[原創(chuàng)]陳章水：四種途徑推進(jìn)水泥業(yè)低碳化發(fā)展
全國(guó)人大代表、合肥院副院長(zhǎng)陳章水笑談水泥工業(yè)低碳發(fā)展之路
盡管2009年底在丹麥哥本哈根舉行的世界氣候大會(huì)沒有達(dá)成具有實(shí)質(zhì)約束力的決議，但是因哥本哈根會(huì)議而起的“低碳”理念，已經(jīng)深入人心。溫家寶總理在2010年政府工作報(bào)告中提出“打好節(jié)能減排攻堅(jiān)戰(zhàn)和持久戰(zhàn)”，“加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)”。“低碳經(jīng)濟(jì)”更是成為兩會(huì)代表們熱議的話題。
全國(guó)人大代表、合肥水泥研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)陳章水在接受中國(guó)水泥網(wǎng)記者采訪時(shí)透露，他今年就有一個(gè)提案專門關(guān)注水泥工業(yè)的低碳發(fā)展之路。他認(rèn)為，中國(guó)水泥工業(yè)可以通過采用新技術(shù)、新裝備，提高資源回收利用率，提高水泥環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，尋找熟料替代物等途徑進(jìn)一步降低能源消耗，減少二氧化碳的排放，讓中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更低碳、更環(huán)保。
從事水泥工業(yè)技術(shù)研究多年的陳章水副院長(zhǎng)一見面就向記者展示了一個(gè)科研工作者的嚴(yán)謹(jǐn)與細(xì)致——為了說明水泥工業(yè)節(jié)能減排的必要性，他首先羅列了一組數(shù)據(jù)：水泥生產(chǎn)中消耗的能源占世界能源消耗總量的2%以上，排放的二氧化碳占人類活動(dòng)制造的二氧化碳總量的5%，每生產(chǎn)1噸水泥需消耗100kWh電能，每生產(chǎn)1噸熟料需消耗700-800大卡的熱量。
據(jù)記者推算，通常每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量在7000大卡左右，這意味著，每煅燒1噸熟料就需要消耗約110公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年中國(guó)水泥總產(chǎn)量為16.3億噸。照此計(jì)算，2009年，水泥行業(yè)總共消耗煤炭1.8億噸，占2009年全國(guó)煤炭總產(chǎn)量（29.1億噸）的6.2%；消耗電能1630億kWh，占當(dāng)年全國(guó)發(fā)電總量（36506億kWh）的4.5%。
鑒于水泥行業(yè)能源消耗如此之多，二氧化碳排放量如此巨大，陳章水感嘆道：“水泥工業(yè)節(jié)能減排的空間非常巨大，水泥工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)大有可為！”熟知水泥生產(chǎn)工藝每個(gè)細(xì)節(jié)的陳章水認(rèn)為，水泥工業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)可從以下幾個(gè)方面入手：
第一，采用新技術(shù)、新裝備，提高生產(chǎn)效率。
以生料制備工藝為例，傳統(tǒng)管磨每磨1噸生料需要消耗電能20-28kWh，而如果采用先進(jìn)的立磨工藝，每磨1噸生料所需電耗為14-18kWh。保守來算，采用立磨每噸生料可減少電能消耗5-10kWh，節(jié)電20-30%。如果按照每噸水泥中熟料占70%，每噸熟料需消耗1.6噸生料來算，2009年中國(guó)在生產(chǎn)16.3億噸水泥的過程中，共產(chǎn)生了18億噸生料，如果生料制備過程中全部采用立磨工藝，水泥行業(yè)每年可節(jié)省電能90-180億kWh。
經(jīng)過合肥院、天津院、成都院等水泥研究設(shè)計(jì)單位的不懈努力，中國(guó)的立磨技術(shù)已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性破，大型立磨國(guó)產(chǎn)化程度也越來越高。其中尤其值得一提的是合肥院。據(jù)副院長(zhǎng)陳章水介紹，該院從“六五”時(shí)期就開始了對(duì)立磨工藝的研究，在立磨技術(shù)方面積累了豐富的科研和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。2009年11月，合肥院自主研制的HRM4800大型立式磨運(yùn)行一年多時(shí)間后，成功通過鑒定，該立磨可滿足日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)配套要求，對(duì)水泥行業(yè)的節(jié)能減排事業(yè)意義重大。
在水泥粉磨過程中，采用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的節(jié)能效果同樣非常顯著。傳統(tǒng)的管式磨每磨1噸水泥需要消耗電能38-48kWh，而如果采用輥壓機(jī)技術(shù)之后，噸水泥電耗可以降至27-33kWh。采用新技術(shù)后，生料和水泥粉磨過程中節(jié)省的電能占水泥生產(chǎn)電能總消耗的10-20%左右。
第二，推廣余熱發(fā)電技術(shù)，提高能源回收利用率。
水泥熟料鍛燒過程中，由窯尾預(yù)熱器、窯頭熟料冷卻機(jī)等排掉的400℃以下低溫廢氣余熱，其熱量約占水泥熟料燒成總耗熱量30%以上，造成的能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。如果將這些白白浪費(fèi)掉的400℃以下低溫廢氣余熱轉(zhuǎn)換為電能，每噸熟料可發(fā)電30-40kWh。這也就意味著，采用余熱發(fā)電技術(shù)后，水泥廠生產(chǎn)中所需的電能有30-40%可以自己滿足。
第三，提高污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管?！?/STRONG>
據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2008年底，全國(guó)共有水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)51項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)56項(xiàng)，其中關(guān)于節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)15項(xiàng)。隨著中國(guó)水泥工業(yè)的飛速發(fā)展，有些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明顯落后，如果不加修改，無異為高能耗、高污染的水泥廠家打開了生存空間，不利于水泥工業(yè)的節(jié)能減排。
2004年12月29日發(fā)布的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》是由合肥院副院長(zhǎng)陳章水牽頭制定的?？紤]到當(dāng)時(shí)中國(guó)水泥工業(yè)的實(shí)際情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥生產(chǎn)中的熱力排放不超過每標(biāo)米50mg，冷力排放不超過30mg。近年來隨著水泥環(huán)保技術(shù)的不斷提高，這些標(biāo)準(zhǔn)都已具備了進(jìn)一步提高的可能性。為此，陳章水建議把熱力排放標(biāo)準(zhǔn)降至30mg，冷力排放降至20mg。如果采用新標(biāo)準(zhǔn)，水泥工業(yè)的大氣污染物排放將減少40%。此外，收集回來的粉塵幾乎都是生料粉和水泥粉，大約每萬噸水泥可通過收集粉塵排放物回收5-10噸生料粉和水泥粉，這樣既減少了污染物排放，又節(jié)約了資源和能源。
第四， 另辟途徑，采用熟料替代物。
熟料是水泥的主要成分，與4-5%的石膏混合粉磨后，可以與水反應(yīng)并硬化。而其他礦物質(zhì)與熟料、石膏一起粉磨之后也具有水硬性，如高爐礦渣，粉煤灰和天然火山物質(zhì)。這些替代物的使用可以降低水泥中熟料的含量，從而降低二氧化碳的排放。
陳章水副院長(zhǎng)介紹，國(guó)外水泥行業(yè)從50年代就開始研究利用鋼渣作為水泥熟料的替代物，目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。煉鋼過程中會(huì)產(chǎn)生大量鋼渣，這些鋼渣如果不回收利用，不僅占地方還污染環(huán)境。鋼渣的主要成分是鈣、鐵、硅、鎂、鋁、錳、磷等氧化物，其中含有各種各樣的雜質(zhì)。利用立式磨、輥壓機(jī)及其他先進(jìn)的超細(xì)磨設(shè)備，可以將鋼渣充分磨碎，然后再用堿性材料激活，就可以替代熟料生產(chǎn)水泥。
目前，國(guó)內(nèi)利用鋼渣生產(chǎn)水泥的技術(shù)已經(jīng)有所突破，但是如何提高鋼渣水泥的強(qiáng)度、減輕鋼渣水泥對(duì)鋼筋的銹蝕等技術(shù)難題仍需進(jìn)一步研究，這就需要得到國(guó)家政策和資金的扶持，還需要政府部門及時(shí)制定相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3月22日，以“低碳經(jīng)濟(jì)下的水泥工業(yè)”為主題的2010國(guó)際水泥周即將在上海新天哈瓦那大酒店拉開帷幕。屆時(shí)，眾多行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、資深專家、水泥裝備供應(yīng)商、水泥生產(chǎn)廠家將齊聚一堂，共同就余熱發(fā)電、廢棄物處理、除塵、粉磨技術(shù)展開研討。屆時(shí)，合肥院也將派出強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在粉磨論壇、水泥窯處理廢棄物論壇等會(huì)議上分享成功經(jīng)驗(yàn)，探討、解決技術(shù)難題。欲知更多詳情，請(qǐng)登錄“國(guó)際水泥周”專題網(wǎng)站。
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