我國(guó)水泥工業(yè)當(dāng)前的十大焦點(diǎn)技術(shù)
2023-11-10
我國(guó)水泥工業(yè)當(dāng)前的十大焦點(diǎn)技術(shù)
聶紀(jì)強(qiáng)
一、水泥的智能制造技術(shù)
目前，水泥行業(yè)的智能制造工作，有浮夸的、有混淆概念的，也有炒作概念的，還有弄虛作假的。這是我們堅(jiān)決反對(duì)的，我們要以科學(xué)的態(tài)度，實(shí)事求是地做好水泥工業(yè)智能制造相關(guān)工作。2019年就有媒體報(bào)道：我國(guó)首個(gè)智能水泥工廠(chǎng)在****建成投產(chǎn)。于是乎，大量關(guān)于智能制造水泥的信息充斥行業(yè)媒體和會(huì)議。2020年10月，在新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)雜志社承辦的四川水泥技術(shù)學(xué)術(shù)論壇上，王孝紅教授明確表示，我國(guó)現(xiàn)階段還沒(méi)有真正的智能水泥工廠(chǎng)。賈華平認(rèn)為，我們正在智能化的路上。
二、水泥窯爐替代燃料的生產(chǎn)技術(shù)
我國(guó)水泥生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快，但熱量替代率TSR很低。對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，水泥生產(chǎn)熱量替代率TSR既反映了一個(gè)國(guó)家水泥窯爐協(xié)同處置可燃廢棄物的技術(shù)水平，也反映了對(duì)節(jié)能減排貢獻(xiàn)的大小。呼吁我國(guó)水泥行業(yè)重視水泥窯爐協(xié)同處置可燃廢棄物技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的專(zhuān)家江旭昌先生在《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)》2020年第六期上介紹說(shuō)，滿(mǎn)足歐洲標(biāo)準(zhǔn)的固體回收燃料SRF已不是垃圾，而是清潔、均質(zhì)、高質(zhì)量、高熱值的燃料，可用于水泥廠(chǎng)的分解爐或回轉(zhuǎn)窯中替代化石燃料，如煤等。
RDF和SRF燃料是很好的替代燃料，目前我國(guó)生產(chǎn)這兩種燃料的量很少。成都院總包建設(shè)的武安新峰水泥，就將市政污泥及垃圾制RDF替代熟料燒成用煤。
RDF是垃圾衍生燃料（Refuse Derived Fuel）的簡(jiǎn)稱(chēng)，燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸、易于儲(chǔ)存、二次污染低和二惡英類(lèi)物質(zhì)排放量低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。RDF分幾個(gè)級(jí)別，我國(guó)用在水泥工廠(chǎng)中的多為最初級(jí)的RDF，未經(jīng)烘干或添加燃料。
SRF是固體回收燃料(Solid Recover Fuel)的簡(jiǎn)稱(chēng),SRF通常是經(jīng)過(guò)提煉的RDF，SRF不是垃圾，而是清潔、均質(zhì)、高質(zhì)量、高熱值的燃料，可用于發(fā)電廠(chǎng)或水泥廠(chǎng)中替代傳統(tǒng)化石燃料，如煤炭等。而且SRF是一種非常環(huán)保的燃料，其二氧化碳排放量?jī)H為煤炭的四分之一，NOx排放量也顯著降低。
從國(guó)家重視環(huán)境和溫室氣體排放的政策看，這兩種燃料的生產(chǎn)將會(huì)成為新的投資熱點(diǎn)。
三、“碳中和”概念將帶動(dòng)水泥行業(yè)低碳水泥生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和推廣
碳中和是指企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人測(cè)算在一定時(shí)間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”。眾所周知，傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)工藝會(huì)排放大量的二氧化碳。目前水泥工業(yè)在減少二氧化碳排放方面做了很多嘗試：減少碳酸鈣原料的應(yīng)用、降低煤耗和電耗、碳捕集、少用熟料等等。“碳中和”理念及國(guó)家目標(biāo)將帶動(dòng)水泥行業(yè)低碳水泥生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和推廣。
四、實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放的技術(shù)
實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放的技術(shù)，目前有兩種：一是分級(jí)燃燒+SNCR+SCR，另一種是分級(jí)燃燒+SNCR。第一種投資高、運(yùn)行成本高，大家比較熟悉。第二種，要么優(yōu)化分級(jí)燃燒，要么猛加氨水，后者氨水用得多，氨逃逸量大，存在氨排放的污染。優(yōu)化分級(jí)燃燒就是擴(kuò)大分解爐的還原區(qū)，這在思路上很簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)上不是一個(gè)簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大，建議做認(rèn)真深入地研究。目前已經(jīng)有企業(yè)在開(kāi)展這一技術(shù)路線(xiàn)的實(shí)踐。該技術(shù)運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于分級(jí)燃燒+SNCR+SCR。
五、回轉(zhuǎn)窯的能力有多大？
2020年4月9日，公眾號(hào)“水泥瞭望臺(tái)”說(shuō)：Ф4m×60m的預(yù)分解窯實(shí)際產(chǎn)量超過(guò)3800t/d，非親眼目睹，真不敢信！這引來(lái)很多讀者觀(guān)看。也有讀者告訴筆者：這不足為奇，Ф4m×60m的預(yù)分解窯的產(chǎn)量可以達(dá)到4500 t/d。不管怎么說(shuō)，燒成系統(tǒng)在一系列新技術(shù)的支撐下，關(guān)于回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)能力的計(jì)算公式在不斷重新書(shū)寫(xiě)。但必須注意，這樣的提產(chǎn)改造，系統(tǒng)運(yùn)行安全問(wèn)題不容忽視！
順便提一句，水泥工業(yè)要綠色化，技改的目標(biāo)不能放在單純的提產(chǎn)上，而應(yīng)該是節(jié)能降耗提高生產(chǎn)效率和減排污染物及二氧化碳，這才有利于我國(guó)水泥生產(chǎn)資源利用率最大化、垃圾廢物消納率最大化、污染形成率最低化。
六、二、三次風(fēng)溫多高才好？
2020年10月，在新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)雜志社承辦的四川水泥技術(shù)學(xué)術(shù)論壇上，齊硯勇教授披露了一條窯生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的中控截圖，從截圖可知，該燒成系統(tǒng)的二次風(fēng)溫達(dá)到1314℃，三次風(fēng)溫達(dá)到1076℃。齊教授還說(shuō)，二次風(fēng)溫1314℃不是他看到的最高記錄。由此，筆者在想，我們?cè)鯓幼觯拍芙o煤粉最優(yōu)的燃燒環(huán)境？
七、冷卻機(jī)應(yīng)該追求怎樣的運(yùn)行參數(shù)？
當(dāng)前，水泥企業(yè)對(duì)燒成系統(tǒng)的改造，重點(diǎn)之一在冷卻機(jī)。齊硯勇教授在新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)雜志社承辦的技術(shù)交流會(huì)上展示過(guò)一臺(tái)冷卻機(jī)的運(yùn)行參數(shù)：產(chǎn)量7200t/d,鼓風(fēng)總電量2280A，電耗4.65kWh/t.cl,風(fēng)耗1.3Nm3/t.cl。電耗風(fēng)耗如此之低，十分罕見(jiàn)。當(dāng)前，大型步進(jìn)式冷卻機(jī)憑借其穩(wěn)定可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)，成為國(guó)內(nèi)技改和新建線(xiàn)的主流，主流供應(yīng)商正在提高其熱回收效率和降低運(yùn)行電耗方面采取積極措施。
八、輥壓機(jī)水泥終粉磨技術(shù)
賈華平先生披露：將輥壓機(jī)+管磨機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)之管磨機(jī)停掉，形成輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)不但降低了粉磨電耗（與聯(lián)合粉磨系統(tǒng)相比電耗降低了20%左右），而且水泥產(chǎn)品溫度降低了20℃左右，水泥性能也沒(méi)有問(wèn)題，用戶(hù)沒(méi)有任何不良反應(yīng)。改造需要重視選粉機(jī)對(duì)水泥顆粒級(jí)配調(diào)節(jié)。目前，不少企業(yè)在進(jìn)行輥壓機(jī)水泥終粉磨的工業(yè)試驗(yàn)。從聯(lián)合粉磨工藝的構(gòu)成來(lái)說(shuō)，這種工業(yè)試驗(yàn)特別方便；從節(jié)能降耗的現(xiàn)實(shí)意義及未來(lái)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)量需求降低的趨勢(shì)來(lái)講，這種改造也應(yīng)該得到重視。
九、生料粉磨系統(tǒng)的改造技術(shù)
當(dāng)前，水泥企業(yè)改造生料粉磨系統(tǒng)的原因有二：燒成系統(tǒng)通過(guò)一系列創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)能大幅度上升，生料磨能力瓶頸凸顯；生料粉磨電耗偏高。未來(lái)幾年，立磨選粉機(jī)及用風(fēng)分配優(yōu)化技術(shù)和生料輥壓機(jī)替代立磨的改造并行，水泥企業(yè)將根據(jù)原材料性質(zhì)選擇合適的改造方案。
十、分別粉磨配制水泥技術(shù)
在我國(guó)，混合粉磨水泥常見(jiàn)，而分別粉磨配制水泥不常見(jiàn)。后者可節(jié)約熟料，可方便市場(chǎng)對(duì)水泥個(gè)性化的需求，還能在節(jié)能減排、節(jié)約礦山資源等方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。筆者認(rèn)為，研究和實(shí)踐分別粉磨配制水泥技術(shù)應(yīng)該引起重視。2020年10月13日，建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所、中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)科普工作委員會(huì)在北京召開(kāi)了“分別粉磨庫(kù)外精確配制和高效均化生產(chǎn)水泥新技術(shù)成果”鑒定會(huì)，專(zhuān)家認(rèn)為：該技術(shù)配制過(guò)程采用靜態(tài)計(jì)量，穩(wěn)定控制配料，準(zhǔn)確度高；采用間歇式氣力均化配制的水泥成品均勻、標(biāo)準(zhǔn)偏差小；采用P?I52.5級(jí)水泥與分別粉磨的高細(xì)混合材料，配制生產(chǎn)42.5級(jí)與32.5級(jí)水泥，性能指標(biāo)穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，混凝土施工性能好；填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)配制水泥均化技術(shù)的空白。
來(lái)源：水泥瞭望臺(tái)
