全国碳市场重点排放单位水泥行业减污降碳协同技术指南

1全国碳市场重点排放单位水泥行业减污降碳协同技术指南本指南提供了水泥行业减污降碳协同环节、减污降碳协同技术和减污降碳协同效益参考值。本指南适用于纳入全国碳排放权交易市场重点排放单位的硅酸盐水泥熟料生产企业，包括国民经济代码为C3011的水泥熟料生产单位，覆盖含熟料生产及水泥制备工序（以熟料、水泥为最终产品）以及仅有熟料生产工序的水泥生产企业，为上述企业筛选减污降碳协同技术提供参考。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T7563商品煤质量水泥回转窑用煤GB/T7721连续累计自动衡器（皮带秤）GB21256水泥单位产品能源消耗限额GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则GB18484危险废物焚烧污染控制标准GB18485生活垃圾焚烧污染控制标准GB18597危险废物贮存污染控制标准GB18599一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB30485水泥窑协同处置固体废物污染控制标准GB/T35461水泥生产企业能源计量器具配备和管理要求DB33/1346水泥工业大气污染物排放标准HJ847排污许可证申请与核发技术规范水泥工业HJ848排污单位自行监测技术指南水泥工业JJG195连续累计自动衡器（皮带秤）检定规程JJG444标准轨道衡检定规程JJG1118电子汽车衡（衡器载荷测量仪法）检定规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1全国碳排放权交易市场nationalcarbonemissiontradingmarket以国际气候协定为法律基础的人为规定市场，采用“配额总量控制”方式，对纳入行业设定碳排放配额，允许配额在重点排放单位之间交易，形成碳价信号，实现温室气体减排目标。3.2温室气体重点排放单位keyemittingentityofgreenhousegas全国碳排放权交易市场覆盖行业内年度温室气体排放量达到2.6万吨二氧化碳当量的温室气体排放单位，简称重点排放单位。[来源：企业温室气体排放核算与报告指南水泥行业（CETS-AG-02.01-V01-2024)]3.3碳排放量carbonemissionamount在生产运行阶段煤炭、石油、天然气等化石燃料（包括自产和外购）燃烧活动和工业生产过程等活2动，以及因使用外购的电力和热力等所导致的二氧化碳排放量，表示为二氧化碳当量。注：包括正常和非正常工况，以及有组织和无组织的二氧化碳排放量，计量单位为“吨/年”。[来源：重点行业建设项目碳排放环节影响评价试点技术指南（试行），3.2，有修改]3.4减污降碳协同coordinatedeffortstoreducepollutionandcarbonemission基于环境污染物和二氧化碳排放同根同源的特征，遵循降碳减污内在规律，突出源头治理、系统治理、综合治理等措施的应用，采取目标协同、区域协同、领域协同、任务协同、政策协同、监管协同等手段，通过减污和降碳两个领域工作的深度耦合和同频共振。[来源：T/CSPSTC116-2023，有修改]3.5碳酸盐使用过程排放emissionsduringtheuseofcarbonates碳酸盐作生产原料、脱硫剂发生分解产生的二氧化碳排放。3.6燃料替代fuelsubstitution水泥生产过程中，使用可燃固体废物、天然气等低碳燃料部分或全部替代煤等传统高污染化石燃料的措施。3.7原料替代rawmaterialsubstitution水泥生产过程中，使用电石渣、冶金渣尾矿、造纸污泥、脱硫石膏等工业废物替代天然碳酸盐矿石，以实现减少碳酸盐直接分解排放、降低烧成温度、实现固体废物协同处置的措施。4减污降碳协同环节水泥行业减污降碳协同环节包括原料使用环节、能源使用环节、生产优化环节、大气污染协同控制环节、协同处置固体废物环节和清洁运输环节，各环节对应措施和预期成效见表1。表1水泥行业减污降碳协同环节及成效√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√35减污降碳协同技术5.1替代技术5.1.1原料替代技术5.1.1.1鼓励使用电石渣、钢渣、锰渣、赤泥等替代石灰石生产熟料，减少5%～30%的碳酸盐水泥原料使用量。5.1.1.2鼓励使用造纸污泥替代天然铝质校正材料。5.1.2能源、燃料替代技术5.1.2.1提升光伏、风电等绿色能源比例，降低用电消耗净外购煤电比例，减少使用购入电力排放。鼓励使用原、燃料堆存库房、在矿山山坡布设分布式光伏，鼓励光伏与储能技术配套。5.1.2.2鼓励使用生物质燃料，废轮胎、废纺织布条、废纸等可燃工业废物和生活废弃物部分代替燃煤消耗。5.1.2.3替代燃料按照HJ662设计、建设和管理。依据GB34330做好固体废物鉴别。涉及危险废物的，贮存按GB18597、处置按GB18484、HJ/T176设计、建设和管理，排放执行GB18484。5.2节能技术5.2.1节能粉磨技术5.2.2鼓励采用“辊压机+V型选粉机+热风管道+动态精细选粉机”的辊压机生料终粉磨技术。鼓励采用“辊压机和球磨机联合粉磨”、“辊磨半终粉磨等预粉磨”、“辊磨水泥终粉磨”等技术通过引入辊压机使用，降低传统技术路线磨机电耗。5.2.3鼓励通过高效低阻选粉机、立磨旁路风降阻均风、气流上升通道优化、粗粉预分离、撒料均布喷口环、均料稳流、高效料床碾压等多技术联合使用，实现立磨节能降耗。5.2.4高效低阻预热技术5.2.4.1新建新型干法熟料线推荐配置六级预热器，现有新型干法熟料线鼓励实施五级预热器改造为六级预热器，提高预热器换热效率和分离效率。5.2.4.2鼓励实施预热器降阻改造，通过扩大旋风筒进口面积，采用旋线蜗壳、圆锥形尾涡隔离结构，提高旋风筒分离效率、减少内切风速、降低系统阻力效。5.2.5燃烧优化技术5.2.5.1窑头推荐使用多通道燃烧器，燃烧器推荐使用新型节能点火油枪，提升供油稳定性和燃烧充分性，避免烘窑期间煤粉爆燃和熄火问题。5.2.5.2鼓励使用煤粉干燥等燃料预处理技术，入窑煤粉应满足GB/T7563要求。鼓励燃烧过程中混入天然气、液化气等易燃燃料作为辅助燃料。5.2.5.3C1预热器出口含氧量宜≤2%，窑尾烟囱排放的含氧量宜≤6%，协同处置固体废物熟料线窑尾含氧量宜≤8%。5.2.5.4鼓励采用富氧燃烧技术，一次风及送煤风氧气浓度以28%-36%为宜。5.2.6高效熟料冷却技术5.2.6.1推荐采用第四代篦冷机技术。5.2.6.2使用充气梁供风、流量阀对供风分区精细控制，冷却风用量应小于1.8Nm3/t.cl。5.2.6.3篦冷机冷回收热效率宜大于75%。5.2.6.4出冷却机熟料温度宜≤65℃+环境温度。5.2.7余热梯级利用技术5.2.7.1水泥窑可利用余热主要有窑尾、窑头排放烟气余热等。5.2.7.2余热利用依据“温度对口、梯级利用”原则，将不同温度品位的低温余热资源分别用于除湿、干燥、预热、制冷、发电等。5.2.7.3不宜使用独立热源烘干设备。5.2.8节能设备45.2.8.1循环风机、尾排风机等鼓励实施变频调速、磁偶调速、转子能馈调速等节能调速方式。推荐使用磁悬浮、风悬浮、螺杆鼓风机替代罗茨风机、离心风机。5.2.8.2选粉机、皮带机、提升机、冷却塔等鼓励取消减速机，推荐选用低速大转矩永磁直驱变频电机。冷却风机等推荐使用通用型永磁变频电机。5.2.8.3大型提升机、皮带机液力耦合器传动鼓励采用磁力耦合器，提升传动效率。5.2.9节能材料5.2.9.1新型干法水泥窑窑尾系统推荐使用耐碱砖、耐碱浇注料、耐磨浇注料、抗剥落高铝砖、抗结皮耐火浇注料，以硅酸钙板为隔热材料。5.2.9.2主要热供设备不同部位耐火材料和隔热材料选型见附录A，外部温度控制参考值见附录B。5.2.10智能控制技术5.2.10.1推荐企业建立水泥窑专家系统，实时监测水泥窑工艺沿程温度、压力等工艺参数，燃料消耗、电力消耗等能源消耗参数，烟室、分解炉出口、C1级预热器出口、窑尾烟囱等点位废气成分特征，通过优化分解炉喂煤量、分解炉温度、窑头喂煤量、窑头风机、高温风机转速等关键参数。5.2.10.2推荐企业建立能效管理系统，建立以单位产品综合能耗，单位熟料电耗、煤耗，单位水泥电耗等为核心的能效管理系统，通过对能效数据的收集、建模，指导工艺优化、设备定期维护和更新，并通过数据迭代、数据训练实现能效提升自优化。5.3废气治理协同技术5.3.1高效低阻除尘技术5.3.1.1颗粒物排放执行超低排放限值，推荐选配高效低阻覆膜袋除尘器。5.3.1.2袋除尘器过滤风速推荐在0.8～1.0m/min。5.3.2脱硫技术5.3.2.15.3.2.25.3.2.3SO2排放执行超低排放限值。入窑燃料和原料含硫量需通过成分分析确定，可用生料磨停时窑尾烟囱SO2浓度表征SO2产SO2产生浓度＞300mg/m3时，推荐配置窑灰—石膏湿法脱硫；SO2产生浓度为35-300mg/m3时，推荐配置干法/半干法脱硫技术或窑灰—石膏湿法脱硫，鼓励多种脱硫技术联合使用。5.3.3多技术组合脱硝5.3.3.1脱硝技术包括低氮燃烧技术、智能SNCR脱硝技术、SCR脱硝技术等，鼓励多技术组合使用。5.3.3.2智能SNCR段脱硝独立使用可实现NOx排放浓度小于100mg/m3。5.3.3.3NOx排放执行50mg/m3超低排放限值，推荐使用包含SCR脱硝技术的多种组合技术，SCR脱硝技术包含高温高尘SCR脱硝、高温中尘SCR脱硝、高温微尘SCR脱硝、中温中尘SCR脱硝等。5.3.3.4组合脱硝技术鼓励选配自脱硝低氮燃烧技术，可控制分解炉出口烟气NOx浓度<500mg/m3。5.3.4脱硫、脱硝、除尘协同5.3.4.1烟气脱硫、脱硝、除尘依据烟气流配置各技术的点位推荐流程如下：低氮燃烧①→智能SNCR脱硝②→半干法脱硫③→预除尘（旋风预除尘④/电预除尘⑤/金属滤袋预除尘⑥)→SCR脱硝⑦→袋式除尘⑧→窑灰/石膏湿法脱硫⑨。5.3.4.2使用窑灰/石膏湿法脱硫时，需关注颗粒物排放，不能稳定达到10mg/m3超低限值时推荐选配湿式电除尘器。5.3.4.3除尘、脱硫、脱硝协同应用的主要技术组合方式见表2。表2基于超低排放限值的除尘、脱硫、脱硝技术组合表12345.4碳捕集与利用技术55.4.1碳捕集技术推荐选择化学吸收法、吸附法和膜分离法等技术。5.4.2碳利用技术优先推荐采用CO2工业化生物利用，将捕集到的CO2注入农业温室中，增加温室内作物光合作用。5.4.3碳利用技术可采用CO2工业化化工利用技术，鼓励采用可供选择的技术有加氨制尿素、吸收电解法制NaOH、NaClO、Na2CO3和HCl，精馏法纯化制食品级CO2，飞灰水洗液侯氏制碱等。5.5协同处置固体废物5.5.1鼓励利用水泥窑协同处置一般工业固废和危险废物。5.5.2协同处置危险废物的水泥窑不应位于国务院有关主管部门及省、自治区、直辖市人民政府划定的生态保护红线区域、永久基本农田集中区域和其它需要特别保护的区域。5.5.3入窑前需根据热值、主要有害组分含量、可燃氯含量、可燃硫含量、水分等性能要求对固体废物进行配伍。5.5.4利用水泥窑协同处置危险废物需符合HJ1134和HJ662技术要求，排污许可登记执行HJ847、自行监测执行HJ848要求，排放标准执行DB33/1346和GB18484。5.6数据质量控制措施5.6.1化石燃料消耗量推荐采用“进厂量+期初库存-期末库存-外销量”核算，数据质量要求可参考《企业温室气体排放核查技术指南水泥行业》（CETS—VG—02.01—V01—2024）。5.6.2企业推荐使用依法经计量检定合格或者校准的电子汽车衡、轨道衡等计量器具，计量器具的配备和管理应符合GB17167、GB/T35461等标准的要求，计量器具的检定符合JJG444、JJG1118等规程的要求。5.6.3化石燃料收到基低位发热量推荐采用每批次贸易结算凭证及对应抽样检测报告中的数据值，检测报告的要求应符合《企业温室气体排放核查技术指南水泥行业》（CETS—VG—02.01—V01—2024）。5.6.4收到基低位发热量的检测需符合GB/T213的要求，并且收到基低位发热量抽样采样应与对应化石燃料消耗量状态一致，均为进厂煤。化石燃料收到基低位发热量的计算需符合《企业温室气体排放核查技术指南水泥行业》（CETS—VG—02.01—V01—2024）。5.6.5熟料产量推荐采用“消耗量+外销量+期末库存-期初库存-购进量”核算，核算方法参考《企业温室气体排放核查技术指南水泥行业》（CETS—VG—02.01—V01—2024）。5.6.6企业推荐使用依法经计量检定合格或者校准的电子汽车衡、皮带秤等计量器具，计量器具的配备和管理应符合GB17167、GB/T35461、GB/T7721等标准的要求，计量器具的检定符合JJG195、JJG1118等规程的要求。5.6.7非碳酸盐替代原料消耗量推荐采用入生料磨或入窑的皮带秤计量数据。皮带秤的配备和管理符合GB17167、GB/T35461、GB/T7721等标准的要求，皮带秤的检定符合JJG195的要求。5.6.8鼓励企业建立内部数据控制管理制度和质量保证体系，建立计量器具、检测设备和测量仪表维护管理制度，明确规定计量器具设备类型及型号、安装位置、监测频次、精度，以及规定的检定/校准频次，定期对计量器具、检测设备和测量仪表进行维护管理，并记录存档。5.6.9鼓励企业指定专职人员负责温室气体排放核算和报告工作。5.7