水泥工业细颗粒物污染现状与控制

水泥工业细颗粒物污染现状与控制合肥水泥研究设计院吴善淦2013、10合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因2012年世界水泥总产量约39亿吨，我国水泥产销量21.84亿吨，占世界总量的55%。到去年底，全国共有熟料生产线1637条，其中日产2000吨以上的熟料生产线有1257条。我国单位国土面积排放的水泥烟(粉)尘量是世界平均值的8.45倍，约数百万吨，占全国工业粉尘排放总量的39%，高居工业行业排尘之首。合肥水泥研究设计院水泥工业产品结构与颗粒物污染据测算：水泥工业颗粒物排放占工业烟尘排放39%；SO2排放占3%~4%；NOx排放占10%~12%；属于重点污染行业！合肥水泥研究设计院2.1、2012年水泥十强企业合肥水泥研究设计院水泥工业污染物排放现状合肥水泥研究设计院水泥工业细颗粒物污染水泥排放的粉尘种类及粒径分布污染源粉尘种类粒径分布（%）≦10µm10-40µm40µm窑尾（含生料磨）窑灰、生料粉尘78166生料均化生料粉尘78166煤粉制备煤粉58384窑头熟料粉尘41536无组织粉尘生料、水泥252550合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因1、长期执行宽松的环保标准；现行《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）过于宽松；修订30mg/Nm3还是太宽松。2、企业缺乏责任感，政府疏于监管、执法不严；企业缺乏社会责任感和环保意识，企业主更不动承担治污的责任，减排措施不落实，激励机制不健全、基础工作薄弱，设施建设滞后，处罚力度不够，违法成本过低。合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因3、监管缺乏延续性以北京为例，《关于北京市空气重污染日应急方案》在今年的雾霾天气最严重的时侯58家企业停产，其中就有几家水泥企业停产，政府的监管只起到一时的控制作用，时间一过企业照常生产，污染依旧，没有从根本上解决污染治理和监管问题。合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因4、解决水泥行业颗粒物污染之路“减少污染源，削减大气污染物”必须进一步严格大气排放标准；虽然水泥行业三次修订大气污染物排放标准，排放浓度从150mg/Nm3降到30mg/Nm3，但与现在的灰霾现状和控制PM2.5的要求差距甚远。合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因5、经济损失严重的雾霾给社会和经济都造成的巨大损失，远远大于污染治理所需的费用，为了应对严重污染事件而强制企业停产，一条5000吨/日的熟料生产线停产一天，减少水泥产量6000吨；经济损失也很可观。合肥水泥研究设计院水泥工业颗粒物污染现状及原因我国燃煤烟尘量与世界平均值之比合肥水泥研究设计院水泥工业对粉尘排放、PM2.5和氮氧化物等污染物排放现状测试和统计合肥水泥研究设计院水泥工业必须在减少颗粒物排放方面有所作为国家“十二五”科技支撑项目：“水泥工业烟尘PM2.5超细颗粒物高效控制关键技术与装备的开发研究”要解决的问题：(1)研发大型水泥窑炉PM2.5超细粒子捕集与多污染物协同控制关键技术与装备，优化除尘器低阻均布流场结构，开发超细粒子高效节能清灰技术。(2)采用最严格环保要求建设5000t/d工艺示范线，烟(粉)尘排放浓度小于10mg/Nm3；无组织排放（既岗位粉尘）浓度达到2mg/Nm3；PM2.5超细粉尘去除率达到80%以上，为全国水泥企业起示范作用。合肥水泥研究设计院水泥工业必须在减少颗粒物排放方面有所作为（3）5000t/d大型水泥窑汞及重金属的捕集与多污染物协同控制尾气净化示范工艺线，采用适合水泥窑炉高温烟气有毒有害气体的吸附剂及处理技术。（4）袋式除尘的节能清灰技术和吸附装备。(5)结合水泥示范工艺线，监测水泥工业生产过程PM2.5排放特征和系统评估各种PM2.5超细粒子控制技术。合肥水泥研究设计院水泥工业必须在减少颗粒物排放方面有所作为（6）通过示范线的建设和运行，为完善和修订《水泥工业大气污染物排放标准》提供支撑依据；为全行业颗粒物减排的推广应用树立样板。(7)研究水泥工业烟尘排放中的汞及其它重金属的排放特征，结合袋式除尘，提高汞及重金属的去除效率。合肥水泥研究设计院水泥工业在减少颗粒物排放方面必须有所作为《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和《大气污染防治行动计划》中，重点区域在规划期内必须完成一大批重点工程项目名单中，水泥窑除尘设施改造项目涉及181条水泥窑生产线除尘器的改造。水泥工业颗粒物排放尽快达标应列为第一要务，为在全社会消除雾霾的行动中作出应有的贡献。合肥水泥研究设计院水泥工业在减少颗粒物排放方面必须有所作为水泥工业是我国大气烟（粉）尘的排放第一大户，单位国土面积排放的水泥烟(粉)尘量是世界平均值的8.45倍；到“十二五”末，为实现我国水泥工业颗粒物排放在2009年基础上降低50%的目标。《关于水泥工业节能减排的指导意见》明确要求2011－2015年现有水泥窑电除尘器改为袋式除尘器（低压脉冲除尘器），对水泥企业来说，必须通过电改袋等多种技术的应用，达到国家要求。合理地选择除尘设备，降低滤袋消耗，提升除尘效果，仍然是今后一段时期内水泥企业最为关注的。合肥水泥研究设计院水泥工业在减少颗粒物排放方面必须有所作为随着环保标准的严格实施，窑头、窑尾烟尘排放都要求达到30mg/Nm3，从排放总量来说，重点区域要求烟尘排放浓度应该小于20mg/Nm3，甚至于10mg/Nm3以下，电除尘器改为袋式除尘器应该是水泥行业除尘改造的唯一之道。水泥工业要进一步控制烟、粉尘排放，PM2.5去除是重点，技术方面，发达国家也积极开发新技术和新产品应用于重污染行业，使颗粒物排放浓度逐年降低。袋式除尘器是控制颗粒物尤其是PM2.5超细粒子最有效的设备，过滤材料是其核心。针对水泥行业烟尘的特性，在工程与装备上采取定制化设计方案，进行优化设计和配套技术应用，才能使水泥行业总体颗粒物排放量明显降低，采用正规厂家的优质过滤材料也很重要。合肥水泥研究设计院袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用水泥行业经济效益与排放浓度没有必然关系，实际只是一个技术选用的问题根据珠江水泥厂4年的统计数据，窑头采用电改袋式除尘器后，排放浓度由100多mg/Nm3降至现在的10mg/Nm3以下，包括更换滤袋、电耗等等在内，吨水泥成本增加不过0.5元，对企业经济效益的影响微乎其微；且采用的就是国产芳纶滤料，只要按相关标准设计和制造；因此，水泥行业制定更严甚至高于世界指标的颗粒物排放标准，对于我国水泥工业来说可以实现。合肥水泥研究设计院袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用水泥行业在控制PM2.5方面，虽然目前尚未大量进行专项研究，但现有袋式除尘技术技术对微细粒子已有很高的捕集效率，覆膜滤料的测试表明：对于0.01～1.0μm微细粉尘的去除效率：≥97～99%；总捕尘率可达99.999%；比未覆膜滤料高一个数量级。合肥水泥研究设计院袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用超细面层滤料对微细粒子的捕集效果；国内自主研发的赛膜高精滤料；由纤度为0.08旦的超细纤维针刺而成，并进行特殊的后处理，与纤度2.2旦的普通纤维针剌毡相比，具有更细、更加均匀的孔隙，有更高的孔隙率，对微细粒子的捕集效果与覆膜滤料相当。合肥水泥研究设计院袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用新的滤料制造工艺—水刺，水刺毡几乎没有针孔，表面更光洁、平整，水刺毡滤料具有更高的过滤精度；对PM2.5能获得更好的捕集效果，国内已经有生产。国外采用水刺工艺，将超细PTFE纤维复合在各种基材上，开发成功高性能滤料，已在许多垃圾焚烧炉等工程应用，效果良好。合肥水泥研究设计院袋式除尘技术在水泥行业削减污染物排放的作用削减水泥工业污染物排放是控制PM2.5的根本之道，我国排放世界一半或更多的大气污染物，但国土只占世界有人居住陆地面积的7.1%，我们需要世界最严格的环保标准，并实行最严格的监管。袋除尘为最严格标准提供最可靠的技术支撑，袋式除尘技术能达到最低的颗粒物排放浓度，是削减大气污染物排放的主力军。水泥行业应用的袋除尘技术需从粗放向“精细过滤”发展，“精细”过滤材料。合肥水泥研究设计院水泥工业大气污染物排放达到的目标中国水泥工业的治污之路，从原先的淘汰落后产能，粉尘治理，到余热发电项目，在过去的“十一五”中国水泥工业的节能减排已经取得了可喜的成绩，而在“十二五”中国水泥工业减排之路要达到的目标：采用世界最严格环保要求建设和改造工艺线，也就是第二代新型干法工艺线；烟（粉）尘达到世界最先进水平，排放浓度小于10mg/Nm3；无组织排放（既岗位粉尘）达到2mg/Nm3以下；PM2.5超细粉尘去除率达到80%以上。合肥水泥研究设计院水泥工业节能、减排关键技术措施大型高效节能粉磨技术低排放高能效熟料烧成技术大型高效废气处理技术第二代新型水泥熟料生产线主要技术经济指标达到的国际先进水平熟料热耗:≤2900kj/kg水泥综合电耗（PO42.5）：≤85kWh/t窑尾烟气排放含尘量:≤10mg/Nm3窑尾烟气NOx排放:＜200mg/Nm3新型高效节能粉磨机理研究合肥水泥研究设计院水泥工业大气污染物排放达到的目标我国人口密度大，水泥工业产业过于集中，必须执行世界上最严格的环保标准，水泥企业的社会责任感迫使我们必须认真去努力，减少颗粒物排放，为美丽中国的蓝天做出贡献。*该PPT中很多信息来自于陈隆枢教授的《也谈PM2.5》合肥水泥研究设计院环保产业的工程业绩1、八十年代除国内第一台正压、负压水泥窑尾袋式除尘器（常州、徐州），科技大会奖；2、国内第一台低阻长袋大型脉冲袋式除尘器（广州珠江水泥厂），部级科技进步奖；3、国内水泥行业最大低阻袋式除尘器（海南华盛、徐州中联），配套12000吨/日线；4、国内水泥行业第一台电改袋除尘器（南阳中联）；5、国内第一台按欧盟2000标准设计的垃圾焚烧发电尾气净化处理系统（中山长青）；6、国内首次利用水泥窑无害化处理焚烧厂炉渣和飞灰。合肥水泥研究设计院国内最早低阻长袋窑尾袋式除尘器处理风量：970000m3/h;设备阻力：1000Pa;排放浓度：10mg/Nm3;投运时间：2005.4.16；设计过滤风速：1.12m/min滤袋规格：￠160X6000滤袋使用寿命：6年多；配套工艺线：5000吨/日；实测排放：9.24mg/Nm3;原系统：电除尘器用户：广州珠江水泥有限公司合肥水泥研究设计院海拔最高的窑尾袋式除尘器（高原型）处理风量：680000m3/h;设备阻力：860Pa;排放浓度：6.3mg/Nm3;投运时间：2006.7.18；设计过滤风速：1.10m/min滤袋规格：￠160X6000滤袋已经使用年限：5年多；配套工艺线：3000吨/日；实测排放：6.2mg/Nm3;用户：西藏高争水泥有限公司合肥水泥研究设计院高浓度水泥磨袋式除尘器处理风量：213000m3/h；设备阻力：1100Pa；排放浓度：10mg/Nm3；投运时间：2005.6.18；设计过滤风速：1.0m/min；滤袋规格：￠160X6000；滤袋平均使用寿命：4年；入口浓度：1320g/m3；实测排放：8.3mg/Nm3；用户：广州珠江水泥有限公司合肥水泥研究设计院国内最早的窑头电改袋（南阳中联）处理风量：370000m3/h；设备阻力：780Pa；排放浓度：16mg/Nm3；投运时间：2009.1.18；设计过滤风速：1.10m/min；滤袋规格：￠160X7000；滤袋使用寿命：4年；配套工艺线：3200吨/日；实测排放：15.8mg/Nm3；原来系统：电除尘器23/12.5/3X9/0.4用户：中联南阳水泥有限公司合肥水泥研究设计院高浓度、高水分烘干机袋式除尘器洗煤厂煤泥烘干系统初水分：30—35%；终水分：5%；处理风量：180000m3/h；设备阻力：1100Pa；投运时间：2006.7.16；设计过滤风速：0.5m/min；滤袋规格：￠180X7400滤袋平均使用寿命：3年；入口浓度：1320g/m3；实测排放：26.3mg/Nm3；合肥水泥研究设计院国内最早垃圾焚烧发电厂尾气净化处理系