建材工業(yè)水泥的清潔生產(chǎn)技術(shù)
| 摘要: （一）優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)政策措施 1.現(xiàn)狀與存在的問題 分析表明： （1）我國的硅酸鹽水泥、特種水泥、#525水泥比例偏低，落后于國外水平。1994年我國的特種水泥（467萬噸）和道路水泥（90萬噸）含計占總產(chǎn)量的1.3%，而國外一般超過4%，有些水泥大國和地區(qū)的主導產(chǎn)品就是#525硅酸鹽水泥； ?。?）我國水泥產(chǎn)品以立窯水泥為主，1994年立窯水泥為33360萬噸，占總量的79.2%，而回轉(zhuǎn)窯水泥只占20.8%，這與世界水泥工業(yè)的發(fā)展相悖，國外立窯水泥總量不超過3000萬噸； （3）雖然我國發(fā)展新型干法窯已取得了較大成績，但至今尚未超過全部回轉(zhuǎn)窯能力的一半，在全部熟料生產(chǎn)能力中僅占10%，說明代表世界水泥工業(yè)潮流的先進技術(shù)在我國尚處于薄弱地位。 1994年我國共有水泥企業(yè)約8300家，其中鄉(xiāng)以上企業(yè)約6200家，村以下企業(yè)約2100家，小型企業(yè)（有許多是小于5萬噸的特小型企業(yè)）占企業(yè)總數(shù)近95%，為世界水泥工業(yè)之最。由此導致我國水泥企業(yè)平均規(guī)模不到國外的1/10。發(fā)達國家水泥企業(yè)的平均規(guī)模，歐盟國家為40～50萬噸，美國近70萬噸，日本超過250萬噸，而韓國達到500萬噸。 水泥工業(yè)的不良結(jié)構(gòu)帶來了許多負而影響，如能耗偏高、水泥的品種和質(zhì)量難以滿足市場要求、勞動生產(chǎn)率太低、環(huán)境污染嚴重等。1994年我國大中型水泥企業(yè)的熟料標準煤耗為163.36千克（其中回轉(zhuǎn)窯為177.64千克，立窯為143.39千克），高于國際先進水平35%以上，1994年水泥工業(yè)耗煤6000多萬噸，到2010年時將超過1億噸，會成為煤炭工業(yè)的一大負擔；由于優(yōu)質(zhì)水泥偏少，我國建筑工程中“肥梁、胖柱、重蓋”的現(xiàn)象長期難以改觀，導致資源的大量浪費，甚至影響工程的長期質(zhì)量；立窯企業(yè)全員每人每年生產(chǎn)水泥80～150噸，大中型企業(yè)為200～350噸，只有少數(shù)500～1000噸，而國外普遍為2000～4000噸，勞動生產(chǎn)率遠遠落后于水泥工業(yè)發(fā)達國家；我國水泥企業(yè)污染最嚴重為的粉塵，粉塵的飛揚損失率高達3%～5%，水泥在裝運中的損失也超過了3%，而發(fā)達國家的粉塵污染基本得到治理，如歐盟國家粉塵飛揚損失平均為0.17～0.40千克/噸熟料，德國水泥廠粉塵總飛揚損量在0.3千克/噸水泥以下，水泥廠周圍的降塵量可達到純農(nóng)業(yè)區(qū)的水平，即0.1千克/平方米·天，粉塵污染在小企業(yè)中尤為嚴重，另外還有亂開采對資源的浪費和對植被的破壞等。 上述種種問題表明，水泥工業(yè)要實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推行清潔生產(chǎn)，其關(guān)鍵措施之一是大力調(diào)整現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。 2.對策與措施 結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向主要是通過積極發(fā)展以預(yù)分解窯為主要新型干法窯，積極建設(shè)大中型生產(chǎn)線，擴大企業(yè)規(guī)模，節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和多方面的效益，改造或淘汰小型、落后的裝備及企業(yè)；與此同時必須深化企業(yè)改革，提高企業(yè)綜合素質(zhì)。根據(jù)對水泥品種、標號、窯型以及企業(yè)規(guī)模目標的預(yù)測，到2010年我國水泥工業(yè)將由現(xiàn)在的“大而弱”向“大而強”顯著轉(zhuǎn)化，主要表現(xiàn)在以下幾方面： （1）水泥產(chǎn)量將增長80%，其中回轉(zhuǎn)窯水泥將增長1倍，#525以上水泥將增長2.5倍，特種水泥增長3倍，硅酸鹽水泥和普通水泥和產(chǎn)量都大幅度上升； （2）新建、擴建和改造的回轉(zhuǎn)窯大多將采用新型干法窯，其配套裝備和技術(shù)也將采用高效節(jié)能的新產(chǎn)品和新成果； ?。?）在“上大改小”方針指導下，新增能力將與改造、改革現(xiàn)有企業(yè)相結(jié)合，盡可能盤活存量資產(chǎn)，推進企業(yè)重組聯(lián)合，擴大規(guī)模，提高綜合效益，大中型企業(yè)產(chǎn)品所占比例提高到67.5%； ?。?）條件較好的立窯企業(yè)將被徹底改造，有些將擴建為回轉(zhuǎn)窯，條件差的企業(yè)將被淘汰，兼并或轉(zhuǎn)產(chǎn)，立窯企業(yè)的數(shù)量將減少； （5）隨著水泥工業(yè)綜合治理水平的提高，環(huán)保達標的企業(yè)將日益增多。 我國水泥工業(yè)是小線小廠的汪洋大海，巨大產(chǎn)量是在極不合理的規(guī)模結(jié)構(gòu)狀態(tài)中實現(xiàn)的，這種現(xiàn)狀與今后強調(diào)確保水泥質(zhì)量，提高企業(yè)與社會綜合效益，保護環(huán)境以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等正確發(fā)展方向的要求背道而馳。水泥工業(yè)技術(shù)政策的部分新要點如下： ?。?）推動立窯生產(chǎn)線全面向年產(chǎn)約10萬噸規(guī)模的先進立窯生產(chǎn)線發(fā)展。我國規(guī)模不超過10萬噸；/年的小生產(chǎn)線占90%以上。經(jīng)過“八五”的發(fā)展已經(jīng)完成了土立窯向機械化立窯的發(fā)展過程。我國立窯生產(chǎn)線目前的出路只能向規(guī)?；?0萬噸/年是立窯生產(chǎn)線的******規(guī)模）和采用現(xiàn)代技術(shù)的先進立控方向發(fā)展。指明和引導這種發(fā)展是技術(shù)政策新要點的重要內(nèi)容之一。 （2）限定水泥廠的最低規(guī)模不小于20萬噸/年，生產(chǎn)線的最小規(guī)模，立窯接近于10萬噸/年，旋窯不小于20萬噸/年，以此作為立窯廠技術(shù)改造和新旋窯生產(chǎn)線的指導方針。生產(chǎn)具有一定規(guī)模才可能在管理上和技術(shù)上采用現(xiàn)代化的手段，才能具備嚴格控制產(chǎn)品質(zhì)量的條件。10萬噸/年規(guī)模的立窯生產(chǎn)線的是以******型號的機械化立窯為主體，可采用較好的配套設(shè)施和監(jiān)控技術(shù)，保證水泥質(zhì)量；20萬噸/年的旋窯生產(chǎn)線意味著基本具備新型干法生產(chǎn)工藝的起碼經(jīng)濟條件，也意味著排除采用濕法、半干法（立波爾）和規(guī)模過小的干法生產(chǎn)線的可能，使小水泥廠的改造、升級有較高的技術(shù)起點：20萬噸/年的水泥廠已基本達到銷具規(guī)模的中型廠的要求。 ?。?）規(guī)定在水泥窯煅燒熟料時，無論立窯或旋窯一律不準使用石膏和瑩石之類的礦化劑技術(shù)。采用石膏、瑩石這類的礦化劑，在熟料燒成過程的有SO2和氟化物放出，存在嚴重污染環(huán)境的弊端。在水泥需求矛盾已經(jīng)緩和并進入有序發(fā)展、強調(diào)清潔生產(chǎn)、注意可持續(xù)發(fā)展的今天，以犧牲環(huán)境為代價的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)堅決予以淘汰、制止。 ?。?）要求我國水泥國家標準中的質(zhì)量指標與國際先進指標看齊，積極推進與國際標準接軌。水泥標準在一定程度上反映了水泥工業(yè)發(fā)展水平，也是推動其發(fā)展的強大動力和有效手段。 （5）要對水泥生料配料中不用或少用粘土，尤其是對毀田取土作出政策規(guī)定，我國目前水泥廠毀田取土現(xiàn)象較嚴重，尤其是立窯廠為了生料成球工藝的需要，必須采用塑性好的粘土作為原料。成球燒成是落后工藝，新型干法工藝無需生料預(yù)先成球。把水泥工業(yè)少用或不用粘土、禁止毀田取土作為技術(shù)政策，既促進了水泥工業(yè)的技術(shù)進步，又有利于保護環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 ?。?）把環(huán)保指標用技術(shù)政策的方式作出明確規(guī)定。水泥工業(yè)對環(huán)境的污染主要是粉塵，水泥廠數(shù)目越多，排放點越多，治理越困難，我國水泥工業(yè)大量采用立窯生產(chǎn)，其污染很難治理，實際上大多數(shù)立窯生產(chǎn)以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價的。在技術(shù)政策中明確環(huán)保指標，可以制約低水平立窯的生產(chǎn)，還會從深層次有利于提高水泥廠的設(shè)計水平、裝備制造水平、生產(chǎn)管理水平以及投資分配合理化。 ?。?）要明確宣布一批規(guī)模過小、設(shè)計落后的水泥工業(yè)設(shè)備為淘汰設(shè)備。 ?。?）要實現(xiàn)大型新型干法生產(chǎn)裝備國產(chǎn)化，大幅度降低大型生產(chǎn)線的設(shè)備費用和提高可靠性、先進性。600～2000噸/日的生產(chǎn)線已可以全面國產(chǎn)化，4000噸/日的生產(chǎn)線已有若干設(shè)備可自行設(shè)計制造。技術(shù)政策應(yīng)為促進水泥生產(chǎn)設(shè)備的大型化創(chuàng)造條件和指明方向，為水泥工業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)調(diào)整提供基礎(chǔ)。 ?。?）要明確提出大幅度提高我國水泥工業(yè)勞動生產(chǎn)率。我國目前處于千軍萬馬齊搞水泥的狀態(tài)，勞動生產(chǎn)率十分低下。就是在一些引進裝備的大型水泥廠，按生產(chǎn)崗位的實物生產(chǎn)率的比國外同類廠低幾倍，如果不能通過規(guī)?；a(chǎn)明顯提高勞動生產(chǎn)率，會在很大程度上失去規(guī)模結(jié)構(gòu)調(diào)整的意義。 （二）依靠技術(shù)進步，節(jié)能降耗 依靠技術(shù)進步來促進水泥工業(yè)的節(jié)能降耗是水泥工業(yè)清潔生產(chǎn)的重要措施之一，它可以最大限度地綜合利用自然資源和能源，提高生產(chǎn)效率和技術(shù)水平，減少資源和能源的消耗，減輕環(huán)境負荷。水泥工業(yè)能源消耗占建材總能耗的35%，是建材工業(yè)第二耗能大戶。我國大中型重點水泥廠的水泥總能耗，隨窯型不同，一般是在160～300千克標煤/噸之間，而國際先進水平僅135千克標煤/噸左右，如果除去干法中空窯和濕法長窯（耗能高）以外，我國新型水泥廠總能耗也介于160～170千克標煤/噸。 1.大中型水泥回轉(zhuǎn)窯的節(jié)能途徑 我國大中型回轉(zhuǎn)窯大多是濕法窯，能耗高。目前主要采用下列幾種方式改造 ?。?）新建、擴建、改建窯外分解窯，增加新型干法生產(chǎn)水泥的比重是提高水泥生產(chǎn)技術(shù)水平，降低能耗的主要途徑。目前我國已建成一批日產(chǎn)700～4000噸級窯外分解窯，其經(jīng)濟效益和節(jié)能效果非常明顯。窯外分解窯生產(chǎn)水泥熟料與濕法窯相比，水泥熟料標煤耗可降低50～80千克/噸； （2）濕法窯改造成濕磨干燒半干法生產(chǎn)，水泥綜合標煤煤耗降代25～30千克/噸； ?。?）原有余熱發(fā)電窯進行更新改造：將原來低壓（1.274～2.45兆帕）操作系統(tǒng)改為中壓（3.82兆帕）操作系統(tǒng)，發(fā)電能力由100千瓦時/噸熟料提高到150千瓦時/噸熟料，水泥廠電自給率可達70%～80%； （4）濕法窯綜合節(jié)能技術(shù)改造：未進行全面改造的濕法窯可進行綜合節(jié)能技術(shù)的改造，它包括裝耐熱鋼鏈條、隔熱窯襯、鎂磚窯襯、黑料漿、減水劑、三通道噴煤咀、煤磨及煤粉系統(tǒng)改造、冷卻機保溫等。改造后每噸熟料節(jié)能約35千克標煤。 2.小型回轉(zhuǎn)窯的節(jié)能技術(shù)改造 我國小型回轉(zhuǎn)窯企業(yè)二百多個，大多是直徑3米以下的回轉(zhuǎn)窯，主要包括干法中空窯、立筒預(yù)熱器窯和余熱發(fā)電窯。小型回轉(zhuǎn)窯能耗很高，熟料煤耗一般在250～300千克/噸。 （1）對比較大型的原料、運輸、市場條件較好的回轉(zhuǎn)窯，可將其改造成五級懸浮頂熱器窯和捷克立筒窯，我國已有試點； ?。?）在缺電地區(qū)可改造成余熱發(fā)電窯，回收余熱； （3）對條件差、直徑小、能耗高的小回轉(zhuǎn)窯應(yīng)關(guān)停，以免浪費能源。 3.立窯的節(jié)能改造 我國立窯水泥技術(shù)發(fā)展大體經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是以“土”為主的普通立窯階段；第二階段是從80年代中期開始以推廣14項先進技術(shù)為起點的向現(xiàn)代化立窯發(fā)展的階段，目前正處于這個新的發(fā)展階段，但全國的立窯企業(yè)水平參差水平，差距很大。我國目前尚有數(shù)以千計的立窯企業(yè)仍然停留在第一階段水平，這些初級階段的立窯企業(yè)就應(yīng)是加速淘汰的對象。14項成熟的技術(shù)和裝備包括：原料預(yù)均化技術(shù)；生料微機自動配料技術(shù)；生料均化技術(shù)；生料高效粉磨技術(shù)；復(fù)合礦化劑應(yīng)用；煤料分別粉磨技術(shù)；窯體綜合改造技術(shù)；預(yù)加水成球技術(shù)；立窯熱工參數(shù)的微機監(jiān)測與控制技術(shù)；立窯窯體保溫技術(shù)；磨機負荷自控技術(shù)；節(jié)能型溝槽襯板；新型水泥高細磨技術(shù)；粉塵綜合治理技術(shù)。這14項技術(shù)和裝備仍將不斷發(fā)展。通過推廣采用這些改造措施，機械化立窯生產(chǎn)技術(shù)水平大為提高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，熟料標煤耗為100～125千克/噸，水泥綜合電耗80～85千瓦時/噸。部分先進立窯企業(yè)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標可與大型回轉(zhuǎn)窯企業(yè)媲美。 4.降低熟料熱耗的技術(shù) ?。?）采用低阻高效的多級預(yù)熱器系統(tǒng) 預(yù)分解窯隨預(yù)熱器級數(shù)的增多，系統(tǒng)熱力學效率逐步提高，熱耗相應(yīng)降低。但單純增加預(yù)熱器級數(shù)難以達到滿意效果， |
