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附件三: 《水泥工业污染防治技术政策》 (征求意见稿) 编制说明项目名称: 水泥工业污染防治技术政策 编制单位:中国环境科学研究院、中国水泥协会 主要起草人:张国宁、孔祥忠、李晓倩、江梅等 环境保护部环境标准研究所项目管理人:卢延娜 环保部科技标准司项目管理人:何连生 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明 I 目录

1 制订技术政策的必要性.

1

2 水泥工业生产概况与污染控制情况.1 2.1 水泥生产概况.1 2.2 水泥工业污染控制情况.3

3 水泥工业污染防治技术路线与原则.4 3.1 污染防治技术路线.4 3.2 污染防治原则.4

4 源头控制污染.5 4.1 宏观政策要求.5 4.2 厂址选择要求.5 4.3 矿山开采.5 4.4 原辅材料及燃料的使用.6 4.5 生产工艺过程.6 4.6 节能与余热回用.7

5 大气污染物排放控制.8 5.1 颗粒物有组织排放控制.8 5.2 颗粒物无组织排放控制.8 5.3 SO2 排放控制

8 5.4 NOx 排放控制.9 5.5 其他大气污染物排放控制.9

6 利用水泥生产设施协同处置固体废物.10

7 其他污染物排放控制.11 7.1 生产废水.11 7.2 噪声.11 7.3 固体废物.11

8 鼓励研究开发的新技术、新材料.11 8.1 新技术.11 8.2 新材料.12 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

1 1 制订技术政策的必要性 水泥行业是重点污染行业, 其颗粒物排放占全国颗粒物排放量的 20-30%, SO2 排放占全国 SO2 排放量的 5-6%, NOx 排放占全国 NOx 排放量的 12-15%, 有些立窑生产中加入萤石以降低烧成热耗,还造成周边地区的氟污染.水泥行业 是我国继电力、钢铁之后的第三大用煤大户,我国水泥熟料平均烧成热耗 115kg 标煤/t,比国际先进水平高 10%多.水泥企业的矿山资源消耗与生态破坏也是突 出问题. 十一五 时期我国水泥工业迅猛发展,水泥产量由

2005 年的 10.6 亿吨增 长到

2010 年的 18.8 亿吨,平均年增长率在 10%以上,带来了巨大的环境保护压 力.2005 年国家修订收严了《水泥工业大气污染物排放标准》 ,该标准是一项预 告性标准,规定现有水泥生产线自

2010 年1月1日起执行与新建水泥生产线相 同的严格排放控制要求(例如,针对热力过程和冷态操作,颗粒物排放分别控制 在50 和30 mg/m3 以下) . 统一后的要求达到了国际较先进的控制水平, 标准用 了5年时间,实现了所有水泥生产企业大气污染物排放控制要求的统一. 十二 五 期间,我国在原 SO2 总量控制的基础上,增加了 NOx 总量控制要求,并将 进一步修订收紧《水泥工业大气污染物排放标准》 .为指导行业污染防治规划与 排放标准的制定实施,特制定本技术政策,以引导行业走新型工业化发展道路, 全面削减水泥工业的污染物排放.

2 水泥工业生产概况与污染控制情况 2.1 水泥生产概况 我国是水泥生产与消费大国,2011 年我国水泥产量达到 20.9 亿吨,占世界 水泥产量的一半以上, 其中新型干法水泥比例接近 90%, 结构调整取得突破性进 展.现有规模以上水泥生产企业约

4000 家,新型干法水泥生产线

1500 多条. 水泥生产的核心工艺是 两磨一烧 ,即以石灰质原料、粘土质原料与少量 校正原料, 按一定比例配合, 磨细成适当成分的生料, 煅烧至部分熔融 (1450℃) , 得到以硅酸钙为主要成分的熟料,经冷却后加入适量的石膏或其他混合材料,磨 成细粉即制得水泥(见图 1) . 水泥熟料生产主要有两种方式(见图2) :一种是以回转窑为主要生产设备, 包括新型干法窑、预热器窑、余热发电窑、干法中空窑、立波尔窑、湿法回转窑;

另一种则是以立式窑为主要生产设备,包括普通立窑和机械化立窑.不同的水泥 生产工艺与设备在规模效益、能源消耗、资源利用、污染排放等方面存在较大的 差别.其中新型干法窑是一种先进的生产工艺,具有高产低耗、规模效益好的特 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

2 点,同时污染物排放量也大为减少,是技术发展的方向. 原煤石灰石 粘土铁粉粉磨粉磨高温煅烧 生料 熟料石膏混合料 粉磨水泥图1 水泥生产工艺 回转窑 干法中空窑 余热回收 余热发电窑 预热器窑 悬浮预热器窑 立筒预热器窑 窑外分解窑 湿法回转窑 立波尔窑 (半干法) 立窑普通立窑 机械化立窑 图2 水泥窑类型 回顾水泥工艺技术的发展历史,从立窑、干法中空窑,到湿法回转窑、悬浮 预热器窑,再到新型干法窑外预分解窑,每一次工艺变革都带来了生产能力的突 破和产品质量的提高,同时也使资源、能源消耗和污染物排放得到了显著降低. 国外自上世纪七十年代发展新型干法窑外预分解技术以来, 到九十年代已成为国 际主流技术, 在日本、 德国、 意大利等工业发达国家占水泥生产总量的95%以上, 其他发达国家也多在80%左右.而我国同期(2000年)的立窑水泥则占绝对主导 地位,占水泥总产量的75%以上,新型干法水泥比例不足10%. 针对水泥工业技术装备落后、结构性矛盾突出的问题,我国从

1999 年开始, 以淘汰立窑 小水泥 为突破口,开始了水泥工业结构调整.至今已累计淘汰落 后水泥生产能力

4 亿多吨.淘汰 小水泥 为技术装备先进、生产效率高、环境 友好的新型干法水泥腾出了发展空间,优化了产业结构. 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

3 在淘汰立窑 小水泥 以及其他落后水泥生产工艺(机立窑、干法中空窑、 立波尔窑、湿法回转窑等)的同时,我国的新型干法水泥也完成了技术跨越.我 国的新型干法窑外预分解窑研究始于

1970 年,与德国、日本起步时期相同,历 经工业实验、产业化推广,直到

2000 年以后才进入发展的快车道.但我国的新 型干法水泥后发优势明显,从2000 年占水泥产量的 10%(0.6 亿吨) ,到2010 年占水泥产量的 85%(16 亿吨) ,产量年增长率接近 40%,超额完成了 十一五 规划确立的新型干法水泥 70%的目标. 目前新型干法窑外预分解窑技术已成为我 国水泥生产的主导工艺,海螺等一大批企业集团迅速成长,带领中国水泥工业向 着大型化、集约化的方向迈进,我国最大规模的新型干法水泥生产线日产熟料 1.2 万吨,已达到国际领先水平. 2.2 水泥工业污染控制情况 在水泥生产过程中, 从取得原料到产品出厂, 需要经过矿山开采、 原料破碎、 黏土烘干、生料粉磨、煅烧、熟料冷却、水泥粉磨及成品包装等多道工序,每道 工序都存在不同程度的颗粒物排放 (有组织或无组织) , 而煅烧工序则集中了70% 以上的颗粒物和几乎全部的气态污染物(SO

2、NOx、氟化物等)排放. 按生产流程,水泥厂的主要大气排放源有: (1)原料贮存与准备:破碎机、烘干机、烘干磨、生料磨、储料场或原料 库、喂料仓、生料均化库. (2)燃料贮存与准备:破碎机、煤磨(烘干+粉磨) 、煤堆场、煤粉仓. (3)熟料煅烧系统:窑尾废气、冷却机废气、旁路气体(预热器旁路,控 制挥发性元素 S、Cl、碱金属的含量) (4)水泥粉磨和贮存:熟料库、混合材库、水泥磨、水泥库. (5)包装和配送:包装机、散装机. 表1按排放源性质(热力过程和物理操作两类)对水泥企业大气排放源进行 归类.水泥厂露天料场、道路的扬尘,以及管道、设备的含尘气体溢出或泄漏, 造成较多的无组织排放,影响局部环境.对更大范围的环境空气质量来说,工艺 尾气(通过高烟囱排放)的影响则要广泛得多.因此,对水泥企业的有组织排放 控制(排气筒)和无组织排放控制同等重要. 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

4 表1水泥厂大气排放源归类 排放源性质 生产设备(设施) 排放形式 污染物 GB4915 的划分 热力 过程 燃烧 水泥窑 排气筒 粉尘;

气态 污染物 水泥窑及 窑磨一体机 干燥 烘干机、烘干磨、煤磨 排气筒 粉尘 烘干机、烘干磨、 煤磨和冷却机 冷却 冷却机 排气筒 粉尘 物理 操作 加工 破碎机、生料磨、水泥磨 排气筒 粉尘 破碎机、磨机、 包装机及其他通 风生产设备 贮存 储料场、煤堆场 无组织 粉尘 原料库、 喂料仓、 生料均化库、 煤粉仓、熟料库、混合材库、 水泥库 排气筒 粉尘 其他 包装机、散装机、输送设备、 装卸设备、运输设备等 有些有排气 筒,但无组 织逸散较多 粉尘 采用清洁的生产工艺技术和高效的污染治理技术是水泥工业污染控制的关 键.例如新型干法窑的工艺设计和反应条件有利于 SO2 的控制.就除尘而言,水 泥工业过去曾使用过多种不同形式的除尘设备,如沉降室、旋风除尘器,湿法除 尘器,2005 年以后,水泥工业普遍采用了高效静电或布袋除尘器,颗粒物排放 浓度控制在

50 或30 mg/m3 以下,基本达到发达工业化国家的污染控制水平,可 使吨水泥颗粒物排放控制在 1kg/t 以下.

3 水泥工业污染防治技术路线与原则 3.1 污染防治技术路线 水泥工业污染防治应按照 新型工业化

1 的发展要求,采取 源头控制 与 末端治理 相结合的方式,针对水泥生产过程的特点,重点加强工艺运行的 稳定性(减少非正常排放)和污染控制的有效性,降低污染物排放强度. 近年来, 国际上利用水泥生产设施安全处置或资源化利用固体废物已成为一 种潮流,国内呼声也日益高涨.应在保障环境安全的前提下,合理利用水泥生产 设施协同处置固体废物的能力. 3.2 污染防治原则 污染防治原则有四个方面内容:

1 指科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥. 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

5 (1)在区域总量减排方面:优化产业结构与布局,淘汰能效低、污染环境 的落后工艺,控制区域污染物排放总量. (2)在企业污染控制方面:采用清洁生产工艺技术与装备,配套完善污染 治理设施,加强运行管理,全面减少污染物排放. (3)在资源能源利用方面:有效利用石灰石、粘土、煤炭、电力等资源、 能源,对生产过程产生的废渣、余热等进行回收利用. (4)在协同处置废物方面:水泥生产设施在对固体废物进行安全处置与资 源化利用时应确保环境安全.

4 源头控制污染 4.1 宏观政策要求 目前我国水泥工业结构调整取得积极进展,新型干法水泥的比例已接近 90%,但行业发展中仍存在着突出的产能过剩、产业结构不合理的现象,因此水 泥工业建设项目首先应遵守国家宏观政策要求,即符合国家发展规划、产业政策 和区域布局要求,主要是:严格控制总量,抑制产能过剩;

适度发展一定规模以 上的新型干法水泥(如日产

4000 吨及以上,西部地区日产

2000 吨及以上) ;

淘 汰落后立窑及其他水泥生产工艺 (如窑径 3.0m 以下立窑、 2.5m 以下干法中空窑、 湿法窑等) ;

在区域布局上推广 大型熟料生产基地+销售地粉磨站 模式. 4.2 厂址选择要求 水泥工业建设项目的厂址选择, 应与城乡建设规划、 环境保护规划协调一致, 特别是要处理好与周围环境敏感目标、重要环境功能区的关系.例如: 禁止在环境空气质量一类区,地表水环境质量Ⅰ类、Ⅱ类功能区,声环境质 量

0、

1、2 类区以及城市市区内生产水泥熟料和水泥. 新建水泥生产项目,应远离人口聚集区、文化区(如文物古迹) .厂址选择 应考虑当地气象特征,避开居住区等环境敏感地区主导风向的上风侧. 4.3 矿山开采 水泥工业的资源消耗十分巨大.发达国家石灰石资源利用率高,而我国由于 生产集中度低,小水泥企业无序开采,造成的资源浪费很严重. 对水泥矿山企业开发利用矿产资源,应当加强管理,做到合理规划、有序利 用.通过选择合理的采矿方法和选矿方法,推广先进工艺技术,提高矿产资源利 用水平.矿山企业应当加强对尾矿、废石等的管理,积极研究其利用途径;

暂时 不能利用的,应当在节约土地的原则下,妥善堆放保存,防止其流失侵蚀土壤、 《水泥工业污染防治技术政策》编制说明

6 污染环境. 应加强矿山复垦与生态恢复工作,落实《矿山生态环境保护与污染防治技术 政策》 (环发〔2005〕109 号)的相关要求. 4.4 原辅材料及燃料的使用 水泥生产应合理利用低品位的原、 燃料和各种废弃物, 作为水泥生产的原料、 燃料或混合材,生产环................