水泥生产污染控制及低碳环保发展思路研究

周 冉

（河北晶淼环境咨询有限公司，河北 石家庄 050000）

我国的经济发展状况与资源、能源和环境因素息息相关，特别是资源稀缺和环境保护的问题，因此，坚持低碳环保的发展思路势在必行。而水泥生产由于具有工艺复杂、环境污染严重等特征，与当前低碳环保的发展理念背道而驰[1]。所以，只有最大程度地降低水泥生产环节的污染物排放，才会有力提升水泥的生产效率，才能助相关企业实现节能减排的目标，从而最终实现水泥生产低碳环保无污染的可持续发展。

1 低碳发展及水泥概述

1.1 低碳发展

根据相关了解，经济社会的发展模式并不是固定不变的，从目前来看，低碳环保是一种新的发展方向。受全球气候变暖的影响，经济社会发展遇到的主要问题是二氧化碳排放量超标的问题，但总有人错误地认为低碳发展就是降低二氧化碳的排放量。其实不然，主要是因为只有在平衡“发展”与“低碳”二者关系的前提下，且将重心放在提升企业竞争力与效益上，才能实现真正的低碳发展。另外，低碳发展往往具有低排放、低消耗、低污染及高效益的特征，这也是其存在的意义。

1.2 水泥概述

通常，将水与粉状水硬性无机凝胶材料进行搅拌，而后制作成浆体，便称之为水泥。这种物质会在水中或空气中硬化，同时起到牢固结合石、砂等材料的作用。在日常生活中，常用的建筑材料便是水泥，而由其制作而成的混凝土或砂浆最经久耐用，所以被广泛地应用于水利、土木建筑等工程[2]。水泥的原料组成详见表1。

表1 原料与煤灰的化学成分wt%

1.3 我国水泥工业的环境污染现状

生产建设项目与经济发展之间的关系往往密不可分，国家也开始将关注点放在此方面。其中，在水泥制造方面，也制定了一系列举措提升水泥的生产质量及产量，但还是难免存在各种各样的问题，最突出的当属生态环境破坏问题。据悉，水泥原材料的供应最容易受到生产部门的影响，而当中的主要材料石灰石虽然在我国有丰厚的储备量，但结合目前的开采量来看，明显较低。通过调查研究发现，目前大气污染物的主要来源之一便是水泥生产造成的，主要包括：二氧化硫及氮氧化物等。如果对这些有害气体处理不当，便会使其进入大气中，而当这些有害气体融合到空气中，将造成严重的环境破坏现象，甚至还会危及民众的生命及财产安全。所以，水泥企业必须要采取有效举措，致力于控制、管理污染物的排放，这样才能从源头有效避免环境污染。此外，由于二氧化碳是水泥生产环节分化的主要副产物，其本身虽无危害，但如果含量过高，便会导致温室效应。因水泥生产而造成的大气污染现象如图1所示。

图1 大气污染

2 水泥生产污染

2.1 控制水泥生产污染的必要性

能耗大是外界对水泥生产行业的第一印象，但对于工程建筑而言水泥却是必需品，所以其生产质量、使用效果等，将直接决定建筑的安全性及整体效果，甚至与工程的行业口碑直接挂钩。由此可见，控制污染物的排放是水泥生产环节的第一要素，若科学处理妥当，不仅能实现低碳环保理念的目标，还能起到节省生产能耗、帮助企业合理利用生产资源以及保障水泥质量的作用[3]。长此以往，我国的工程基础建设行业将迎来新的发展契机。

2.2 水泥生产的污染控制

2.2.1 粉尘控制

在水泥生产过程中，会排放大量的粉尘，其中的主要有害物质是颗粒污染物，如果没有经过合格处理，无疑会对环境造成巨大危害，甚至可能会加深我国的雾霾程度，甚至会引发尘肺病。因此，在水泥生产环节，最核心的问题便是控制粉尘，而要想取得良好效果，则必须借助除尘器。当前，我国的大部分水泥生产企业都开始实施布袋除尘方式，如图2所示，以此取代传统的静电除尘途径，这样才能贴合现代化企业生产的污染物排放标准。而且，就最终结果来看，这种办法不仅除尘效果良好，其污染物的排放浓度也产生了明显变化。

图2 布袋除尘

2.2.2 氮氧化物控制

在水泥生产过程中，为了有效控制氮氧化物的产生，就必须通过控制其烧成温度、优化工况、实施分级燃烧等途径，来有效还原部分氮氧化物，这样才能使减排工作取得良好成绩。

2.2.3 二氧化碳控制

在水泥生产过程中，原料会随着程序的不断推进而逐渐成熟，进而产生大量气体，主要是二氧化碳。而大量二氧化碳的排放，无疑为全球变暖、海洋风暴以及干旱等环境问题的出现埋下了隐患。因此，为有效将二氧化碳浓度控制在合理范围内，就必须从替换水泥生产原材料及合理应用CCUS技术等方面着手，要对产生的二氧化碳进行提纯，再投入新环节，从而实现循环利用。目前，部分企业已开始实现二氧化碳的再利用，以获取最佳经济效益，同时，也降低了环境污染现象。

2.2.4 二氧化硫控制

通常情况下，二氧化硫气体一旦排入大气便会对环境造成恶劣影响。所以，必须要采取合理的举措排除或闲置二氧化硫气体。在实际的治理过程中，为了达到最佳效果，可根据实际情况选择更换原材料或应用脱硫技术的办法，同时配合除尘器，便能将二氧化硫的排放量控制在合理范围内[4]。

3 水泥生产企业如何实现节能减排

3.1 坚持走循环经济发展道路，致力于提升资源利用率

从我国的环境现状来看，水泥生产企业的二氧化碳排放是引发大气污染的一个重要原因，其造成的危害远远要高于其他行业。在社会大环境的影响下，我国的经济迎来了新的发展机遇，但面临的问题也越来越多，进而严重阻碍了社会经济的快速发展。而作为水泥生产企业，为了大力提升企业的经济效益，目前最好的办法就是落实循环经济发展模式，重视工业废料与天然原料的转化使用。例如：在水泥生产过程中，黏土配料可由煤岩石替代。另外，水泥窑作为处理城市生活垃圾和各类危险废物的主要设施，可有效处理冶金渣、燃料渣及化工渣等，可将其作为水泥生产替代材料，以提升资源的利用率。

3.2 合理应用新型干法水泥生产模式

通过对比传统的水泥生产模式发现，新型干法水泥生产模式有着明显优势，例如：质量稳定、自动化性能好以及能源消耗低等，进而起到了提升企业的资源利用率和生产效率的作用。同时，这种方式还有利于减少生产工艺成本，降低污染物的排放量，因此，具有良好的应用前景。随着科学技术的不断进步，这种新技术越来越先进，甚至能有效改善产能状况、运转效率，这对于水泥生产企业来说是巨大的变化，从而可以为水泥企业的下一阶段发展奠定坚实基础。

3.3 贯彻落实有关规范标准

一直以来，大气污染是水泥生产企业需要重点解决的问题之一。而要有效解决此问题，就必须严格执行相关污染的排放标准。同时，还要借助节能高效机电设备、超低排放技术等力量，将污染物的排放量控制在标准范围内。此外，在具体的水泥生产环节，除了要遵循国家的相关标准外，还务必要把控好各参数情况，并致力于各阶段的工艺技术优化，从而最终实现减少大气污染、降低污染物排放的目标[5]。需要注意的是，在条件情况允许的情况下，在安置水泥生产工艺设备的位置时，可优先考虑露天或开放的位置。

3.4 提高企业管理者素质，加强对技术人员的培训

在企业的发展过程中，技术人员以及管理者都是比较重要的角色，特别是在迅速发展的新时代背景下。因此，企业若想有更好的发展前景，必须要从以下方面入手：第一，政府部门要凭借自身的管理优势，对企业的技术人员以及管理者制定合理的培训计划，并大力引进先进的科学技术和生产工艺，这样才能有效增加两者的知识储备，进而为企业创造更大价值；第二，企业管理者以及技术人员要具备忧患意识，要积极主动学习、创新工艺以及管理过程，扩宽知识面。另外，还要通过建立完善的培训机制的方式，有效提升管理者的综合能力和素质，这样才能从基层培养出助力于水泥企业可持续的人才。

3.5 建立完善的奖励机制，加大资金投入

第一，对于水泥生产企业的个人合法权益，应受到政府部门的大力保护，同时，可采取制定相关法律条例的方式，严格打击各类违法行为，从而起到规范市场、创新发展的远大目标；第二，要建立全面、科学的地方财政机制，并借助财税政策的优势，争取做到“专款专用”[6]。另外，还可以通过减免企业所得税、视情况进行补贴等方式，引导企业积极引进低碳环保生产线进行生产模式过渡，带领水泥生产企业创新发展领域；第三，要加大资金的投入力度，鼓励水泥企业向金融机构贷款，特别是中大型、重点水泥企业。但需要注意的是，政府财政部门务必要根据实际情况，合理调整金融机构的贷款力度，争取协助水泥企业早日完成改造升级；第四，要营造良好的企业创新氛围，将工作重心放在提升企业的生产技术上。

3.6 充分发挥行业协会作用，更好进行行业运行监测

在水泥行业的发展过程中，要充分发挥出行业协会的作用，以更好进行行业运行监测。第一，对于国家宏观调控政策的变化状况要做到了然于心，并且，要时刻观察其对水泥行业的影响力，这样才能掌握有用信息，才能使水泥行业的要求得到如实反馈；第二，重点建设统计队伍，完善行业监测机制。在信息化时代，必须要明确信息引导的重要性，可通过加强建设信息发布渠道的方式，使各行各业都能及时了解水泥行业的市场供应需求；第三，落实好行业专题调研，使行业指导具备可行性、时效性及针对性特征。

3.7 大力推广成熟工艺，加快改造升级步伐

在水泥的生产过程中，可通过利用气凝胶、低阻高效预热预分解等技术的优势，提升烧成系统的能源利用率。同时，还可以通过优先选择固体废弃物、生活垃圾来替代某些燃料，起到提高水泥窑协同处置的作用。另外，必须要落实推广分级工作，创新改造智能化系统技术，重点开发产业化应用以及水泥碳化活性熟料的开发技术，以达到提高生产效率的目的。

4 未来水泥生产行业的低碳发展之路

4.1 研制生态节能水泥

水泥是建筑行业的“必需品”，但因外界因素的影响，浪费的情况无可避免。因此，为了更好地解决水泥生产、使用环节的各类问题，就要将重心放在研制生态节能水泥上。这种材料的主要组成部分为：城市河道污泥及垃圾焚烧灰，然后再用高温将其燃烧，最终形成水硬性的胶凝材料。根据实际使用的情况来看，这种材料不仅摆脱了固体废弃物的“称号”，还减轻了大气污染的程度，最终数据表明，生产的生态水泥所排放的二氧化碳量远远低于一般水泥。目前，发达国家为了满足对水泥材料的需求量，降低企业的生产能耗，已开始普遍使用生态节能水泥，以达到节约能源的目的。对此，水泥生产企业可借鉴该举措的优势，将其合理运用到水泥的生产环节，最终实现水泥企业低碳环保的可持续发展。

4.2 逐渐走向国际化

通常，在生产期间，针对水泥生产工艺会制定一系列的有关标准，以此来应对污染物排放的控制问题，但与发达国家相比，我国在此方面仍存在不足之处，特别是在相关技术方面。面对这种情况，必须以资金为“敲门砖”，加大对节能排放技术的研究力度，使新技术的创新逐步走向国际化，只有这样才能在掌握科学技术及良好管理方法的同时，促进我国的水泥生产工艺技术达到一个新高度，从而最终实现降低能耗和排放量的目标[7]。长此以往，我国的水泥生产行业会步入新阶段，从而为各行各业提供更多便利。

4.3 坚持走低碳环保之路

在实践中不难发现，环境污染及能源问题的出现大都是与水泥生产工艺不到位、节能效果有待提升有着直接联系，如果以上问题得不到有效解决，就会成为水泥生产企业的低碳环保之路的“拦路虎”。因此，为了达到国家的相关规定，水泥生产企业必须要树立起低碳节约的发展理念，并将其落到实处，特别是在某些能源消耗大、污染重的工程行业，不仅要在选料上优先使用新型水泥材料，同时，还要坚持低碳节约的发展方向。通过以上内容可以看出，只有加大新型水泥环保材料的研究力度，提高生产技能水平等，并且坚持走低碳环保之路，才能从根本上解决我国的资源短缺问题，才能实现建立宜居、美丽、环保的绿色家园的目标。

4.4 加大科研资金的投入力度，提升水泥生产工艺

经过长时间的实践表明，优化生产工艺是控制污染物排放最有效的方式，但前提是做好水泥生产工艺的研制等工作。因此，必须要加大对于科研工作的资金投入力度。只有这样，才能从源头降低水泥生产过程中污染物的排放量，才能有效提高企业的生产效率和节能能力。此外，在建筑行业的长期发展过程中，对于基础材料的要求越来越高，所以，只有依靠先进的技术和科学的力量，才能提高材料的实用效果及性能，才能为建筑行业的发展打下坚实基础。

4.5 走可持续发展的道路

纵观大多数的水泥生产企业，要想走可持续发展的道路，必定会受到诸多因素的影响，且困难重重。但即便如此，水泥生产企业要实现维护生态环境平衡、促进行业健康稳定发展的这两大目标，就必须走可持续发展的道路。因此，在日常生产环节，要提高资源的利用率，实现用废物燃料替代不可再生资源的目标[8]。这样就既会使有限的资源消耗问题得到一定缓解，又能更好地保护自然环境。

5 结语

综上所述，我国的水泥生产企业在其生产环节或多或少存在着一定的污染问题，因此，必须要采取科学合理的有效措施防止污染情况继续恶化。例如：可从源头控制污染物的排放量，以及优化水泥生产工艺的过程等。另外，随着社会的不断发展进步，水泥已然成为各行各业的必需品，所以，更应该重视生态型水泥材料的研发，这也是一种变废为宝的良好途径。鉴于此，只有做好以上工作，才能使水泥生产企业真正实现低碳环保、可持续发展的目标。