水泥生產污染控制及低碳環保發展思路研究

周 冉

（河北晶淼環境咨詢有限公司，河北 石家莊 050000）

我國的經濟發展狀況與資源、能源和環境因素息息相關，特別是資源稀缺和環境保護的問題，因此，堅持低碳環保的發展思路勢在必行。而水泥生產由于具有工藝復雜、環境污染嚴重等特征，與當前低碳環保的發展理念背道而馳[1]。所以，只有最大程度地降低水泥生產環節的污染物排放，才會有力提升水泥的生產效率，才能助相關企業實現節能減排的目標，從而最終實現水泥生產低碳環保無污染的可持續發展。

1 低碳發展及水泥概述

1.1 低碳發展

根據相關了解，經濟社會的發展模式并不是固定不變的，從目前來看，低碳環保是一種新的發展方向。受全球氣候變暖的影響，經濟社會發展遇到的主要問題是二氧化碳排放量超標的問題，但總有人錯誤地認為低碳發展就是降低二氧化碳的排放量。其實不然，主要是因為只有在平衡“發展”與“低碳”二者關系的前提下，且將重心放在提升企業競爭力與效益上，才能實現真正的低碳發展。另外，低碳發展往往具有低排放、低消耗、低污染及高效益的特征，這也是其存在的意義。

1.2 水泥概述

通常，將水與粉狀水硬性無機凝膠材料進行攪拌，而后制作成漿體，便稱之為水泥。這種物質會在水中或空氣中硬化，同時起到牢固結合石、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漿最經久耐用，所以被廣泛地應用于水利、土木建筑等工程[2]。水泥的原料組成詳見表1。

表1 原料與煤灰的化學成分wt%

1.3 我國水泥工業的環境污染現狀

生產建設項目與經濟發展之間的關系往往密不可分，國家也開始將關注點放在此方面。其中，在水泥制造方面，也制定了一系列舉措提升水泥的生產質量及產量，但還是難免存在各種各樣的問題，最突出的當屬生態環境破壞問題。據悉，水泥原材料的供應最容易受到生產部門的影響，而當中的主要材料石灰石雖然在我國有豐厚的儲備量，但結合目前的開采量來看，明顯較低。通過調查研究發現，目前大氣污染物的主要來源之一便是水泥生產造成的，主要包括：二氧化硫及氮氧化物等。如果對這些有害氣體處理不當，便會使其進入大氣中，而當這些有害氣體融合到空氣中，將造成嚴重的環境破壞現象，甚至還會危及民眾的生命及財產安全。所以，水泥企業必須要采取有效舉措，致力于控制、管理污染物的排放，這樣才能從源頭有效避免環境污染。此外，由于二氧化碳是水泥生產環節分化的主要副產物，其本身雖無危害，但如果含量過高，便會導致溫室效應。因水泥生產而造成的大氣污染現象如圖1所示。

圖1 大氣污染

2 水泥生產污染

2.1 控制水泥生產污染的必要性

能耗大是外界對水泥生產行業的第一印象，但對于工程建筑而言水泥卻是必需品，所以其生產質量、使用效果等，將直接決定建筑的安全性及整體效果，甚至與工程的行業口碑直接掛鉤。由此可見，控制污染物的排放是水泥生產環節的第一要素，若科學處理妥當，不僅能實現低碳環保理念的目標，還能起到節省生產能耗、幫助企業合理利用生產資源以及保障水泥質量的作用[3]。長此以往，我國的工程基礎建設行業將迎來新的發展契機。

2.2 水泥生產的污染控制

2.2.1 粉塵控制

在水泥生產過程中，會排放大量的粉塵，其中的主要有害物質是顆粒污染物，如果沒有經過合格處理，無疑會對環境造成巨大危害，甚至可能會加深我國的霧霾程度，甚至會引發塵肺病。因此，在水泥生產環節，最核心的問題便是控制粉塵，而要想取得良好效果，則必須借助除塵器。當前，我國的大部分水泥生產企業都開始實施布袋除塵方式，如圖2所示，以此取代傳統的靜電除塵途徑，這樣才能貼合現代化企業生產的污染物排放標準。而且，就最終結果來看，這種辦法不僅除塵效果良好，其污染物的排放濃度也產生了明顯變化。

圖2 布袋除塵

2.2.2 氮氧化物控制

在水泥生產過程中，為了有效控制氮氧化物的產生，就必須通過控制其燒成溫度、優化工況、實施分級燃燒等途徑，來有效還原部分氮氧化物，這樣才能使減排工作取得良好成績。

2.2.3 二氧化碳控制

在水泥生產過程中，原料會隨著程序的不斷推進而逐漸成熟，進而產生大量氣體，主要是二氧化碳。而大量二氧化碳的排放，無疑為全球變暖、海洋風暴以及干旱等環境問題的出現埋下了隱患。因此，為有效將二氧化碳濃度控制在合理范圍內，就必須從替換水泥生產原材料及合理應用CCUS技術等方面著手，要對產生的二氧化碳進行提純，再投入新環節，從而實現循環利用。目前，部分企業已開始實現二氧化碳的再利用，以獲取最佳經濟效益，同時，也降低了環境污染現象。

2.2.4 二氧化硫控制

通常情況下，二氧化硫氣體一旦排入大氣便會對環境造成惡劣影響。所以，必須要采取合理的舉措排除或閑置二氧化硫氣體。在實際的治理過程中，為了達到最佳效果，可根據實際情況選擇更換原材料或應用脫硫技術的辦法，同時配合除塵器，便能將二氧化硫的排放量控制在合理范圍內[4]。

3 水泥生產企業如何實現節能減排

3.1 堅持走循環經濟發展道路，致力于提升資源利用率

從我國的環境現狀來看，水泥生產企業的二氧化碳排放是引發大氣污染的一個重要原因，其造成的危害遠遠要高于其他行業。在社會大環境的影響下，我國的經濟迎來了新的發展機遇，但面臨的問題也越來越多，進而嚴重阻礙了社會經濟的快速發展。而作為水泥生產企業，為了大力提升企業的經濟效益，目前最好的辦法就是落實循環經濟發展模式，重視工業廢料與天然原料的轉化使用。例如：在水泥生產過程中，黏土配料可由煤巖石替代。另外，水泥窯作為處理城市生活垃圾和各類危險廢物的主要設施，可有效處理冶金渣、燃料渣及化工渣等，可將其作為水泥生產替代材料，以提升資源的利用率。

3.2 合理應用新型干法水泥生產模式

通過對比傳統的水泥生產模式發現，新型干法水泥生產模式有著明顯優勢，例如：質量穩定、自動化性能好以及能源消耗低等，進而起到了提升企業的資源利用率和生產效率的作用。同時，這種方式還有利于減少生產工藝成本，降低污染物的排放量，因此，具有良好的應用前景。隨著科學技術的不斷進步，這種新技術越來越先進，甚至能有效改善產能狀況、運轉效率，這對于水泥生產企業來說是巨大的變化，從而可以為水泥企業的下一階段發展奠定堅實基礎。

3.3 貫徹落實有關規范標準

一直以來，大氣污染是水泥生產企業需要重點解決的問題之一。而要有效解決此問題，就必須嚴格執行相關污染的排放標準。同時，還要借助節能高效機電設備、超低排放技術等力量，將污染物的排放量控制在標準范圍內。此外，在具體的水泥生產環節，除了要遵循國家的相關標準外，還務必要把控好各參數情況，并致力于各階段的工藝技術優化，從而最終實現減少大氣污染、降低污染物排放的目標[5]。需要注意的是，在條件情況允許的情況下，在安置水泥生產工藝設備的位置時，可優先考慮露天或開放的位置。

3.4 提高企業管理者素質，加強對技術人員的培訓

在企業的發展過程中，技術人員以及管理者都是比較重要的角色，特別是在迅速發展的新時代背景下。因此，企業若想有更好的發展前景，必須要從以下方面入手：第一，政府部門要憑借自身的管理優勢，對企業的技術人員以及管理者制定合理的培訓計劃，并大力引進先進的科學技術和生產工藝，這樣才能有效增加兩者的知識儲備，進而為企業創造更大價值；第二，企業管理者以及技術人員要具備憂患意識，要積極主動學習、創新工藝以及管理過程，擴寬知識面。另外，還要通過建立完善的培訓機制的方式，有效提升管理者的綜合能力和素質，這樣才能從基層培養出助力于水泥企業可持續的人才。

3.5 建立完善的獎勵機制，加大資金投入

第一，對于水泥生產企業的個人合法權益，應受到政府部門的大力保護，同時，可采取制定相關法律條例的方式，嚴格打擊各類違法行為，從而起到規范市場、創新發展的遠大目標；第二，要建立全面、科學的地方財政機制，并借助財稅政策的優勢，爭取做到“專款專用”[6]。另外，還可以通過減免企業所得稅、視情況進行補貼等方式，引導企業積極引進低碳環保生產線進行生產模式過渡，帶領水泥生產企業創新發展領域；第三，要加大資金的投入力度，鼓勵水泥企業向金融機構貸款，特別是中大型、重點水泥企業。但需要注意的是，政府財政部門務必要根據實際情況，合理調整金融機構的貸款力度，爭取協助水泥企業早日完成改造升級；第四，要營造良好的企業創新氛圍，將工作重心放在提升企業的生產技術上。

3.6 充分發揮行業協會作用，更好進行行業運行監測

在水泥行業的發展過程中，要充分發揮出行業協會的作用，以更好進行行業運行監測。第一，對于國家宏觀調控政策的變化狀況要做到了然于心，并且，要時刻觀察其對水泥行業的影響力，這樣才能掌握有用信息，才能使水泥行業的要求得到如實反饋；第二，重點建設統計隊伍，完善行業監測機制。在信息化時代，必須要明確信息引導的重要性，可通過加強建設信息發布渠道的方式，使各行各業都能及時了解水泥行業的市場供應需求；第三，落實好行業專題調研，使行業指導具備可行性、時效性及針對性特征。

3.7 大力推廣成熟工藝，加快改造升級步伐

在水泥的生產過程中，可通過利用氣凝膠、低阻高效預熱預分解等技術的優勢，提升燒成系統的能源利用率。同時，還可以通過優先選擇固體廢棄物、生活垃圾來替代某些燃料，起到提高水泥窯協同處置的作用。另外，必須要落實推廣分級工作，創新改造智能化系統技術，重點開發產業化應用以及水泥碳化活性熟料的開發技術，以達到提高生產效率的目的。

4 未來水泥生產行業的低碳發展之路

4.1 研制生態節能水泥

水泥是建筑行業的“必需品”，但因外界因素的影響，浪費的情況無可避免。因此，為了更好地解決水泥生產、使用環節的各類問題，就要將重心放在研制生態節能水泥上。這種材料的主要組成部分為：城市河道污泥及垃圾焚燒灰，然后再用高溫將其燃燒，最終形成水硬性的膠凝材料。根據實際使用的情況來看，這種材料不僅擺脫了固體廢棄物的“稱號”，還減輕了大氣污染的程度，最終數據表明，生產的生態水泥所排放的二氧化碳量遠遠低于一般水泥。目前，發達國家為了滿足對水泥材料的需求量，降低企業的生產能耗，已開始普遍使用生態節能水泥，以達到節約能源的目的。對此，水泥生產企業可借鑒該舉措的優勢，將其合理運用到水泥的生產環節，最終實現水泥企業低碳環保的可持續發展。

4.2 逐漸走向國際化

通常，在生產期間，針對水泥生產工藝會制定一系列的有關標準，以此來應對污染物排放的控制問題，但與發達國家相比，我國在此方面仍存在不足之處，特別是在相關技術方面。面對這種情況，必須以資金為“敲門磚”，加大對節能排放技術的研究力度，使新技術的創新逐步走向國際化，只有這樣才能在掌握科學技術及良好管理方法的同時，促進我國的水泥生產工藝技術達到一個新高度，從而最終實現降低能耗和排放量的目標[7]。長此以往，我國的水泥生產行業會步入新階段，從而為各行各業提供更多便利。

4.3 堅持走低碳環保之路

在實踐中不難發現，環境污染及能源問題的出現大都是與水泥生產工藝不到位、節能效果有待提升有著直接聯系，如果以上問題得不到有效解決，就會成為水泥生產企業的低碳環保之路的“攔路虎”。因此，為了達到國家的相關規定，水泥生產企業必須要樹立起低碳節約的發展理念，并將其落到實處，特別是在某些能源消耗大、污染重的工程行業，不僅要在選料上優先使用新型水泥材料，同時，還要堅持低碳節約的發展方向。通過以上內容可以看出，只有加大新型水泥環保材料的研究力度，提高生產技能水平等，并且堅持走低碳環保之路，才能從根本上解決我國的資源短缺問題，才能實現建立宜居、美麗、環保的綠色家園的目標。

4.4 加大科研資金的投入力度，提升水泥生產工藝

經過長時間的實踐表明，優化生產工藝是控制污染物排放最有效的方式，但前提是做好水泥生產工藝的研制等工作。因此，必須要加大對于科研工作的資金投入力度。只有這樣，才能從源頭降低水泥生產過程中污染物的排放量，才能有效提高企業的生產效率和節能能力。此外，在建筑行業的長期發展過程中，對于基礎材料的要求越來越高，所以，只有依靠先進的技術和科學的力量，才能提高材料的實用效果及性能，才能為建筑行業的發展打下堅實基礎。

4.5 走可持續發展的道路

縱觀大多數的水泥生產企業，要想走可持續發展的道路，必定會受到諸多因素的影響，且困難重重。但即便如此，水泥生產企業要實現維護生態環境平衡、促進行業健康穩定發展的這兩大目標，就必須走可持續發展的道路。因此，在日常生產環節，要提高資源的利用率，實現用廢物燃料替代不可再生資源的目標[8]。這樣就既會使有限的資源消耗問題得到一定緩解，又能更好地保護自然環境。

5 結語

綜上所述，我國的水泥生產企業在其生產環節或多或少存在著一定的污染問題，因此，必須要采取科學合理的有效措施防止污染情況繼續惡化。例如：可從源頭控制污染物的排放量，以及優化水泥生產工藝的過程等。另外，隨著社會的不斷發展進步，水泥已然成為各行各業的必需品，所以，更應該重視生態型水泥材料的研發，這也是一種變廢為寶的良好途徑。鑒于此，只有做好以上工作，才能使水泥生產企業真正實現低碳環保、可持續發展的目標。