， with particulate matter， SO2 and NOx emitted by the cement industry contributing 47.2%， 14.6% and 48.5%， respectively， to the total regional emissions in Longyan city. During the “14th Five-Year Plan” period， 20 production lines of 12 cement enterprises in Longyan city have completed the current round of cleaner production audit work， of which there are 5 production lines at the level of Ⅰ， 7 production lines at the level of Ⅱ and 8 production lines at the level of Ⅲ， and good environmental and economic benefits have been achieved. In order to further improve the level of clean production in the cement industry of Longyan city， it is recommended to take measures such as accelerating ultra-low emission transformation， encouraging “big pressure on small”， and carrying out the overall audit pilot of clean production.

Keywords： cement industry; atmospheric pollutants emissions; cleaner production

水泥是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)原材料，使用范圍廣泛，大量應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑、交通、城市建設(shè)、農(nóng)林、水利以及海港工程。因此，水泥行業(yè)的發(fā)展對(duì)保障國(guó)家建設(shè)項(xiàng)目的順利實(shí)施、人們生活水平的提高具有重要的意義。但水泥行業(yè)也是能耗大戶(hù)和污染大戶(hù)，水泥在生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量資源和能源，同時(shí)排出大量大氣污染物，如煙（粉）塵、SO2、NOx等，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量產(chǎn)生了較大的影響[1-3]。本研究就龍巖市水泥行業(yè)的大氣污染物排放和清潔生產(chǎn)水平進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

1 龍巖市水泥行業(yè)發(fā)展歷程

龍巖市石灰石資源總儲(chǔ)存量約為8.5億t，占福建省總儲(chǔ)存量的60%以上。20世紀(jì)八九十年代，龍巖市180多家水泥企業(yè)迅速崛起，發(fā)展如火如荼。隨著水泥行業(yè)的發(fā)展，水泥生產(chǎn)和原材料運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生了大量煙（粉）塵、SO2、NOx等大氣污染物，龍巖市成為全省大氣污染最嚴(yán)重的城市之一。

為推進(jìn)龍巖市環(huán)境綜合整治工作，進(jìn)一步改善環(huán)境空氣質(zhì)量，從2006年9月到2010年1月，龍巖市人民政府先后關(guān)閉中心城區(qū)18家水泥企業(yè)，淘汰水泥產(chǎn)能319萬(wàn)t，粉磨136萬(wàn)t，每年煙（粉）塵排放量減少8 700 t、SO2排放量減少1 340 t。目前，龍巖市僅剩12家水泥企業(yè)，總計(jì)有20條生產(chǎn)能力大于2 000 t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線。龍巖市的環(huán)境空氣質(zhì)量也有了很大改善，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：2006年

龍巖市中心城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良的天數(shù)為287 d，2007年優(yōu)良的天數(shù)為305 d，2008年優(yōu)良的天數(shù)為323 d，2009年優(yōu)良的天數(shù)為346 d，2010—2023年優(yōu)良的天數(shù)都不低于350 d，尤其是2023年，環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)為2.37，優(yōu)良天數(shù)為364 d，均排名福建省第二。

2 龍巖市水泥企業(yè)大氣污染物排放量

2022年，龍巖市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，龍巖市水泥行業(yè)共生產(chǎn)熟料量為2 283.7萬(wàn)t、水泥量為2 897.1萬(wàn)t，顆粒物排放量為7 915.2 t，SO2排放量為933.2 t，N0x排放量為11 721.4 t（見(jiàn)表1）。同年龍巖市顆粒物、SO2和NOx總排放量分別為16 764.9 t、6 398.5 t和24 143.6 t。水泥行業(yè)排放的顆粒物、SO2和NOx對(duì)龍巖市總排放量的貢獻(xiàn)率分別為47.2%、14.6%和48.5%，可見(jiàn)水泥行業(yè)對(duì)于龍巖市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響之大，需要給予重點(diǎn)關(guān)注并加大環(huán)境監(jiān)管力度。

3 龍巖市水泥企業(yè)清潔生產(chǎn)審核情況

根據(jù)福建省生態(tài)環(huán)境廳要求，“十四五”期間，龍巖全市12家水泥企業(yè)均要至少開(kāi)展一輪清潔生產(chǎn)審核。

截至2024年5月，12家水泥企業(yè)20條生產(chǎn)線均已完成本輪清潔生產(chǎn)審核工作，共采用清潔生產(chǎn)中/高

費(fèi)方案44項(xiàng)（見(jiàn)表2），無(wú)/低費(fèi)方案231項(xiàng)。從采用的清潔生產(chǎn)中/高費(fèi)方案來(lái)看，在節(jié)能方面，成效突出的有福建塔牌水泥有限公司將兩條生產(chǎn)線的立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)更換為高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，每年可節(jié)省電量277.4萬(wàn)kW·h；華潤(rùn)水泥（龍巖）有限公司的生料制備系統(tǒng)節(jié)能改造，通過(guò)添加生料助磨劑，提高粉磨效率，降低單位電耗，并提高生料在燒制過(guò)程的易燒性，降低分解溫度達(dá)到減少用煤量的效果，經(jīng)實(shí)測(cè)，生料電耗可降低0.24 kW·h/t，熟料煤耗可下降

2.87 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t，具有明顯的節(jié)能效果。在減少污染物排放方面，成效突出的有福建龍麟集團(tuán)有限公司1#線擇性催化還原技術(shù)（Selective Catalytic Reduction，SCR）超低排放改造，采用“高溫電除塵器+SCR脫硝一體化技術(shù)”，改造后NOx平均排放濃度由原來(lái)的245 mg/m3可降為33 mg/m3（在線監(jiān)測(cè)數(shù)值），滿足NOx≤50 mg/m3的超低排放要求，同時(shí)氨水用量可由988 kg/h降為813 kg/h；華潤(rùn)水泥（永定）有限公司的窯尾復(fù)合脫硫技改，通過(guò)將含有催化劑和氧化劑的脫硫粉劑從入窯提升機(jī)處加入后，在1級(jí)至3級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)，SO2經(jīng)不同溫度區(qū)間和較長(zhǎng)的時(shí)間段起化合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)煙氣快速脫硫，SO2排放平均濃度由原來(lái)的47 mg/m3降至21 mg/m3（在線監(jiān)測(cè)數(shù)值）。

本次龍巖市水泥行業(yè)清潔審核工作產(chǎn)生了顯著的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，每年節(jié)電量為3 571.4萬(wàn)kW·h，節(jié)煤量為26 992.4萬(wàn)t，節(jié)氨水4 925.7 t，N0x消減量為3 304.8 t，顆粒物削減量為219.5 t，SO2削減量為110.8 t，節(jié)能降耗產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為8 908萬(wàn)元，消減污染物排放產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為4 463萬(wàn)元。

4 龍巖市水泥企業(yè)清潔生產(chǎn)水平分析

根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等部門(mén)發(fā)布的《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》，對(duì)龍巖市20條生產(chǎn)線進(jìn)行清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)和分析，具體結(jié)果如下。

4.1 生產(chǎn)工藝及裝備指標(biāo)

龍巖市水泥企業(yè)生產(chǎn)工藝及裝備指標(biāo)分布情況如表3所示，整體水平較高。其中，石灰石開(kāi)采、破碎、工藝、生料粉磨系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程控制水平、氣體收集系統(tǒng)和凈化處理裝置、無(wú)組織排放控制、脫硝設(shè)施、自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、噪聲防治措施以及焚燒固體廢棄物控制等指標(biāo)20條生產(chǎn)線均為I級(jí)水平；單線水泥熟料生產(chǎn)線不低于4 000 t/d（Ⅰ級(jí)水平）的有14條，占比為70%；2 000～4 000 t/d（Ⅱ級(jí)水平）的有6條，占比為30%。水泥粉磨系統(tǒng)有12條線為Ⅰ級(jí)水平，2條線為Ⅱ級(jí)水平，6條線為Ⅲ級(jí)水平。水泥散裝能力僅有2條線為Ⅲ級(jí)水平，其余均為Ⅰ級(jí)水平。

4.2 資源能源消耗指標(biāo)

資源能源消耗指標(biāo)分布情況如表4所示，單位熟料新鮮水用量、可比熟料綜合煤耗這兩個(gè)指標(biāo)20條生產(chǎn)線均為Ⅰ級(jí)水平。其余指標(biāo)中，可比熟料綜合能耗Ⅲ級(jí)水平的有2條；可比水泥綜合能耗Ⅱ級(jí)水平的有4條；可比熟料綜合電耗Ⅱ級(jí)水平的有6條；可比水泥綜合電耗Ⅱ級(jí)水平的有2條，Ⅲ級(jí)水平的有3條。

4.3 資源綜合利用指標(biāo)

資源綜合利用指標(biāo)分布情況如表5所示。窯灰和除塵器收下的粉塵回收利用率、水泥混合材使用固體廢物這兩個(gè)指標(biāo)20條生產(chǎn)線均為Ⅰ級(jí)水平。廢污水處理及回用率方面，有18條生產(chǎn)線為Ⅰ級(jí)水平，2條

生產(chǎn)線為Ⅱ級(jí)水平。窯系統(tǒng)廢氣余熱利用率和循環(huán)水利用率這兩個(gè)指標(biāo)，分別有15條生產(chǎn)線和14條生產(chǎn)線達(dá)到Ⅰ級(jí)水平，占比分別為75%和70%。低品位煤利用率、使用可燃廢棄物燃料替代率、生料配料中使用工業(yè)廢棄物這3個(gè)指標(biāo)均有待提高，Ⅲ級(jí)水平的分別為20條、14條、10條，占比分別為100%、70%、50%。

4.4 污染物產(chǎn)生指標(biāo)

污染物產(chǎn)生指標(biāo)分布情況如表6所示。20條生產(chǎn)線均未采用低品位煤，同時(shí)普遍采用分級(jí)燃燒、低氮燃燒等措施，因此N0x、氟化物產(chǎn)生量總體較小，均有18條生產(chǎn)線達(dá)到Ⅰ級(jí)水平，2條生產(chǎn)線達(dá)到

Ⅱ級(jí)水平。雖然各生產(chǎn)線均配有立式磨或窯磨一體化系統(tǒng)等可有效降低SO2產(chǎn)生量的設(shè)備，但是龍巖市部分石灰石礦含硫量較高，因此只有9條生產(chǎn)線達(dá)到了Ⅰ級(jí)水平，仍有10條生產(chǎn)線為Ⅱ級(jí)水平，1條生產(chǎn)線為Ⅲ級(jí)水平。

4.5 產(chǎn)品特征、清潔生產(chǎn)管理指標(biāo)

產(chǎn)品特征方面和清潔生產(chǎn)管理指標(biāo)方面各有3個(gè)和14個(gè)清潔生產(chǎn)指標(biāo)，均為定性指標(biāo)，20條生產(chǎn)線均滿足相關(guān)的清潔生產(chǎn)要求。

4.6 清潔生產(chǎn)水平

根據(jù)《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》計(jì)算分值得出，龍巖市20條生產(chǎn)線達(dá)到Ⅰ級(jí)水平的有5條，占比為25%；達(dá)到Ⅱ級(jí)水平的有7條，占比為35%；達(dá)到Ⅲ級(jí)水平的有8條，占比為40%。

5 建議

5.1 加快超低排放改造

龍巖市淘汰了眾多水泥廠，僅剩規(guī)模較大的12家水泥企業(yè)，環(huán)境空氣質(zhì)量也有了明顯的改善。但是，水泥行業(yè)仍然是龍巖市首要大氣污染源，目前僅有4條生產(chǎn)線完成了超低排放改造，剩余的16條生產(chǎn)線應(yīng)盡快完成超低排放改造，減少對(duì)龍巖市環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。

5.2 鼓勵(lì)“上大壓小”

龍巖市僅有的6條2 000～4 000 t/d（Ⅱ級(jí)水平）生產(chǎn)線（其中5條為2 500 t/d，1條為2 000 t/d）在水泥粉磨系統(tǒng)、可比熟料綜合能耗、污染物產(chǎn)生指標(biāo)上的評(píng)級(jí)整體不如4 000 t/d以上（I級(jí)水平）的生產(chǎn)線，應(yīng)鼓勵(lì)2 500 t/d以下的生產(chǎn)線通過(guò)產(chǎn)能合并方式“上大壓小”，改造為4 000 t/d以上生產(chǎn)線，形成規(guī)模效益，減少能耗，并同步達(dá)到超低排放水平。

5.3 開(kāi)展清潔生產(chǎn)整體審核試點(diǎn)

目前，我國(guó)汽車(chē)、家具等行業(yè)陸續(xù)開(kāi)展了針對(duì)行業(yè)清潔生產(chǎn)整體審核的實(shí)踐。龍巖市作為福建省及華東地區(qū)主要的水泥生產(chǎn)基地，應(yīng)推進(jìn)實(shí)施水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)整體審核試點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)展水泥行業(yè)生產(chǎn)工藝全過(guò)程診斷，梳理水泥行業(yè)關(guān)鍵共性問(wèn)題，形成并實(shí)施具有水泥行業(yè)特色的清潔生產(chǎn)方案，立足完整、準(zhǔn)確、全面，以節(jié)約資源、降低能耗、減污降碳、提質(zhì)增效為目標(biāo)，提高行業(yè)清潔生產(chǎn)水平，助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造[4-5]。

6 結(jié)論

水泥行業(yè)大氣污染物排放對(duì)龍巖市大氣污染物總排放量的貢獻(xiàn)率較大，是首要大氣污染源。“十四五”期間，通過(guò)采用先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)，龍巖市20條水泥生產(chǎn)線達(dá)到清潔生產(chǎn)Ⅰ級(jí)水平的生產(chǎn)線有5條，Ⅱ級(jí)水平的有7條，Ⅲ級(jí)水平的有8條，取得了良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。

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