基于生態文明視角下水泥行業氮氧化物排放績效標準研究——以浙江省為例

文/俞麗麗> 陳 微 謝 曄

引言

闡述了浙江省水泥的產量、氮氧化物排放現狀及存在的問題，指出水泥行業氮氧化物排放績效標準的基本概念及主要技術；基于生態文明的視角下，制定出浙江省水泥行業氮氧化物排放績效標準，并對其所產生的經濟、社會、環境效益進行深入分析，為浙江省水泥行業氮氧化物排放績效標準的貫徹和實施奠定基礎，同時為生態、循環、可持續水泥發展產業化道路的實現提供借鑒。

水泥工業是國民經濟發展、生產建設和人民生活不可缺少的基礎原材料工業。但同時水泥工業也是對礦物原料進行加工處理的高耗能重污染工業，采用的生產設備多為大型重型設備，是污染大氣環境最為嚴重的行業之一，在能源消耗和污染排放中占有突出地位。其排出氣溶膠污染物和氣體污染物（各種含塵氣體和二氧化硫、氮氧化物等）對人體、動植物、氣象和工農業產品都會造成很大的危害。

就浙江省而言，作為水泥生產大省，2009年水泥產量達到10797萬噸，居于全國第四位。根據污染源普查動態更新數據，2010年水泥行業是浙江省除電力行業以外NOx排放量最大的行業（排放量為9.30萬噸，NOx的處理效率處于比較低的水平，其排放量占到全省工業企業NOx排放總量（69.41萬噸）的13.4%，是浙江省NOX排放總量居高不下的重要原因。

在此背景下，迫切需要對水泥行業生產進行現狀調查與評估，與國內外水泥行業工藝、技術裝備比較，對氮氧化物產生水平和典型治理技術進行評價，制定適應于浙江省的水泥工業主要大氣污染物排放績效標準，以反映近年來浙江水泥工業先進技術的發展和指導未來的發展趨勢，推動浙江省水泥行業的加速發展，為浙江省實現污染物總量控制和排污權交易提供基礎依據。

氮氧化物排放績效標準基本概念及其技術治理思路

所謂環境排放績效標準（GPS），是指根據生產單位產品產量所允許排放污染物的量，是一項能綜合反映工業企業生產過程中能源利用效率和污染物排放情況的重要指標，綜合反映了工業企業生產技術、生產效率、燃料質量、污染治理狀況與排放量等因素，已經被普遍論證為最為公平、科學的方法。

就水泥行業而言，氮氧化物排放績效標準是以水泥企業單位產品產量（主要為水泥熟料）所排放的氮氧化物的排放量作為基準的新的污染物排放標準（通常以千克/噸形式表示）。作為一項政策性和技術性都很強的工作，不但要滿足國家主要污染物排放總量控制目標，而且還要考慮水泥行業的技術發展水平、污染治理技術水平以及標準實施操作等問題。其制定的基本思路包括以下幾點。

一是通過對調查、監測數據的統計，全面調查水泥行業各污染源的實際狀況，包括企業生產技術、生產效率、污染治理狀況與污染物排放量等內容，準確評估浙江省水泥行業NOx的排放績效現狀，為績效標準體系設計提供基礎。二是結合全省水泥行業NOx排放績效現狀評估結果，通過對國內外水泥行業的發展現狀及趨勢研究，清潔生產控制要求、典型治理技術的探討、氮氧化物產生排放濃度及排放水平等內容，結合水泥行業生產工藝、生產規模、污染物處理技術等，提出浙江省水泥行業NOx排放績效標準體系。三是深入分析工藝技術因素對排放績效指標體系的影響，對國內外廣泛應用的減排技術進行應用潛力及減排能力評估，結合浙江環境管理的要求，如區域環境質量要求、污染物排放標準、總量控制目標等進行綜合分析，進行浙江省水泥行業NOx削減技術及應用潛力評價，綜合以上分析評價結果確定浙江省水泥行業NOx排污績效標準參考值、注意事項等。

浙江省水泥氮氧化物排放現狀及存在的問題

浙江省水泥行業氮氧化物排放現狀

截至2012年底，浙江省水泥熟料生產企業61家，熟料生產線78條（不含已關停或全年未生產水泥窯），總設計生產能力196970t/d，熟料產量5662萬噸。全年氮氧化物（NOx）排放量93359噸，占全省工業排放總量的14.6%。噸熟料NOx排放量1.27千克-1.87千克，平均排放量1.64千克。大部分水泥窯噸熟料NOX排放量在1.8千克以下，僅有2.5%的水泥窯噸熟料NOx排放量略大于1.8千克。

各設區市中，杭州NOx排放量最大，排放量為23860噸，占全行業排放總量的25.6%；湖州、衢州的NOx排放量次之，排放量分別為21811噸、19520噸，占比分別為23.4%、20.9%；金華、紹興的NOx排放量再次之，排放量分別為14569噸、8838噸，占比分別為15.6%、9.5%；嘉興、寧波NOx排放量相對較小，排放量為3080噸、1618噸，占比分別為3.3%、1.8%；溫州、舟山、臺州、麗水無熟料生產企業。

本研究項目共對省35條水泥生產線NOx排放情況進行了調查，平均排放濃度554mg/m3，最低值117mg/m3（采取SNCR），最高值1246mg/m3。水泥窯的NOx濃度是動態變化的，這與窯和分解爐的運行控制密切相關，平均會有20%左右的變化（同一水泥窯長期監測結果），企業會根據在線反饋的數據及時調整，保證窯況的均衡穩定。

從35條生產線NOx平均排放濃度累計分布看，目前88.6%的水泥窯平均排放濃度在現行標準800mg/m3以下，20.0%的水泥窯平均排放濃度控制在400mg/m3以下。

浙江省水泥行業發展存在的主要問題

綜合對近年來浙江省水泥行業發展現狀及氮氧化物排放情況的分析，主要還存在以下幾方面的問題。

一是水泥行業總體規模不大，設計生產能力較小。浙江全省89條熟料生產線的產能合計21.27萬噸/日，折算平均產能2390噸/條·日，低于全國平均水平（全國新型干法水泥生產線1637條，設計熟料產能16億噸，折算平均產能2678噸/條·日）。另外，全省尚有產能小于2000噸/日的熟料生產線30條，合計產能29770噸/日，占到全省總產能的14%，根據《關于做好水泥企業氮氧化物減排工作的通知》（浙環發〔2012〕83號），這部分產能均屬于浙江省在十二五期間必須整合、淘汰的范圍，在十二五已經過半的情況下，如何整合、產能如何控制的工作壓力較大。

二是區域發展不平衡。全省熟料產量主要集中在杭州、湖州、衢州和金華四市，合計4867萬噸，占到全省熟料總產量的85%以上。但全省熟料生產企業生產負荷僅為72.9%，產量最大的杭州和湖州生產負荷均不到70%，且呈現逐年下降的態勢。而對應的，寧波水泥企業常年處于超負荷運行狀態。企業數量眾多但規模小、散，利潤空間小，部分企業長時間不能穩定生產也給污染治理設施的正常運行帶來隱患，帶來的環境壓力也較大。

三是脫硝設施建設投運有待加快。全省189條熟料生產線中，僅有3條生產線采用了低氮燃燒技術，僅有9條生產線在2012年末建成投運SNCR、氧化吸收等廢氣脫硝設施，占比不足5%，且設計脫硝效率基本在60%以下。大部分熟料生產企業尚未形成脫硝規模，難以滿足氮氧化物總量減排的要求。

構建基于生態文明視角下浙江省水泥行業氮氧化物排放績效標準

標準制定依據

（1）《國務院關于印發“十二五”節能減排綜合性工作方案的通知》（國發〔2011〕26號）；（2）《國務院關于印發國家環境保護“十二五”規劃的通知》（國發〔2011〕42號）；（3）《水泥工業產業發展政策》（國家發改委〔2006〕第50號會令）；（4）《水泥行業準入條件》（工原〔2010〕第127號）；（5）《水泥工業大氣污染物排放標準》（GB4915-2004）；（6）新《水泥工業大氣污染物排放標準》（征求意見稿）；（7）《水泥工業清潔生產標準》（HJ467－2009）；（8）《水泥廠設計規范規定》（GB50259-2008）；（9）《浙江省“十二五”主要污染物總量減排目標責任書》；（10）《浙江省節能減排行動計劃和綜合性工作實施方案》（浙政發〔2011〕87號）；（11）《關于做好水泥企業氮氧化物減排工作的通知》（浙環發〔2012〕83號）。

績效標準制定原則

（1）根據水泥工業先進生產工藝（新型干法）和可行污染控制技術，制訂排放績效限值。不區分工藝（窯型）、規模的差異，鼓勵采用先進工藝，推動水泥行業轉型升級；（2）不區分新老污染源，現有和新改建污染源采用統一的績效標準，鼓勵水泥生產企業提升生產技術裝備水平，淘汰中小型新型干法水泥熟料生產線；（3）不設過渡期，促使現有企業盡早完成煙氣脫硝改造，產生減排成效；（4）綜合考慮經濟技術的可行性；（5）符合浙江省各地的區域經濟發展規劃和環境規劃的要求和目標；（6）滿足國家和浙江省有關政策標準要求。

績效標準值制定

（1）浙江省97.5%的水泥窯噸熟料NOx在1.8千克以下，全省平均1.64千克，考慮到現有企業實際情況，水泥窯NOx初始排放績效值取1.8千克/噸熟料；（2）SNCR脫硝效率與噴氨量密切相關，一般NH3：NO為1時，效率在60%左右，氨逃逸較少。雖然一些SNCR脫硝效率較高，但考慮到氨逃逸的臭味擾民問題，以及上游合成氨生產的高能耗、增加氨氮排放（同樣是總量控制指標）問題，不宜追求過高脫硝效率，維持55%左右的綜合脫硝效率是合理的；（3）考慮到水泥脫硝剛剛起步，建成運行的脫硝項目均采用SNCR技術，SCR（選擇性催化還原）技術在國內尚無成功應用案例。國外也是應用SNCR技術較多，SCR僅有少數幾套裝置在示范運行。因此“十二五”期間水泥窯NOx限值制訂是基于SNCR技術。未來，隨著SCR技術的成熟、可行及環保要求的進一步提高，可基于SCR技術、SNCR-SCR復合技術，實現更嚴格的排放控制要求；（4）滿足國家新標準（現有企業450mg/m3，新建企業320mg/m3）的要求，滿足浙江省350mg/m3排放限值及脫硝效率不小于55%的要求；（5）鑒于浙江省整體環境現狀和水泥行業整體發展現狀，排放績效限值達到或嚴于發達國家水平。

綜合以上考慮，浙江省水泥NOx排放績效限值取0.8千克/噸熟料，換算成濃度約為300mg/m3左右，符合相關標準。

結語

對于整個社會，氮氧化物排放績效標準的頒布將促進水泥行業的清潔生產、結構升級和可持續發展，研究成果的應用可促進行業、區域和全國水泥行業污染排放控制，帶動相關行業的發展，從而切實改善浙江省大氣污染狀況；制定科學合理的氮氧化物排放績效標準，還可為制定法規性的技術指標和準則提供依據和參考，有助于指導經濟和環境協調發展。