水泥生產協同處置固體廢物的企業清潔生產審核研究

摘要：開展清潔生產審核是水泥生產企業實現綠色發展的客觀要求，有助于加強源頭控制，全過程預防污染。以臨沂市某水泥生產企業為例，分析水泥生產協同處置固體廢物的企業清潔生產審核。該企業的本輪清潔生產審核共產生無/低費方案3個、中/高費方案7個，總投資約為2 707萬元。方案全部實施后，單位產品電耗降低1.1%，單位產品氮氧化物（NOx）產生量降低3%，單位產品二氧化硫產生量降低21.7%，均達到預設的清潔生產目標。通過本輪清潔生產審核，該企業每年可產生經濟效益463萬元，節約用煤4 100 t、用電262萬kW·h，減少二氧化硫排放11.8 t、氯離子排放50.4 t、NOx排放25.1 t、粉塵排放1.1 t，已達到《水泥行業清潔生產評價指標體系（試行）》規定的一級清潔生產水平。實踐表明，本輪清潔生產審核產生明顯的經濟效益和環境效益。

關鍵詞：水泥生產；協同處置；固體廢物；企業清潔生產審核

中圖分類號：X383 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）04-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.015

Research on Clean Production Audit of Enterprises for Collaborative Disposal of Solid Waste in Cement Production

LI Shuai1， LI Moai2， WANG Shengfu3，4， SU Qingmei5

（1. Linyi Ecological Environmental Bureau; 2. Linyi Ecological Environment Monitoring Center of Shandong Province;

3. Linyi Vocational University of Science and Technology， Linyi 276000， China; 4. Namseoul University， Cheonan， Korea;

5. Shandong Lanyi Detection Technology Co.， Ltd.， Linyi 276000， China）

Abstract： Conducting clean production audits is an objective requirement for cement production enterprises to achieve green development， which helps to strengthen source control and prevent pollution throughout the entire process. Taking a cement production enterprise in Linyi City as an example， this paper analyzes the clean production audit of enterprises for the collaborative disposal of solid waste in cement production. The current round of clean production audit of the enterprise has generated a total of 3 no/low cost plans and 7 medium/high cost plans， with a total investment of approximately 27.07 million yuan. After the full implementation of the plans， the power consumption per unit product decreases by 1.1%， the production of nitrogen oxides （NOx） per unit product decreases by 3%， and the production of sulfur dioxide per unit product decreases by 21.7%， all of which achieve the preset clean production goals. Through this round of clean production audit， the enterprise can generate an annual economic benefit of 4.63 million yuan， save 4 100 t of coal and 2.62 million kW·h of electricity， reduce 11.8 t of sulfur dioxide emissions， 50.4 t of chloride ion emissions， 25.1 t of NOx emissions， and 1.1 t of dust emissions， it has reached the first class of clean production level specified in the “Cement Industry Clean Production Evaluation Index System （Trial）”. Practice has shown that this round of clean production audits has produced significant economic and environmental benefits.

Keywords： cement production; collaborative disposal; solid waste; enterprise clean production audit

水泥行業是建材行業的基礎，水泥的市場需求大，但水泥行業的能源消耗多。據統計，我國水泥行業的能源消費量始終維持在3億t標準煤左右，占全國消費量的比重超過6%。大量能源消耗帶來嚴重的環境污染，煤炭等化石能源消耗加劇大氣污染[1]。為了實現綠色發展，水泥生產企業應轉變傳統的末端治理模式，采用源頭控制、全過程預防污染的清潔生產模式。2021年10月，國家印發《“十四五”全國清潔生產推行方案》，要求完成8.5億t水泥熟料清潔生產改造[2]。由此可見，“十四五”時期，大量水泥企業需要開展清潔生產審核工作。本文以臨沂市某水泥生產企業為例，分析水泥生產協同處置固體廢物的企業清潔生產審核，為水泥生產企業清潔生產審核提供參考。

1 企業概況

該水泥生產企業利用新型干法回轉窯熟料生產技術，日生產水泥熟料4 000 t；建設4條水泥粉磨生產線，年生產水泥400萬t；協同處理市政污水處理廠產生的污泥4萬t/a、工業企業產生的危險廢物2萬t/a。

1.1 審核前企業清潔生產水平

將該企業的現有指標與《水泥行業清潔生產評價指標體系（試行）》的指標進行對比，如指標的權重及基準值，并采用限定性指標評價和指標分級加權評價相結合的方法，確定審核前該企業清潔生產水平為二級。主要原因為限定性指標二氧化硫產生量不滿足Ⅰ級基準值。經現場調查，該企業仍存在許多清潔生產潛力。

1.2 清潔生產潛力

對該企業原輔材料和能源、技術工藝、設備、過程控制、管理、員工、產品和廢物進行全面分析，評價產排污水平。結果發現，該企業煤耗和電耗稍高，部分設備陳舊，過程控制尚不精細，廢物產生量較大。該企業的本輪清潔生產審核以問題為導向，開展工作。

2 確定清潔生產審核重點和目標

2.1 審核重點

確定清潔生產審核重點是整個清潔生產過程的關鍵步驟。充分了解生產過程中產污量大、用電量大、能耗多的環節，確定熟料車間、水泥車間和余熱發電車間為備選審核重點。采用權重總和計分排序法，對3個備選審核重點進行排序，并結合該企業長期發展規劃，最終確定熟料車間作為本次審核的重點。

2.2 清潔生產目標

為落實本輪清潔生產審核工作，降低生產過程的物耗、能耗和廢物排放，要設定合理的清潔生產目標。以該企業2021年相關指標情況為基準，制定清潔生產目標，如表1所示，并據此檢驗本輪清潔生產審核的實際成果。與實際值（2021年）相比，單位產品電耗的近期（2023年）削減率為0.75%，遠期（2025年）削減率為1.5%；單位產品NOx產生量的近期削減率為1.5%，遠期削減率為4.5%；單位產品二氧化硫產生量的近期削減率為16.67%，遠期削減率為0.22%。

3 審核

審核重點確定后，為方便對生產工藝進行清潔生產審核，將生產流程分解為預熱分解、煤粉制備、煅燒、冷卻破碎和熟料儲存等工序。連續3 d實測輸入與輸出物流，并根據實測結果，繪制輸入輸出實測表和物料平衡表。詳細分析廢棄物產生的原因，進一步挖掘清潔生產潛力，尋找清潔生產方案。

4 制定并實施清潔生產方案

該企業的本輪清潔生產審核工作按照邊審核、邊實施、邊見效的原則，共制定并實施10個清潔生產方案。根據無費方案（費用Q=0萬元）、低費方案（0萬元＜Q≤50萬元）、中費方案（50萬元＜Q≤400萬元）和高費方案（Q＞400萬元）的劃分原則，無/低費方案為3個，中/高費方案為7個。

4.1 無/低費方案實施情況

4.1.1 水泥庫底羅茨風機加裝變頻器

供料時，3臺水泥庫底羅茨風機需要全程開啟。利用淘汰的變頻器進行加裝，可實現變頻控制，節約用電量20%，年可節約電費約10萬元。

4.1.2 輔材輸送加裝無動力收塵裝置

輔材輸送皮帶中轉站處物料落差較大，輸送干燥和粉狀物料時，易形成較多無組織粉塵。加裝無動力收塵裝置后，基本無粉塵溢出，改善工作環境，提高員工工作積極性和勞動效率。該項投資約為12萬元。

4.1.3 新增亞音頻窯尾煙室結皮清理設施

窯尾煙室結皮頻繁，影響系統通風，造成煅燒不穩定。安裝4臺亞音頻窯尾煙室結皮清理設施后，不再需要高壓水槍清理，年可節約用水960 t；減少檢修次數，降低耐火材料用量，年可節約耐火材料30 t。該項投資約為40萬元。

4.2 中/高費方案實施情況

4.2.1 更換粉煤灰秤和礦粉秤

粉煤灰秤和礦粉秤使用過程中，堵料頻繁，影響生產效率，且易產生粉塵。改用轉子秤后，基本消除堵料問題。該項投資約為60萬元。

4.2.2 更換提升機磁力耦合器

液力耦合器密封老化較快，頻繁出現滲油問題，造成環境污染。將其更換為新型磁力耦合器，可減少用油量，節約維修成本，年可節約資金3萬元。該項投資約為55萬元。

4.2.3 更換循環風機

循環風機存在能耗高、效率偏低等問題。將其更換為空氣懸浮離心鼓風機，可使風機功率下降，年節約電費約90萬元。該項投資約為180萬元。

4.2.4 新增窯尾復合催化脫硫設施

復合催化脫硫主要是通過添加催化脫硫劑，在中低溫狀況下激發石灰石粉/熱生料的堿活性，降低堿性成分和二氧化硫的反應溫度，促進二氧化硫在預熱器系統中被石灰石粉和熱生料吸收，從而降低二氧化硫排放量。新增該項設施后，年減排二氧化硫約

11.8 t。該項投資約為300萬元。

4.2.5 新增窯尾旁路放風系統

水泥旋窯在協同處置固體廢物時易產生大量氯離子，氯離子循環富集。在水泥窯的窯尾煙室增設旁路放風系統，當旁路系統開啟時，窯尾煙室中部分煙氣進入急冷室，從而去除廢氣中的氯離子。同時，該急冷室具有脫硝功能，能去除廢氣中的NOx。新增該系統后，年減排氯離子50.4 t、NOx 25.1 t。該項投資約為530萬元。

4.2.6 新增石灰石在線分析儀

原料石灰石存在夾層，人工檢測存在滯后和誤差，不能及時準確調整生料配比，影響水泥熟料質量。在石灰石出破碎機皮帶處安裝在線分析儀，對石灰石進行分析和控制，實現實時配料控制。該分析儀運行后，單位煤耗顯著降低，年降低煤耗1 100 t，年節約用煤成本約80萬元。該項投資約為180萬元。

4.2.7 更換篦冷機

原篦冷機存在熟料急冷效果差、故障率高等問題，導致熱回收效率差和二次風溫偏低、內部耐火材料和篦板磨損嚴重、生產運行不穩定等。更換后采用第四代篦冷機，每塊篦板下帶有機械流量調節器，對冷卻風進行精細化分配，提高熱回收效率和二次風溫；裝機功率較之前降低160 kW·h；運行過程中，篦床上至少有10 cm厚的冷熟料，使壁板不與高溫熟料直接接觸，降低壁板磨損，從而降低維修成本。該項措施的實施可以減少用煤量與用電量，降低維修成本，每年可產生經濟效益280萬元。該項投資約為1 350萬元。

5 結論

該企業的本輪清潔生產審核共產生10個清潔生產方案，其中無/低費方案有3個，中/高費方案有7個，總投資約為2 707萬元。方案全部實施后，單位產品電耗為50.04 kW·h/t，降低1.1%；單位產品NOx產生量為0.64 kg/t，降低3%；單位產品二氧化硫產生量為0.141 kg/t，降低21.7%。所有指標均達到預設的清潔生產目標，為持續清潔生產工作奠定良好基礎。通過本輪清潔生產審核，該企業年可產生經濟效益463萬元，年節約用煤4 100 t、用電262萬kW·h，年減少二氧化硫排放11.8 t、氯離子排放50.4 t、NOx排放25.1 t、粉塵排放1.1 t，實現節能降耗、減污增效，已達到《水泥行業清潔生產評價指標體系（試行）》規定的一級清潔生產水平，經濟效益和環境效益顯著。

參考文獻

1 龔 越.中國水泥行業大氣污染物和CO2排放清單及減排成本研究[D].杭州：浙江大學，2022：14-15.

2 國家發展和改革委員會，生態環境部，工業和信息化部，等.“十四五”全國清潔生產推行方案[EB/OL].（2021-10-29）[2024-01-10].https：//

www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-11/12/content_5650430.htm.