水泥生產(chǎn)協(xié)同處置固體廢物的企業(yè)清潔生產(chǎn)審核研究

摘要：開展清潔生產(chǎn)審核是水泥生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展的客觀要求，有助于加強源頭控制，全過程預(yù)防污染。以臨沂市某水泥生產(chǎn)企業(yè)為例，分析水泥生產(chǎn)協(xié)同處置固體廢物的企業(yè)清潔生產(chǎn)審核。該企業(yè)的本輪清潔生產(chǎn)審核共產(chǎn)生無/低費方案3個、中/高費方案7個，總投資約為2 707萬元。方案全部實施后，單位產(chǎn)品電耗降低1.1%，單位產(chǎn)品氮氧化物（NOx）產(chǎn)生量降低3%，單位產(chǎn)品二氧化硫產(chǎn)生量降低21.7%，均達到預(yù)設(shè)的清潔生產(chǎn)目標。通過本輪清潔生產(chǎn)審核，該企業(yè)每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益463萬元，節(jié)約用煤4 100 t、用電262萬kW·h，減少二氧化硫排放11.8 t、氯離子排放50.4 t、NOx排放25.1 t、粉塵排放1.1 t，已達到《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系（試行）》規(guī)定的一級清潔生產(chǎn)水平。實踐表明，本輪清潔生產(chǎn)審核產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：水泥生產(chǎn)；協(xié)同處置；固體廢物；企業(yè)清潔生產(chǎn)審核

中圖分類號：X383 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）04-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.015

Research on Clean Production Audit of Enterprises for Collaborative Disposal of Solid Waste in Cement Production

LI Shuai1， LI Moai2， WANG Shengfu3，4， SU Qingmei5

（1. Linyi Ecological Environmental Bureau; 2. Linyi Ecological Environment Monitoring Center of Shandong Province;

3. Linyi Vocational University of Science and Technology， Linyi 276000， China; 4. Namseoul University， Cheonan， Korea;

5. Shandong Lanyi Detection Technology Co.， Ltd.， Linyi 276000， China）

Abstract： Conducting clean production audits is an objective requirement for cement production enterprises to achieve green development， which helps to strengthen source control and prevent pollution throughout the entire process. Taking a cement production enterprise in Linyi City as an example， this paper analyzes the clean production audit of enterprises for the collaborative disposal of solid waste in cement production. The current round of clean production audit of the enterprise has generated a total of 3 no/low cost plans and 7 medium/high cost plans， with a total investment of approximately 27.07 million yuan. After the full implementation of the plans， the power consumption per unit product decreases by 1.1%， the production of nitrogen oxides （NOx） per unit product decreases by 3%， and the production of sulfur dioxide per unit product decreases by 21.7%， all of which achieve the preset clean production goals. Through this round of clean production audit， the enterprise can generate an annual economic benefit of 4.63 million yuan， save 4 100 t of coal and 2.62 million kW·h of electricity， reduce 11.8 t of sulfur dioxide emissions， 50.4 t of chloride ion emissions， 25.1 t of NOx emissions， and 1.1 t of dust emissions， it has reached the first class of clean production level specified in the “Cement Industry Clean Production Evaluation Index System （Trial）”. Practice has shown that this round of clean production audits has produced significant economic and environmental benefits.

Keywords： cement production; collaborative disposal; solid waste; enterprise clean production audit

水泥行業(yè)是建材行業(yè)的基礎(chǔ)，水泥的市場需求大，但水泥行業(yè)的能源消耗多。據(jù)統(tǒng)計，我國水泥行業(yè)的能源消費量始終維持在3億t標準煤左右，占全國消費量的比重超過6%。大量能源消耗帶來嚴重的環(huán)境污染，煤炭等化石能源消耗加劇大氣污染[1]。為了實現(xiàn)綠色發(fā)展，水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的末端治理模式，采用源頭控制、全過程預(yù)防污染的清潔生產(chǎn)模式。2021年10月，國家印發(fā)《“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案》，要求完成8.5億t水泥熟料清潔生產(chǎn)改造[2]。由此可見，“十四五”時期，大量水泥企業(yè)需要開展清潔生產(chǎn)審核工作。本文以臨沂市某水泥生產(chǎn)企業(yè)為例，分析水泥生產(chǎn)協(xié)同處置固體廢物的企業(yè)清潔生產(chǎn)審核，為水泥生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核提供參考。

1 企業(yè)概況

該水泥生產(chǎn)企業(yè)利用新型干法回轉(zhuǎn)窯熟料生產(chǎn)技術(shù)，日生產(chǎn)水泥熟料4 000 t；建設(shè)4條水泥粉磨生產(chǎn)線，年生產(chǎn)水泥400萬t；協(xié)同處理市政污水處理廠產(chǎn)生的污泥4萬t/a、工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的危險廢物2萬t/a。

1.1 審核前企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

將該企業(yè)的現(xiàn)有指標與《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系（試行）》的指標進行對比，如指標的權(quán)重及基準值，并采用限定性指標評價和指標分級加權(quán)評價相結(jié)合的方法，確定審核前該企業(yè)清潔生產(chǎn)水平為二級。主要原因為限定性指標二氧化硫產(chǎn)生量不滿足Ⅰ級基準值。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該企業(yè)仍存在許多清潔生產(chǎn)潛力。

1.2 清潔生產(chǎn)潛力

對該企業(yè)原輔材料和能源、技術(shù)工藝、設(shè)備、過程控制、管理、員工、產(chǎn)品和廢物進行全面分析，評價產(chǎn)排污水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)煤耗和電耗稍高，部分設(shè)備陳舊，過程控制尚不精細，廢物產(chǎn)生量較大。該企業(yè)的本輪清潔生產(chǎn)審核以問題為導(dǎo)向，開展工作。

2 確定清潔生產(chǎn)審核重點和目標

2.1 審核重點

確定清潔生產(chǎn)審核重點是整個清潔生產(chǎn)過程的關(guān)鍵步驟。充分了解生產(chǎn)過程中產(chǎn)污量大、用電量大、能耗多的環(huán)節(jié)，確定熟料車間、水泥車間和余熱發(fā)電車間為備選審核重點。采用權(quán)重總和計分排序法，對3個備選審核重點進行排序，并結(jié)合該企業(yè)長期發(fā)展規(guī)劃，最終確定熟料車間作為本次審核的重點。

2.2 清潔生產(chǎn)目標

為落實本輪清潔生產(chǎn)審核工作，降低生產(chǎn)過程的物耗、能耗和廢物排放，要設(shè)定合理的清潔生產(chǎn)目標。以該企業(yè)2021年相關(guān)指標情況為基準，制定清潔生產(chǎn)目標，如表1所示，并據(jù)此檢驗本輪清潔生產(chǎn)審核的實際成果。與實際值（2021年）相比，單位產(chǎn)品電耗的近期（2023年）削減率為0.75%，遠期（2025年）削減率為1.5%；單位產(chǎn)品NOx產(chǎn)生量的近期削減率為1.5%，遠期削減率為4.5%；單位產(chǎn)品二氧化硫產(chǎn)生量的近期削減率為16.67%，遠期削減率為0.22%。

3 審核

審核重點確定后，為方便對生產(chǎn)工藝進行清潔生產(chǎn)審核，將生產(chǎn)流程分解為預(yù)熱分解、煤粉制備、煅燒、冷卻破碎和熟料儲存等工序。連續(xù)3 d實測輸入與輸出物流，并根據(jù)實測結(jié)果，繪制輸入輸出實測表和物料平衡表。詳細分析廢棄物產(chǎn)生的原因，進一步挖掘清潔生產(chǎn)潛力，尋找清潔生產(chǎn)方案。

4 制定并實施清潔生產(chǎn)方案

該企業(yè)的本輪清潔生產(chǎn)審核工作按照邊審核、邊實施、邊見效的原則，共制定并實施10個清潔生產(chǎn)方案。根據(jù)無費方案（費用Q=0萬元）、低費方案（0萬元＜Q≤50萬元）、中費方案（50萬元＜Q≤400萬元）和高費方案（Q＞400萬元）的劃分原則，無/低費方案為3個，中/高費方案為7個。

4.1 無/低費方案實施情況

4.1.1 水泥庫底羅茨風機加裝變頻器

供料時，3臺水泥庫底羅茨風機需要全程開啟。利用淘汰的變頻器進行加裝，可實現(xiàn)變頻控制，節(jié)約用電量20%，年可節(jié)約電費約10萬元。

4.1.2 輔材輸送加裝無動力收塵裝置

輔材輸送皮帶中轉(zhuǎn)站處物料落差較大，輸送干燥和粉狀物料時，易形成較多無組織粉塵。加裝無動力收塵裝置后，基本無粉塵溢出，改善工作環(huán)境，提高員工工作積極性和勞動效率。該項投資約為12萬元。

4.1.3 新增亞音頻窯尾煙室結(jié)皮清理設(shè)施

窯尾煙室結(jié)皮頻繁，影響系統(tǒng)通風，造成煅燒不穩(wěn)定。安裝4臺亞音頻窯尾煙室結(jié)皮清理設(shè)施后，不再需要高壓水槍清理，年可節(jié)約用水960 t；減少檢修次數(shù)，降低耐火材料用量，年可節(jié)約耐火材料30 t。該項投資約為40萬元。

4.2 中/高費方案實施情況

4.2.1 更換粉煤灰秤和礦粉秤

粉煤灰秤和礦粉秤使用過程中，堵料頻繁，影響生產(chǎn)效率，且易產(chǎn)生粉塵。改用轉(zhuǎn)子秤后，基本消除堵料問題。該項投資約為60萬元。

4.2.2 更換提升機磁力耦合器

液力耦合器密封老化較快，頻繁出現(xiàn)滲油問題，造成環(huán)境污染。將其更換為新型磁力耦合器，可減少用油量，節(jié)約維修成本，年可節(jié)約資金3萬元。該項投資約為55萬元。

4.2.3 更換循環(huán)風機

循環(huán)風機存在能耗高、效率偏低等問題。將其更換為空氣懸浮離心鼓風機，可使風機功率下降，年節(jié)約電費約90萬元。該項投資約為180萬元。

4.2.4 新增窯尾復(fù)合催化脫硫設(shè)施

復(fù)合催化脫硫主要是通過添加催化脫硫劑，在中低溫狀況下激發(fā)石灰石粉/熱生料的堿活性，降低堿性成分和二氧化硫的反應(yīng)溫度，促進二氧化硫在預(yù)熱器系統(tǒng)中被石灰石粉和熱生料吸收，從而降低二氧化硫排放量。新增該項設(shè)施后，年減排二氧化硫約

11.8 t。該項投資約為300萬元。

4.2.5 新增窯尾旁路放風系統(tǒng)

水泥旋窯在協(xié)同處置固體廢物時易產(chǎn)生大量氯離子，氯離子循環(huán)富集。在水泥窯的窯尾煙室增設(shè)旁路放風系統(tǒng)，當旁路系統(tǒng)開啟時，窯尾煙室中部分煙氣進入急冷室，從而去除廢氣中的氯離子。同時，該急冷室具有脫硝功能，能去除廢氣中的NOx。新增該系統(tǒng)后，年減排氯離子50.4 t、NOx 25.1 t。該項投資約為530萬元。

4.2.6 新增石灰石在線分析儀

原料石灰石存在夾層，人工檢測存在滯后和誤差，不能及時準確調(diào)整生料配比，影響水泥熟料質(zhì)量。在石灰石出破碎機皮帶處安裝在線分析儀，對石灰石進行分析和控制，實現(xiàn)實時配料控制。該分析儀運行后，單位煤耗顯著降低，年降低煤耗1 100 t，年節(jié)約用煤成本約80萬元。該項投資約為180萬元。

4.2.7 更換篦冷機

原篦冷機存在熟料急冷效果差、故障率高等問題，導(dǎo)致熱回收效率差和二次風溫偏低、內(nèi)部耐火材料和篦板磨損嚴重、生產(chǎn)運行不穩(wěn)定等。更換后采用第四代篦冷機，每塊篦板下帶有機械流量調(diào)節(jié)器，對冷卻風進行精細化分配，提高熱回收效率和二次風溫；裝機功率較之前降低160 kW·h；運行過程中，篦床上至少有10 cm厚的冷熟料，使壁板不與高溫熟料直接接觸，降低壁板磨損，從而降低維修成本。該項措施的實施可以減少用煤量與用電量，降低維修成本，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益280萬元。該項投資約為1 350萬元。

5 結(jié)論

該企業(yè)的本輪清潔生產(chǎn)審核共產(chǎn)生10個清潔生產(chǎn)方案，其中無/低費方案有3個，中/高費方案有7個，總投資約為2 707萬元。方案全部實施后，單位產(chǎn)品電耗為50.04 kW·h/t，降低1.1%；單位產(chǎn)品NOx產(chǎn)生量為0.64 kg/t，降低3%；單位產(chǎn)品二氧化硫產(chǎn)生量為0.141 kg/t，降低21.7%。所有指標均達到預(yù)設(shè)的清潔生產(chǎn)目標，為持續(xù)清潔生產(chǎn)工作奠定良好基礎(chǔ)。通過本輪清潔生產(chǎn)審核，該企業(yè)年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益463萬元，年節(jié)約用煤4 100 t、用電262萬kW·h，年減少二氧化硫排放11.8 t、氯離子排放50.4 t、NOx排放25.1 t、粉塵排放1.1 t，實現(xiàn)節(jié)能降耗、減污增效，已達到《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系（試行）》規(guī)定的一級清潔生產(chǎn)水平，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。

參考文獻

1 龔 越.中國水泥行業(yè)大氣污染物和CO2排放清單及減排成本研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2022：14-15.

2 國家發(fā)展和改革委員會，生態(tài)環(huán)境部，工業(yè)和信息化部，等.“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案[EB/OL].（2021-10-29）[2024-01-10].https：//

www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-11/12/content_5650430.htm.