金灿 向威

摘 要：低碳经济是一种以低污染、低能耗以及低排放为基础的经济模式。水泥生产过程会排放大量CO2，如何满足低碳经济的需求是其亟待解决的问题，同样还是其技术革新的源动力。本文就水泥生产过程中CO2减排进行深入地分析。

关键词：水泥生产；二氧化碳；减排

1 引言

水泥行业是国民经济发展的基础材料行业，并且还是CO2排放大户。2010年我们国家的水泥产量达到了18.8亿吨，水泥业CO2排放量在社会总排放量中占据着较大比重。水泥行业CO2减排对于达到2020年CO2减排的目标具有极为重要的意义。

2 水泥生产过程中二氧化碳排放的来源与分类

充分结合国内水泥生产技术、材料耗费、生产装置、电力消耗以及水泥产品架构等层面的具体状况，将我们国家水泥生产过程中的CO2排放划分成直接排放与间接排放两种形式，按照CO2排放来源针对两种排放实施了范围的明确。水泥生产过程中CO2的直接排放源主要有以下几个方面：（1）包含在原料当中的有机碳的燃烧与碳酸盐的煅烧；（2）可替代化石烧成燃料的燃烧；（3）传统化石烧成燃料的燃烧；（4）非烧成燃料的燃烧；（5）生物质烧成燃料的燃烧。水泥生产过程中CO2的间接排放源主要有以下几个方面：：（1）水泥生产厂家耗费的电力的外界发电；（2）第三方传统与可替代燃料的制造与处置；（3）由其他生产厂家购买熟料的加工与用自己的产品进行建设的；（4）第三方所提供的原燃料输入与熟料、水泥等相关产品的输送。

3 水泥生产过程中二氧化碳减排措施

3.1 实施严格的排放管理

完全遵守需创建统一、合理的降耗节能以及污染减排统计标准机制、考核机制以及监管机制的原则，政府主管机构正在带头分析明确关键污染物总量减排统计、监管的考核方式。《中国应对气候变化国家方案》同样指出了需全力实施应对气候改变能力创建，涵盖达到温室气体清单制定要求的统计机制，未来温室气体排放预估形式，明确关键排放因子所必备的监测数据，温室气体数据库等方面的能力创建。水泥行业的CO2排放量在我们国家CO2总排放量中所占据的比重达到了20%左右。在水泥行业率先明确合理的CO2排放统计方式，实施严格的CO2排放管理具有极为重要的价值。

3.2 积极运用节能环保技术

第一，新型干法水泥技术。此技术的关键便是预分解技术、悬浮预热，同时在整个生产环节，达到了IT技术、节能篦冷机、分解炉系统、料床粉磨技术、新型燃烧器以及水泥料床终粉磨系统等的综合运用，是一类新兴的水泥生产技术。因为新型干法水泥生产线当中有着数千个开关、上千台电动机以及几百台装置等等，为了能够保证整个系统的稳定工作，需要提升自动控制水平，以达到工艺设备的科学化管理，真正实现清洁制造、保护环境的目标。以淘汰5亿吨落后的工艺水泥为例实施测算，大概能够节省7000万吨煤，节省450亿度电，CO2减排能够达到3.5亿吨。现阶段，我们国家的新型干法水泥技术，需要以加强工艺装置水平为基础，增强管理，规范工程的设计建设，以促进水泥生产线成本费用的不断下降。

第二，余热发电技术。以每年发电量90亿kWh为指标，运用此技术，可以节省360万吨标准煤，减少CO2排放2864万吨。余热发电技术的运用能够由以下几个层面着手：其一，针对工艺流程进行优化，比如：在煤粉制备的时候，将最初所运用的篦式冷却机余风，替换成预热器废气，将立磨当作煤粉粉磨装置。如此，制备煤粉、粉磨生料所需要的热风，均能够由预热器的出余热锅炉废气，其温度能够达到200℃。其二，当下余热锅炉工艺逐渐趋于完善，运转率同样能够实现与回转窑保持同步，因此在具体的工程当中，可以将水泥加工工艺和余热发电实施同步设计，防止发生旁路漏风的问题。

3.3 充分利用余热

水泥生产环节所排放出的带有一定余热的废气大都是熟料冷却形成的废气与回转窑窑尾废气。新型干法水泥加工线窑尾废气的温度大约是320℃。排氣量大约为2.5Nm3/kg的熟料；熟料冷却所形成的废气除了运用至二、三次风以及烘干燃料以外，排放的尾气温度大约是250℃左右，排气量大约为1.5Nm3/kg熟料。以上带有一定余热的废气能够运用于低温余热发电与烘干原燃料。

3.4 减少熟料用量，增加矿化剂

第一，近几年内，混合材被当作辅助性胶凝材料大量的运用于水泥生产过程中。混合材的运用，不但能够加强水泥的各种性能，增加水泥的运用寿命，同样还能够降低对于水泥的要求。研究表明，合理的生料细度、煤料对口的精细化管理、工艺操作与配料调整的高度统一、适当的C3S含量等多种管理与技术手段，辅以生料易烧性实验、熟料岩相分析、煤粉燃烧特性等检测手段来综合管控，能保证熟料质量的不断提高。在确保同等水泥性能的基础上，熟料质量愈高，便能够加入更加多的混合材。在混合材数量增多1%之时，水泥熟料的用量便会降低1%，同时可以使得生产每吨水泥降低1%的CO2排放。

第二，矿化剂是为了推动又或是调控熟料的产生而掺入到配料里面的物质，其价格低廉、来源广泛，当前常见的矿化剂主要有硫酸盐、氟化物、氯盐、磷酸盐以及复合矿化剂等等。在熟料煅烧环节掺入矿化剂，不但能够参与产生具备水硬性的熟料矿物，等同于减少了熟料的使用数量，降低了CO2的排放；同时还可以推动CaCO3的分解速率与降低分解温度，进而减少熟料热耗，降低煤耗。

4 结论

总而言之，水泥生产行业是CO2排放的大户，其将来的减排负担与包含的碳资源有着非常大的挖掘潜力，捕集二次运用水泥生产废气里面的CO2生产生物燃料、精细化工产品、农用化肥以及可降解塑料等等不但在环保与经济层面具备较强的吸引力，同时在较大程度上舒缓了国际碳资源危机。然而，我国仍然面对着非常大的挑战，如何加强技术的可行性、成本费用最低化以及研发全新的分离回收运用模式是我们不断努力的方向。政府机构的资金支持与政策扶持对于水泥行业开展新型产业具有非常重要的作用。低碳水泥、绿色水泥值得人们的期待！

参考文献

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[2]魏丹青，赵建安，金迁致.水泥生产碳排放测算的国内外方法比较及借鉴[J].资源科学，2012（06）.

[3]周颖，张宏伟，蔡博峰，等.水泥行业常规污染物和二氧化碳协同减排研究[J].环境科学与技术，2013（12）.

（作者单位：1湖南海螺水泥有限公司生产品质处；

2湖南海螺水泥有限公司制造分厂）