生态水泥论文.doc

建筑材料论文2011/6/6浅析生态水泥的应用与发展前景摘要：从狭义上讲，生态水泥(Ecological Cement)是指利用城市垃圾焚烧灰和下水道污泥等作为主要原料,经过烧成粉磨形成的的水硬性胶凝材料；而从广义上讲,生态水泥不是单独的水泥品种,而是对水泥“健康、环保、安全”属性的评价,包括对原料采集、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。生态水泥的基本功能除作为建筑材料的实用性外,还在于维护人体健康、保护环境。因此大力发展生态水泥成为一种社会青睐的节能方式。关键词：生态水泥 能源危机 可持续发展 环境友好 经济效益内容：水泥生产自诞生以来有170多年的历史，其间生产技术经历了多次变革。在上个世纪70年代初期完成了以干法替代湿法，生产规模大型化，生产过程综合化及自动化基本特征的技术现代化后，近20年来，国际水泥界对现代化人类社会面临资源日益短缺危机的思考和地球环境保护意识的觉醒，随着水泥工业发展，其对环境的影响也已由无节制排放污染物发展到对自身产生的污染物尽量回收利用，而且正在全方位地扩大利废功能，利用其它工业废物来代替传统的矿物原料、燃料，其结果不但减少了对自然资源的消耗量，同时使其它工业生产过程中的废弃物得到科学、合理、安全、有效的利用，解决了这些工业废弃物所带来的环境影响问题。一、世界生态水泥的现状分析70年代初期，由于能源危机，燃料价格上涨及世界各国工业迅速发展，人口大量集中造成垃圾问题成为地球公害。面对资源紧缺，垃圾泛滥成灾的现实。世界各国，特别是美国、法国、日本以及欧盟等发达国家开始研究可燃废弃物作为替代燃料应用于水泥生产，并采取积极的态度和有力的措施，着手科学地处理、利用垃圾，将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”，向垃圾要资源、要能源、要效益。随着科学技术的发展和人民环保意识的增强。利用水泥工业来处理废弃物，得到了各发达国家政府的高度重视，在政府政策的支持和鼓励下，各国水泥制造商积极工作，使这项技术得到了广泛应用。目前世界上至少有100多家水泥厂在用可燃废弃物替代燃料。欧美等发达国家利用二次燃料生产水泥，早在上世纪70年代末，这些国家的水泥工业技术人员用汽车废轮胎代替煅烧燃料。80年代初成功改造了一批工厂。至90年代，各种具有一定热值的工业废料和生活废料越来越多地取代了油、汽、煤这些燃料来生产水泥，使用二次燃料代替煅烧燃料通常在20%40%之间。法国拉法基公司从70年代开始经过了30多年研究和发展，目前可燃性废弃物替代自然矿物燃料的替代率达到50%左右。日本太平洋水泥公司所属市原工厂是世界上首家专门为利用工业及生活垃圾而建造的水泥厂，设计规模年产水泥11万吨，年处理城市垃圾渣和废弃物6.2万吨，污泥2.8万吨，生产42.5级生态环保水泥。对二次燃料燃烧是否产生新的污染和残留物带入水源中是否留下祸害做了深入研究，并制定严格的工业废气、废水的排放标准。促进可燃性废弃物在水泥工业中使用和健康发展。欧盟2000年12月4日公布的2000/76/EC指令用来指导欧盟国家在废弃物焚烧方面的技术要求,事实证明，科学处置二次燃料，既能有效地利用其热量，又可做到对环境不产生任何新的污染。二、我国生态水泥的发展状况我国从上世纪50年代用矿渣做水泥的混合材并制定了矿渣水泥的国家标准后用工业废弃物替代水泥原料做了大量工作。特别是近几年，用低品位石灰石代替优质灰岩，用砂岩页岩、工业废弃物煤矸石、粉煤灰、赤泥代替粘土做硅铝质原料，以及硫铁渣、铜渣、电石渣等工业废渣都得到了充分的利用，占全国水泥生产用原料20%以上，发达地区如上海市工业废弃物的利用率已达91%，粉煤灰、高炉渣、工业粉尘的综合利用率为99%，不但节省了大量的自然资源，并且也减少其它工业废弃物的排放和堆存造成的环境污染，取得良好的社会效益、环境效益和经济效益。随着我国经济的快速增长和可持续发展战略在我国的贯彻实施以及人民生活水平的迅速提高，工业废弃物和生活垃圾的排放量也在剧增。椐估计，我国每年排放量的工业废弃物达6亿多吨，生活垃圾约1.7亿多吨。上个世纪90年代中期以来。上海、北京、广州等大城市的政府和水泥企业开始了关于“水泥工业处置和利用可燃性工业废弃物”问题的研究和工业实践，取得了很好的效果。上海万安企业总公司利用上海先灵葆制药有限公司生产氟洛氛产品过程中产生的氟洛氛废液替代部分燃料生产水泥的实验。液体废料用泵直接送入窑内燃烧，固体废料与煤一起粉磨，将半固体的废料装入5kg小袋，用“窑炮”从窑头打入烧成带焚烧，可节能25%。北京水泥厂利用树脂渣、废漆渣、有机废溶液、油墨渣等4种渣在本厂2000t/d熟料新型干法窑上进行焚烧。经环境监测中心监测结果表明，均达到排放标准，对水泥产品质量无影响。广东东莞某厂利用回转窑焚烧废塑料及废皮革发电，取得了良好的经济效益和社会效益。上述几厂所进行的试验结果说明利用可燃性有机废料作为替代燃料生产水泥在技术上是可行的。具有节能、利废、提高经济效益的作用，又减少对环境的污染。三、生态水泥的生产技术水泥厂处置各种工业废弃物和城市垃圾的方法主要分为两类：一类用作生产水泥的原料或用作水泥混合材；另一类用作生产水泥的燃料。目前世界上广泛采用的废橡胶制品、废轮胎、废纸、废塑料、废油、纺织织物废物、废木料（家具锯末）、工业溶液、污油、污泥等都可作为水泥工业的二次燃料使用。只有确保废弃物在满足质量控制的要求前提下使用，做到成分尽可能均匀，还要使取代常规燃料后能节省的燃料费足以支付使用废弃物产生的成本，才能产生经济效益。同时确保符合无害物排放和对产品无害，才能对环境不会造成污染。生态水泥的生产与普通水泥生产基本相同，也包括生料制备，熟料煅烧和水泥制成等工序。但由于其所用原料、燃料的特殊性，使得生态水泥的生产工艺具有一些特殊性，需要注意以下几点：1、进厂废弃物的预均化作为代用原料的废弃物由于化学成分不稳定，离散性大，所以一定要考虑代用原料预均化，生料均化，使废弃物成分波动在允许的范围内，才能得到成分均匀、质量稳定的入窑生料。这是保证产品质量的关键所在。作为代用燃料的废弃物也应加强燃料的预均化。2、废弃物的投入方式国外利用水泥回转窑处理废弃物有以下5种投入方式：一是从窑尾上升烟道喂入窑内；二是将废料加入窑尾予分解炉；三是直接从回转窑中部加入窑内；四是从窑头罩投入窑内；五是通过主燃烧器喷入窑内。从窑尾和窑中部喂入的方式相对比较简单，对废料处理要求并不高，从窑头燃烧器喷入窑内的方式，对废料的予处理系统要求较高。一般来说，液体、气体废弃物的处理较固体废弃物的处理容易的多。美国水泥厂利用可燃性废弃物作为替代燃料通常采用5种技术路线：（1）将混配好的废油、废溶剂等液态废燃料，用泵从窑头直接喷入窑内燃烧。（2）将混配好的干粉废燃料，用压缩空气从窑头直接喷入窑内燃烧。（3）将混配好的浆状废燃料（含固体成分约25%）经过研磨后，用特殊泵送入系统，从窑头喷入窑内燃烧。（4）将混配好的污泥状废燃料，分装成小桶（约5加仑），从窑尾投入窑内燃烧。（5）将湿状废燃料，经过专用烘干工艺和设备处理，分离出可燃气体和固体，可燃气体直接喷入窑内，固体燃料用压缩空气从窑头喷入窑内燃烧。3、严格监测水泥生产中利用废弃物替代原料、燃料，用水泥回转窑代替焚烧炉处理危险废弃物，已取得了较好的经济效益和社会效益。水泥回转窑燃烧温度高，物料在窑内停留时间长，又处于负压状态下运行，工况稳定，对各种有毒性、易燃性、腐蚀性等危险废弃物具有很好的降解作用，不向外排放废渣，焚烧物中的残渣和绝大部分重金属都固定在水泥熟料中，不会产生对环境的二次污染，不影响水泥质量和混泥土质量，但是在实施中要建立严格的监管制度，并长期对应用二次燃料工厂的生产过程及水泥应用结果进行跟踪测试，确保对公众环境负责。四、关于如何做好生态水泥的普及使用我国生态水泥的研究和生产尚处于起步阶段，如何利用水泥窑炉高温煅烧的特点，积极探索处置利用各种废弃物生产生态水泥的技术途径，这是我国水泥工业尤其是城市水泥工业可持续发展的关键，也是环境保护和资源利用的重要举措，社会各界应重新认识水泥工业。建议：（1）综合处理废弃物特别是城市垃圾，必须在政府统一领导下，加强建材、环保等有关部门的合作，制定出长远规划，联合公关，统筹考虑。（2）各级政府和有关部门在政策上和税收方面应给予倾斜和支持，努力把综合处理垃圾最终变为新兴产业。（3）加强舆论宣传，增强人们环保意识，加强各种废弃物的管理，特别是城市垃圾，最终实现垃圾分类袋装化，为垃圾综合处理提供方便。 综上所述，回转窑生产利用可燃性危险废弃物替代燃料生产水泥，不仅技术上是可行的，对环境和水泥质量均无影响，而且节约了能源，实现资源的综合利用，降低了水泥的生产成本，实现了经济、社会、环境三个效益的统一。是水泥工业实施可持