浅谈水泥生产节能技术

浅谈水泥生产节能技术
发布时间：2022-08-25T05:26:46.743Z 来源：《中国科技信息》2022年8期作者：张威
[导读] 随着我国建设行业的快速发展，我国整体经济建设发展迅速，使得我国提前进入现代化发展阶段。

我国已经将双碳目标纳入生态文明建设整体布局，制定碳达峰行动计划，全力以赴实现双碳目标。

我国水泥产量已经稳居世界第一
张威
华沃(枣庄)水泥有限公司山东省枣庄市 277300
摘要：随着我国建设行业的快速发展，我国整体经济建设发展迅速，使得我国提前进入现代化发展阶段。

我国已经将双碳目标纳入生态文明建设整体布局，制定碳达峰行动计划，全力以赴实现双碳目标。

我国水泥产量已经稳居世界第一，水泥行业碳排放比例已经在我国工业生产中排在前列，在双碳背景下的水泥行业降碳已经迫在眉睫。

关键词：水泥生产；节能技术
引言
我国整体经济建设的快速发展推动我国各行业发展迅速，为我国基础建设的不断完善贡献力量。

在建设社会主义现代化强国的新时期，水泥行业作为制造业中的佼佼者必将迎来新的变革，也必将走向更加智能、环保、高效、创新的道路。

1水泥行业碳排放来源
1.生料碳酸盐分解，水泥生产过程就是将生料制备成为熟料，再将熟料制备成为水泥的过程。

熟料的制备其中重要一环就是将生料中碳酸盐分解。

影响碳酸盐分解的因素主要有石灰石性质、生料细度和颗粒级配、生料悬浮分散程度、分解炉温度、窑内通风和黏土质原料性质等因素。

2.燃料的燃烧，生料在制备成为熟料的过程中需要大量的热，一般国内水泥厂使用煤粉在窑头和分解炉进行燃烧产生热量。

煤粉的主要成分是碳，碳燃烧后产生大量的CO2。

煤粉的燃烧过程分为干燥、热解及挥发份析出、挥发份燃烧、焦炭燃烧。

3.协同处置废弃物产生，废弃物主要包括污泥、污染土、垃圾、危险废物等，协同处置废弃物产生的CO2相对于熟料生产较少，但是废弃物中存在的大量氟、氯、硫、碱等有害物质在处置过程中会对回转窑系统带来较大危害，间接增加CO2产生。

2水泥生产节能技术
2.1研发能力提升
事实证明，一个能够与时俱进的行业，只有不断的提高自主创新能力，加大研发项目的投资与建设，才能给水泥行业提供新的活力。

我国正处在基础建设高速发展的阶段，城镇化的加快，使得废弃混凝土、砖块、渣土等建筑垃圾的储量不断增多，所以，建筑垃圾的堆放、回收利用一直是我国亟待解决的难题。

而部分建筑垃圾是可以用作水泥原料来使用的，目前，我国水泥行业使用建筑垃圾的用量较少，对建筑垃圾的要求较高，且缺少一整套系统的建筑垃圾处理方案，因此水泥行业在建筑垃圾研发项目的建设上，还有很大的进步空间。

我国水泥产量居世界前列，但水泥产品较为单一，特种水泥、有色水泥、透光水泥、导电水泥的生产较少，特色水泥产品的研究停滞不前，因此，应加大对特色水泥品种的研发项目建设，不断探索和研发新的水泥产品。

实验室水平的高低是衡量一个制造业企业创新能力和研发能力的关键，在新时代建设社会主义强国的背景下，一个企业要提高它的核心竞争力，必然要提高企业的创新能力和研发能力，这就要求建设一批高水平、高质量、功能齐全、智能化的实验室，因此未来水泥行业的发展，必然将实现从简单的化验室向高水平、多功能实验室的转变。

2.2水泥生产企业供配电节电技术措施
水泥生产企业特别是新型干法水泥生产的用电量大，如一条带有余热发电的5000t/d生产线、正常生产情况下的年用电量为1.5亿kWh左右，其中因电力变压器和供配电线路产生的损耗占用电量的5%左右，因此关注供配电系统的运行损耗并采取相应的节电技术措施，是做好水泥生产企业节能降碳工作的一个方面。

从上几年认证中心对水泥企业的专项节能诊断反映，大部分企业因每月和供电部门的电费结算，较为关注供电外线的损耗并对提高全厂（对电网的）用电功率因数采取有效措施，但分析厂区内变配电系统运行合理性和相应电力损耗的较少。

2.3窑炉节煤
回转窑及预热器用煤产生的CO2占水泥厂排放比例也较大，约占所有排放量的35%左右。

因此，窑炉方面先进的技术性减排措施可以有效降低CO2排放量。

窑炉节煤可以从以下几方面考虑：1.应用新型高性能窑头燃烧器。

水泥企业在选用窑头燃烧器时，必须选用与本企业水泥窑型相适应的燃烧器，窑头一次风机的选型也是燃烧器节煤的关键，根据相关研究表明，窑头一次风用量每降低1%，煤耗降低
1kg/t.cl。

2.应用高性能隔热材料。

窑、预热器、篦冷机等热工设备的隔热也是窑炉节煤较为关键的一环。

传统不定型耐火材料施工采用硅酸钙板隔热，硅酸钙板较厚，隔热效果也一般，新型纳米隔热材料更薄，隔热效果更好。

采用新型纳米隔热材料替代硅酸钙板可以有效降低热工设备表面温度，也可以扩充分解炉炉容，水泥企业可以重点考虑。

窑耐火砖也可以采用隔热效果更好的耐火砖，有效降低窑筒体表面温度，降低水泥窑热损失，从而起到节煤作用。

另外三次风管砌砖时，采用保温砖替代硅酸钙板也可以有效降低表面温度，可以延长耐火砖使用寿命。

3.治理系统漏风。

理论上，每增加1%过剩空气系数，熟料煤耗增加1kg/t.cl。

一般窑尾氧含量控制在2%-3%，窑尾烟囱氧含量控制在7%以下。

水泥企业重点检查窑头、窑尾密封，预热器检修门、窑投窑门、预热器翻板阀等处漏风，保证在窑系统用风基础上，尽量降低系统漏风，节能降耗。

4.设置合理工艺参数。

企业应根据自身窑炉特点制定合理的工艺技术指标，确定料、煤（油）、风、窑速、温度、压力等合理参数范围，处理好窑、炉、篦冷机的相互关系，稳定系统热工制度，提高窑系统稳定性和运转率，延长安全运转周期。

2.4正确掌握工艺要求
找准关键工艺参数及控制路线，而不要轻易模仿现成的窑磨操作员手法，否则会导致很多误区，白白浪费精力与资金。

举一简单例子便可说明：水泥企业总将熟料游离钙合格率当作熟料质量的核心要求，自动化人员常用此指标判断烧成温度。

然而，游离钙波动往往是原燃料成分不稳所致，若为此反复调整喂料量或喂煤量，不但很难提高其合格率，也很难降低能耗。

况且该指标只表明化学反应的完成程
度，并不表示它在熟料矿物相内的分布状态，而且游离钙过低必将升高能耗，也会降低熟料质量。

因此，智能控制熟料质量的基础应是准确控制熟料的晶相结构，在线检测熟料岩相成功之前，这只有寄予稳定原燃料的设施可靠。

2.5实践创新
硫铝酸盐水泥分普通硫铝酸盐水泥、高硅硫铝酸盐水泥和高钙硫铝酸盐水泥。

高钙硫铝酸盐水泥又称阿利特硫铝酸盐水泥，阿利特矿物与硫铝酸钙矿物仅在CaF2矿物的催化下才能共生，所以该熟料烧成时原料中必须掺入少量萤石。

高硅硫铝酸盐水泥熟料中含有较高的贝利特矿物，所以又称其为贝利特硫铝酸盐水泥。

该水泥与普通硫铝酸盐水泥类似之处是水泥水化液相的pH值较低，存在钢筋早期锈蚀和混凝土表面起粉等问题，都不能用于制备钢筋混凝土建筑构件。

然而，这2种水泥都可作混凝土外加剂使用，不过，高硅硫铝酸盐水泥由于有效组分含量相对较低，要达到同样效果所需掺量稍高。

该水泥的主要优势是可利用工业废渣：如高铝粉煤灰、赤泥（铝渣）和硫铁尾矿等作为原料进行熟料生产。

这为推广硫铝酸盐水泥外加剂创造了有利条件。

在水泥供给侧和使用侧的高质量发展进程中，硫铝酸盐水泥用作混凝土外加剂具有较好的市场前景。

结语
我国是一个水泥大国，水泥产量已居全球首位，在水泥生产过程中，使用燃料和石灰石分解过程中都会产生CO2。

在“双碳”的背景下，水泥生产节能技术已经迫在眉睫。

参考文献
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