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试析“十二五”我国水泥工业技术进步的任务目标

  

                                      作者:高长明    来源:中国建材报   

          

      经历了几十年几代人的艰苦努力和研发创新,如今我国水泥工业已经崛起,积累了雄厚的硬实力和软实力,“十二五”期间将实至名归地登上世界水泥强国的舞台。现将今后5年间我国水泥工业技术进步的任务和目标分述之,与业界共探讨。

  实现水泥企业对生态环境的零污染

  以前人们的注意力大都集中在粉尘排放上,现在我国水泥工业的粉尘排放已可以达到30mg/m3(标)以下的要求,下一步的目标是继续削减SO2与NOx的排放,严格限制Hg和Cr等重金属的排放。具体的任务,也可以说市场需求将有数百条新干窑为了适应更严格的环保排放标准,需要把原有的窑尾电收尘器升级更新为袋收尘器或电袋式混合收尘器,增设SO2或NOx减排装置(GSA、SNCR、SCR),增设窑尾旁路放风及窑灰处理系统等,完全实现水泥窑排放对生态环境的零污染。估计这项费用约为150亿元。

  推广利用各种可燃废弃物,开拓生物质燃料,力争化石燃料趋于零消耗

  替代燃料在水泥窑上的利用是我国水泥工业的薄弱点,与国际先进水平相差甚远。其主要原因是政府的正确引导和统筹决策滞后,水泥企业心有余而力不足,无从应对这一涉及市政、环卫、环保等诸多部门利益的复杂关系。虽然长期的国际经验早已证实水泥窑在处置可燃废弃物方面具有独特的优势,但在国内却难以获得认同。这也许是几十年来我国水泥工业的公众形象欠佳之故吧。所幸现在客观形势需要和人们对水泥企业的“偏见”已发生较大转变,加上有些水泥企业的研发以及有关政府的关注,水泥厂采用替代燃料项目已取得一些初步的成效或示范。只要政府能落实必要的扶持政策,水泥厂推广利用替代燃料的“瓶颈”就可迎刃而解并顺利开展。同样在“十二五”期间将会有数百条新干窑增设烧废料的全套设施与装备。如果到2015年全行业的燃料替代率按20%计,则这项费用约为200亿~300亿元,视可燃废料的热值而得。显然,政府激励力度越大,其替代率相应地提高越多。

  生物质(微藻)燃料是一种新能源,它的研发采用对水泥工业的碳减排作用也很显著。但2015年我国水泥工业能否实现工业应用,尚难预言。

  继续提升余热发电效率,达到熟料生产电能零消耗

  在我国水泥窑余热发电是应用最广泛、最有成效的一项技术,已有54%的新干窑装备了余热发电设施,约680套,总计年回收电量330亿千瓦时,节省标煤1160万吨。吨熟料的平均发电量已达34千瓦时,较先进的已超过40千瓦时;而且从余热锅炉到发电机全套机电与自控装置完全国产化,还有不少出口的业绩。目前正在加紧研发包括Kalina循环在内的旨在提升吨熟料发电量达50千瓦时或更高的各种新技术,已取得若干初步效果。估计2015年有望达到预期目标。现今我国先进新干生产线吨熟料电耗为56千瓦时,届时,借助各种新研发的节能提效措施(最佳实用技术BAT),如果能将吨熟料电耗降到50千瓦时,我国岂不就实现了熟料生产电能零消耗的目标。经过近30年两代人的努力,现在看来我们离这一目标确实不太远了,希望在“十二五”之内基本付诸实现。这项成果对世界水泥工业无疑是一个重要的贡献,特别是对广大发展中国家更具实用价值。估计2015年我国按熟料总量计的水泥窑余热发电使用率将达80%,即需新增余热发电装置约300~350套,费用约160亿元,其中包括一部分老装备的技改更新。

  最佳实用技术(BAT)的研发应用

  在水泥生产过程中任何一种对提高工艺效率和节能降耗的新型实用的新技术、新装备,经德国水泥联合会技术委员会鉴定论证并列入推荐目录的统称为最佳实用技术(BAT)。我国水泥工业还没有科学、公正、规范、权威的BAT制度。这里仅借用其意。

  目前我国水泥工业中,除以上已提到的袋收尘器、GSA、SNCR、SCR、旁路放风、替代燃料、余热发电等以外,具有较大节能效果宜进一步推广应用的BAT性质的技术主要有第四代和第五代篦冷机、水泥(矿渣)立磨、水泥粉磨辊压机、低阻高效预热器及分解炉系统、轻型两(或三)支点回转窑、水泥厂实时质量调控系统、变频调速技术等。我国企业大部已掌握这些BAT技术并应于推广,逐步替代更新原有的相对落后的老式装备,以提高全行业的工作效率,降低能耗。同时在推广过程中还可以继续研发改进,或者创造出更好更新的BAT技术。科技进步无止境。“十二五”期间,用以技改更新的篦冷机、立磨、辊压机等估计将超过1500台(套),推广应用上述各项BAT技术装备的总费用约300亿元。

  扩大利废、推广混合水泥,提高水泥品质,减少水泥消费

  这项工作的主要内容是研发利用各种工业废料作为混合材,对矿渣、粉煤灰、钢渣、矸石等进行深加工,尽量少用熟料,降低熟料系数,科学应用各种外加剂,改进水泥性能,多产高品质混合水泥,以质代量,减少水泥消费量。我国水泥工业在利废方面做得不错,2009年熟料系数是0.67,吨水泥利废量386kg;不足之处是混合材深加工不够,其潜能尚未充分挖掘开发。有些“小水泥”混合材超标滥掺,制造假冒伪劣产品。好在随着立窑的淘汰,这一弊端将会消除,不致再拖延到2015年。

  “十二五”期间,我们的工作重点是提高混合材品质,充分发挥其潜在胶凝性,而不是一味地增加混合材掺入量。很显然,在熟料性能一定的情况下,必须提高混合材品质才能生产出高性能的混合水泥;然后才谈得上以质代量,减少水泥消费量。我国长期以来,32.5的低标号水泥始终占总量的60%,而42.5的仅占30%多一点,52.5水泥和特种水泥还不及10%。“十二五”期间,应努力把32.5和42.5两者的占比互换。仅此措施,理论计算就能减少水泥消费总量近10%,效益明显。

  此外,在熟料矿物组成方面,我们不能拘泥于传统的波特兰构成,应注意开拓应用各种新型矿物组成的熟料,如硫铝酸盐水泥、高贝利特水泥、地质聚合水泥等。这些水泥的碳排放强度较普通硅酸盐水泥低不少,是具有一定发展潜力的产品,应多加关注。

  笔者相信,“十二五”期间我国水泥工业完成上述各项技术进步的内容而且达到预期的指标是可行的,有相当把握可以实现。归根到底就是落实循环经济和低碳经济,实行清洁生产和可持续发展;科学严谨,认真负责地做好每一个环节的工作;加大研发创新的投入,把我国水泥工业全面提升到一个新高度。预计2015年世界水泥消费总量将达37亿吨左右,而我国约为21.5亿吨(预控值),占全球总量的58%;同时我国水泥的单位能耗、单位污染物排放、单位碳排放、全员劳动生产率、水泥性能与综合品质、单位利废量等技术指标均达到世界平均先进水平。届时我国被冠以世界水泥强国,可谓当之无愧。让我们继续共同努力实现这个目标。

 

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