2010-09-15 15:08:10 来源:水泥人网

水泥低碳生产技术评述

摘要:

低碳经济是以低排放、低消耗、低污染为特征的经济发展模式,是从传统的高排放、高能耗、资源依赖型(“两高一资”)的发展模式转向可持续发展的必由之路。发展低碳经济就是要在科学发展观的指导下,通过技术创新、产业升级、新能源开发及政策保障体系的完善等多种方法和手段,努力减少天然化石燃料消耗,大幅度提高社会生产活动的能效水平,显著降低生产产品单位温室气体排放强度,实现经济社会发展与生态环境保护全面进步,提高应对气候变化的能力。

水泥是经济建设的重要材料,水泥工业也是国民经济的重要的基础产业。水泥工业的快速发展有力支撑了国家社会经济的建设。然而,作为传统的工业部门,水泥工业有着显著的“两高一资”生产工艺特性。水泥工业传统的发展和生产模式,使得资源、能源都难以为续,对生态环境也造成了极为不利的影响。低碳经济是水泥工业发展的必由之路;推动水泥工业低碳生产技术研发和应用,促进水泥工业大幅度节能减排,实现水泥工业先进、绿色制造,是水泥工业发展面临的紧迫任务。

1.水泥生产CO2的排放

水泥生产包括原料开采、生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨等多个工艺环节,使用多种输送、破碎、粉磨、煅烧工艺设备及电机、风机等,需要消耗一定量的电力。各工艺过程的单位电力消耗如表一所示。可见,每生产1吨水泥,需要消耗电力约110kWh。

水泥熟料煅烧包括原料矿物分解、固相反应、液相烧结、熟料冷却等一系列物理、化学过程、需要消耗大量的热量。目前大多使用的煅烧工艺为预分解窑炉,燃煤由喷煤管分别送入分解炉和回转窑进行燃烧。水泥熟料形成反应的理论热耗约为1700kJ/kg。由于窑炉筒体表面散热、燃烧烟气带出热量及出窑熟料带出热量,实际的水泥熟料烧成热耗约为3200kJ/kg,即吨熟料综合煤耗约为110kg标准煤。

水泥生产电力消耗可产生间接CO2排放,即直接CO2排放由发电厂燃料燃烧产生。根据国家主管部门发布的数据,我国电力消耗CO2排放因子平均约为0.86TCO2/MWh,由此也可以推算出吨水泥生产电力消耗产生的间接CO2排放量约为94.6千克。水泥生产燃料消耗会产生直接CO2排放。可根据燃料中有机碳含量进行换算,计算出CO2排放量,但采用标准煤换算更为方便、快捷。根据中国建筑材料科学研究总院的初步研究,燃煤的CO2排放因子介于2.31—2.55千克CO2每千克标准煤,而国家发改委能源所推荐的排放因子为2.46千克CO2每千克标准煤。由此,可以计算出生产每吨水泥熟料、由燃煤燃烧产生的直接CO2排放量约为295千克。水泥生产采用石灰质原料,经煅烧后石灰质原料中的碳酸盐矿物会分解,释放出大量的CO2。通常,生产1吨水泥熟料需要消耗1.55吨生料,即产生的直接CO2排放量约为550千克。按水泥中的熟料系数为0.75计,可计算出生产单位水泥CO2总排放量约为728千克/吨。

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