基于“第二次全國污染源普查數據”對甘肅省水泥行業(yè)精確產排污系數的研究

韋性庫

（甘肅省環(huán)境監(jiān)測中心站，甘肅 蘭州 730000）

“第二次全國污染源普查”(以下簡稱“二污普”)工作是我國的重大國情調查措施，是我國生態(tài)環(huán)境保護的基礎性工作之一。“二污普”工作是我國的一項重大的政治任務,普查結果將為打好打勝污染防治攻堅戰(zhàn)、補齊生態(tài)環(huán)境保護短板、全面建成小康社會、建設美麗中國提供翔實的基礎數據資料和強有力的技術支撐。甘肅省第二次全國污染源普查從2017 年開展，歷時三年多，圓滿完成了各項預定任務，獲得大量翔實環(huán)境基礎數據，為全面判斷甘肅省環(huán)境形勢、提高環(huán)保監(jiān)管水平打下堅實基礎。同時要開發(fā)應用好普查成果，進一步加強環(huán)境保護和污染治理工作，探索走出一條代價小、效益好、排放低、可持續(xù)的環(huán)境保護新道路，促進經濟社會全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。

1 研究內容

本研究利用數據調查法對甘肅省水泥制造行業(yè)日產熟料大于2000t 的新型干法水泥熟料生產線進行產排污系數核算，因新型干法水泥熟料工藝廢氣污染物二氧化硫、氮氧化物主要產生于窯尾廢氣排放口，且水泥熟料煅燒基本為堿性燃燒環(huán)境，絕大部分二氧化硫被原料吸收進入產品，水泥行業(yè)窯尾排放口監(jiān)測數值基本未檢出，因此僅選擇氮氧化物參與產排污系數核算。

水泥行業(yè)環(huán)保驗收監(jiān)測數據是在最大生產負荷下對企業(yè)產排污狀況的一次全面測試，具有很強的代表性，因此我們選擇環(huán)保驗收監(jiān)測數據來進行產排污系數核算。對不同區(qū)域污染物排放情況進行比較，為甘肅省水泥制造行業(yè)提供更精確的排污總量核算參考，并將本研究計算出的產排污系數與二污普《系數手冊》給出的產排污系數進行比較分析。

2 水泥行業(yè)主要工藝及產排污環(huán)節(jié)分析

水泥生產過程可概括為三個階段：生料制備、熟料煅燒和水泥粉磨。生料制備是將生產水泥的石灰質原料、硅質原料與少量校正原料經破碎后，按一定配比、磨細為成分適宜、質量均勻的生料粉(干法)的生產過程；熟料煅燒是將生料在水泥窯內煅燒至部分熔融得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料；水泥粉磨是將熟料配以一定比例的混合材、緩凝劑共同磨細為水泥產品。

水泥行業(yè)中的氮氧化物主要是熟料煅燒工段的回轉窯窯尾產生，煙氣脫硝主要采用低氮燃燒＋選擇性非催化還原法（SNCR），SNCR 技術在旋窯水泥廠脫硝系統(tǒng)上廣泛運用。該法將氨水（質量濃度20%～25%）或尿素溶液（質量濃度30%～50%）通過霧化噴射系統(tǒng)直接噴入分解爐合適溫度區(qū)域（850～1050℃）霧化后的氨與N0X進行選擇性非催化還原反應，將N0X轉化成無污染的N2。當反應溫度過低時，反應效率會降低；當反應區(qū)溫度過高時，氨會直接氧化成N2和N0。SNCR 法的脫硝效率為40%～80%，低于選擇性催化還原法（SCR）的脫硝效率（80%～90%）而SNCR 法的費用只有SCR 法的1/5左右。SNCR 法脫硝的主要工藝流程為：還原劑氨水通過車輛運輸裝載入氨水儲存罐，根據設定的參數和系統(tǒng)反饋的信號，氨水經計量后進入噴射系統(tǒng)，在噴嘴內和壓縮空氣混合，霧化后噴入分解爐，使之與煙氣中的N0X化合。

3 研究樣本的選取及數據的收集

3.1 甘肅省水泥行業(yè)樣本選取

本研究選取甘肅省不同區(qū)域各規(guī)模、工藝具有代表性的水泥企業(yè)進行研究，共計選取2000t 以上水泥生產企業(yè)15 家19 條生產線，占甘肅省2000t以上的水泥熟料生產線總數的50%。

3.2 水泥廠數據獲取

本研究收集了相關水泥制造企業(yè)的監(jiān)測數據。因水泥行業(yè)環(huán)保驗收監(jiān)測數據是在最大生產負荷下對產排污狀況的一次全面考核，水泥制造企業(yè)環(huán)保設施運行穩(wěn)定，監(jiān)測數據具有很強的代表性，因此選用環(huán)保驗收監(jiān)測數據來進行產排污系統(tǒng)的核算。

4 產排污系數核算

實測法產污系數核算是通過對水泥熟料生產線污染物產生量除以產品產量得到水泥行業(yè)的產污系數，污染物排放總量除以其產品產量得到水泥行業(yè)的排污系數。

P產=G產/M P排=G排/ M

P產：工段某污染物對應的產污系數；

G產：工段某污染物的產生量；

M：工段所使用的原料（燃料）總量；

P排：工段某污染物對應的排污系數；

G產：工段某污染物的排放量。

本研究將選取的甘肅省水泥行業(yè)生產規(guī)模分為兩個類別，日產能大于4000t 熟料生產線及日產能大于2000t 而小于4000t 熟料生產線。

經樣本企業(yè)數據核算，甘肅省水泥行業(yè)日產2000～4000t 熟料生產線氮氧化物產污系數為1.00～2.12，排污系數為0.30～0.76。經取平均值計算，甘肅省水泥行業(yè)2000～4000t 熟料生產線其氮氧化物綜合產、排污系數分別為1.593、0.54。甘肅省水泥行業(yè)日產4000t 以上熟料生產線氮氧化物產污系數為1.26～2.45，排污系數為0.50～0.90。經取平均值計算，甘肅省水泥行業(yè)日產4000t 以上熟料生產線其氮氧化物綜合產、排污系數分別為1.808、0.67。具體產排污系數見表1-3。

表1 甘肅省水泥行業(yè)產排污系數核算結果一覽表

續(xù)表1

表2 二污普水泥制造行業(yè)排污系數一覽表

表3 甘肅省水泥制造行業(yè)綜合排污系數一覽表

5 核算結果分析

從核算結果來看甘肅省水泥行業(yè)日產2000～4000t 熟料生產線氮氧化物產污系數（1.593）與二污普《核算系數手冊》中數值（1.571）基本一致，日產4000t 以上熟料生產線綜合產污系數（1.808）大于二污普核算系數（1.267）。目前河北、山西等省份陸續(xù)出臺嚴格的水泥工業(yè)污染物排放地方標準，而甘肅省目前執(zhí)行的 《水泥工業(yè)污染物排放標準》（GB 4915-2013）[2]中規(guī)定，熟料煅燒窯外排廢氣中氮氧化物執(zhí)行400 mg/m3，該標準對于目前甘肅省新型干法水泥生產企業(yè)來說比較容易達標，所以各水泥生產企業(yè)從燃料源頭、工藝控制等過程并未將抑制氮氧化物產生量作為主要考慮因素，造成全省水泥企業(yè)氮氧化物產污系數要高于二污普 《核算系數手冊》 中給出的全國平均水平。

6 結論

本研究利用實測法計算得出甘肅省水泥行業(yè)2000～4000t 熟料生產線其氮氧化物綜合產、排污系數分別為1.593、0.54。日產4000t 以上熟料生產線綜合產、排污系數分別為1.808、0.67。與二污普《系數手冊》 相比較可知本研究中日產2000～4000t 熟料生產線氮氧化物產污系數（1.593）與二污普給出的（1.571）基本一致，日產4000t 以上熟料生產線綜合產污系數（1.808）大于二污普核算系數（1.267）。

監(jiān)測數據法計算水泥行業(yè)氮氧化物產排污系數時，能精確計算出水泥行業(yè)的排污系數，因監(jiān)測過程是一個動態(tài)的跟蹤過程，能隨時反映出企業(yè)工藝狀況及污染物治理設施運行變化而產生的污染物排放變化。