基于生态文明视角下水泥行业氮氧化物排放绩效标准研究——以浙江省为例

文/俞丽丽> 陈 微 谢 晔

引言

阐述了浙江省水泥的产量、氮氧化物排放现状及存在的问题，指出水泥行业氮氧化物排放绩效标准的基本概念及主要技术；基于生态文明的视角下，制定出浙江省水泥行业氮氧化物排放绩效标准，并对其所产生的经济、社会、环境效益进行深入分析，为浙江省水泥行业氮氧化物排放绩效标准的贯彻和实施奠定基础，同时为生态、循环、可持续水泥发展产业化道路的实现提供借鉴。

水泥工业是国民经济发展、生产建设和人民生活不可缺少的基础原材料工业。但同时水泥工业也是对矿物原料进行加工处理的高耗能重污染工业，采用的生产设备多为大型重型设备，是污染大气环境最为严重的行业之一，在能源消耗和污染排放中占有突出地位。其排出气溶胶污染物和气体污染物（各种含尘气体和二氧化硫、氮氧化物等）对人体、动植物、气象和工农业产品都会造成很大的危害。

就浙江省而言，作为水泥生产大省，2009年水泥产量达到10797万吨，居于全国第四位。根据污染源普查动态更新数据，2010年水泥行业是浙江省除电力行业以外NOx排放量最大的行业（排放量为9.30万吨，NOx的处理效率处于比较低的水平，其排放量占到全省工业企业NOx排放总量（69.41万吨）的13.4%，是浙江省NOX排放总量居高不下的重要原因。

在此背景下，迫切需要对水泥行业生产进行现状调查与评估，与国内外水泥行业工艺、技术装备比较，对氮氧化物产生水平和典型治理技术进行评价，制定适应于浙江省的水泥工业主要大气污染物排放绩效标准，以反映近年来浙江水泥工业先进技术的发展和指导未来的发展趋势，推动浙江省水泥行业的加速发展，为浙江省实现污染物总量控制和排污权交易提供基础依据。

氮氧化物排放绩效标准基本概念及其技术治理思路

所谓环境排放绩效标准（GPS），是指根据生产单位产品产量所允许排放污染物的量，是一项能综合反映工业企业生产过程中能源利用效率和污染物排放情况的重要指标，综合反映了工业企业生产技术、生产效率、燃料质量、污染治理状况与排放量等因素，已经被普遍论证为最为公平、科学的方法。

就水泥行业而言，氮氧化物排放绩效标准是以水泥企业单位产品产量（主要为水泥熟料）所排放的氮氧化物的排放量作为基准的新的污染物排放标准（通常以千克/吨形式表示）。作为一项政策性和技术性都很强的工作，不但要满足国家主要污染物排放总量控制目标，而且还要考虑水泥行业的技术发展水平、污染治理技术水平以及标准实施操作等问题。其制定的基本思路包括以下几点。

一是通过对调查、监测数据的统计，全面调查水泥行业各污染源的实际状况，包括企业生产技术、生产效率、污染治理状况与污染物排放量等内容，准确评估浙江省水泥行业NOx的排放绩效现状，为绩效标准体系设计提供基础。二是结合全省水泥行业NOx排放绩效现状评估结果，通过对国内外水泥行业的发展现状及趋势研究，清洁生产控制要求、典型治理技术的探讨、氮氧化物产生排放浓度及排放水平等内容，结合水泥行业生产工艺、生产规模、污染物处理技术等，提出浙江省水泥行业NOx排放绩效标准体系。三是深入分析工艺技术因素对排放绩效指标体系的影响，对国内外广泛应用的减排技术进行应用潜力及减排能力评估，结合浙江环境管理的要求，如区域环境质量要求、污染物排放标准、总量控制目标等进行综合分析，进行浙江省水泥行业NOx削减技术及应用潜力评价，综合以上分析评价结果确定浙江省水泥行业NOx排污绩效标准参考值、注意事项等。

浙江省水泥氮氧化物排放现状及存在的问题

浙江省水泥行业氮氧化物排放现状

截至2012年底，浙江省水泥熟料生产企业61家，熟料生产线78条（不含已关停或全年未生产水泥窑），总设计生产能力196970t/d，熟料产量5662万吨。全年氮氧化物（NOx）排放量93359吨，占全省工业排放总量的14.6%。吨熟料NOx排放量1.27千克-1.87千克，平均排放量1.64千克。大部分水泥窑吨熟料NOX排放量在1.8千克以下，仅有2.5%的水泥窑吨熟料NOx排放量略大于1.8千克。

各设区市中，杭州NOx排放量最大，排放量为23860吨，占全行业排放总量的25.6%；湖州、衢州的NOx排放量次之，排放量分别为21811吨、19520吨，占比分别为23.4%、20.9%；金华、绍兴的NOx排放量再次之，排放量分别为14569吨、8838吨，占比分别为15.6%、9.5%；嘉兴、宁波NOx排放量相对较小，排放量为3080吨、1618吨，占比分别为3.3%、1.8%；温州、舟山、台州、丽水无熟料生产企业。

本研究项目共对省35条水泥生产线NOx排放情况进行了调查，平均排放浓度554mg/m3，最低值117mg/m3（采取SNCR），最高值1246mg/m3。水泥窑的NOx浓度是动态变化的，这与窑和分解炉的运行控制密切相关，平均会有20%左右的变化（同一水泥窑长期监测结果），企业会根据在线反馈的数据及时调整，保证窑况的均衡稳定。

从35条生产线NOx平均排放浓度累计分布看，目前88.6%的水泥窑平均排放浓度在现行标准800mg/m3以下，20.0%的水泥窑平均排放浓度控制在400mg/m3以下。

浙江省水泥行业发展存在的主要问题

综合对近年来浙江省水泥行业发展现状及氮氧化物排放情况的分析，主要还存在以下几方面的问题。

一是水泥行业总体规模不大，设计生产能力较小。浙江全省89条熟料生产线的产能合计21.27万吨/日，折算平均产能2390吨/条·日，低于全国平均水平（全国新型干法水泥生产线1637条，设计熟料产能16亿吨，折算平均产能2678吨/条·日）。另外，全省尚有产能小于2000吨/日的熟料生产线30条，合计产能29770吨/日，占到全省总产能的14%，根据《关于做好水泥企业氮氧化物减排工作的通知》（浙环发〔2012〕83号），这部分产能均属于浙江省在十二五期间必须整合、淘汰的范围，在十二五已经过半的情况下，如何整合、产能如何控制的工作压力较大。

二是区域发展不平衡。全省熟料产量主要集中在杭州、湖州、衢州和金华四市，合计4867万吨，占到全省熟料总产量的85%以上。但全省熟料生产企业生产负荷仅为72.9%，产量最大的杭州和湖州生产负荷均不到70%，且呈现逐年下降的态势。而对应的，宁波水泥企业常年处于超负荷运行状态。企业数量众多但规模小、散，利润空间小，部分企业长时间不能稳定生产也给污染治理设施的正常运行带来隐患，带来的环境压力也较大。

三是脱硝设施建设投运有待加快。全省189条熟料生产线中，仅有3条生产线采用了低氮燃烧技术，仅有9条生产线在2012年末建成投运SNCR、氧化吸收等废气脱硝设施，占比不足5%，且设计脱硝效率基本在60%以下。大部分熟料生产企业尚未形成脱硝规模，难以满足氮氧化物总量减排的要求。

构建基于生态文明视角下浙江省水泥行业氮氧化物排放绩效标准

标准制定依据

（1）《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》（国发〔2011〕26号）；（2）《国务院关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》（国发〔2011〕42号）；（3）《水泥工业产业发展政策》（国家发改委〔2006〕第50号会令）；（4）《水泥行业准入条件》（工原〔2010〕第127号）；（5）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）；（6）新《水泥工业大气污染物排放标准》（征求意见稿）；（7）《水泥工业清洁生产标准》（HJ467－2009）；（8）《水泥厂设计规范规定》（GB50259-2008）；（9）《浙江省“十二五”主要污染物总量减排目标责任书》；（10）《浙江省节能减排行动计划和综合性工作实施方案》（浙政发〔2011〕87号）；（11）《关于做好水泥企业氮氧化物减排工作的通知》（浙环发〔2012〕83号）。

绩效标准制定原则

（1）根据水泥工业先进生产工艺（新型干法）和可行污染控制技术，制订排放绩效限值。不区分工艺（窑型）、规模的差异，鼓励采用先进工艺，推动水泥行业转型升级；（2）不区分新老污染源，现有和新改建污染源采用统一的绩效标准，鼓励水泥生产企业提升生产技术装备水平，淘汰中小型新型干法水泥熟料生产线；（3）不设过渡期，促使现有企业尽早完成烟气脱硝改造，产生减排成效；（4）综合考虑经济技术的可行性；（5）符合浙江省各地的区域经济发展规划和环境规划的要求和目标；（6）满足国家和浙江省有关政策标准要求。

绩效标准值制定

（1）浙江省97.5%的水泥窑吨熟料NOx在1.8千克以下，全省平均1.64千克，考虑到现有企业实际情况，水泥窑NOx初始排放绩效值取1.8千克/吨熟料；（2）SNCR脱硝效率与喷氨量密切相关，一般NH3：NO为1时，效率在60%左右，氨逃逸较少。虽然一些SNCR脱硝效率较高，但考虑到氨逃逸的臭味扰民问题，以及上游合成氨生产的高能耗、增加氨氮排放（同样是总量控制指标）问题，不宜追求过高脱硝效率，维持55%左右的综合脱硝效率是合理的；（3）考虑到水泥脱硝刚刚起步，建成运行的脱硝项目均采用SNCR技术，SCR（选择性催化还原）技术在国内尚无成功应用案例。国外也是应用SNCR技术较多，SCR仅有少数几套装置在示范运行。因此“十二五”期间水泥窑NOx限值制订是基于SNCR技术。未来，随着SCR技术的成熟、可行及环保要求的进一步提高，可基于SCR技术、SNCR-SCR复合技术，实现更严格的排放控制要求；（4）满足国家新标准（现有企业450mg/m3，新建企业320mg/m3）的要求，满足浙江省350mg/m3排放限值及脱硝效率不小于55%的要求；（5）鉴于浙江省整体环境现状和水泥行业整体发展现状，排放绩效限值达到或严于发达国家水平。

综合以上考虑，浙江省水泥NOx排放绩效限值取0.8千克/吨熟料，换算成浓度约为300mg/m3左右，符合相关标准。

结语

对于整个社会，氮氧化物排放绩效标准的颁布将促进水泥行业的清洁生产、结构升级和可持续发展，研究成果的应用可促进行业、区域和全国水泥行业污染排放控制，带动相关行业的发展，从而切实改善浙江省大气污染状况；制定科学合理的氮氧化物排放绩效标准，还可为制定法规性的技术指标和准则提供依据和参考，有助于指导经济和环境协调发展。