水泥厂节能减排.doc

深圳市万盛达科技股份有限公司（节能服务公司） 节电器、变频器、EMC合同能源管理项目 水泥厂节能减排措施低品位原燃料泛指低品位、低价值的原燃料，如低钙石灰石、低热值煤、煤矸石、煤渣以及某些岩矿和工业废渣，可用以代替或部分代替百余年来水泥工业以高钙石灰石、粘土、铁粉加煤老四样为主的水泥原料；在立窑上可代替矿化剂；对于要求配制高耐久性混凝土的水泥，还可作为混合材。应用老原料高钙石灰石、黏土、铁粉有许多弊病，要改变这种状态。利用工业渣代土，废渣中的硅活性高、反应快，水泥窑煅烧熟料的煤耗降低、产质量提高，有利于提高水泥厂自身效益。利废减少堆放占用的土地，代土节能、减排、保护生态。利废、代土的数量之多，成为保护环境的重要和必要手段, 在性质上转化为环保产业，是许多行业所不及。实施中注意就地取材、减少运输能耗，能够做到顺应自然、合理创造财富。 从水泥厂自身的小循环看，发展循环经济需要围绕“节能、环保”推行清洁生产，对重点企业开展耗能、耗水、环保情况评价；对新设计项目需要科学评估。立窑水泥厂必须解决收尘问题。现有水泥厂的生产方式是高能耗、浪费资源，只有微利。需要抓紧调控机遇，优化结构、推进经济增长方式的转变；研究与当地资源、环境现状相适应的经济结构和生产力布局；用先进适用技术改造传统产业、促进传统产业新型化。积极开展资源综合利用，推广采煤-发电-煤灰-建材和废水回收利用等发展循环经济的好形式，促进各相关产业间物质、能量的循环利用，以利于促进区域大循环，建设生态体系。 全面达到小康社会是当前的主要任务。小康不小康，首先看住房。2004年农民收入增加，改善住房条件和小城镇建设是今后一个历史时期的重要建设内容。特别是在沿江、沿河地区结合生态建设，将会率先开展。量大面广、又要廉价的建材问题如何解决？回顾一下1998年和2003年长江、渭河的洪水，水量不大，却酿成大灾。究其原因，都与泥沙淤积、河床抬高、存水减少有关。如果将清理泥沙用作原料制水泥、水泥制品和清理航道的环境工程结合起来，变成每年防汛工作的一项内容、支撑发展循环经济，将是增加存水、化害为利的重大措施。因此，研究综合利用江湖河海泥砂可以提到日程上来。 废渣增多，必须利用；廉价建材，急待满足；能源紧张，定要节约；生存环境，应该保护；生活质量，希望提高。多年研究弄清了利用低品位原燃料制水泥正是兼顾多种需要的适用技术及其道理和方法。对此，笔者从低品位原燃料制水泥的开发现状和发展前景等方面来阐述以上观点和实施办法。1 利用低品位原燃料制水泥的开发现状11 为什么研究利用 百余年来水泥工业多以高钙石灰石、粘土、铁粉加煤老四样为主作为原料，有许多弊病：高钙石灰石中CaCO3分解温度高、烧成能耗居高不下，自身反应能力很差、产量难以提高；黏土熔点高、与石灰石分解点温差大，用黏土（含稀土元素黏土除外）烧水泥与石灰石分解后的CaO化合时CaO经长时间高温煅烧、已经钝化（烧老了），势必热耗高、产量低；铁粉在生产时已经损失掉原有的地质潜在化学能量。黏土是人类赖以生存的宝贵资源。保护植被、保持水土，是保护环境的重要措施。水泥工业大量地消耗黏土、耗用土地，影响生态环境，排放CO2对生态环境的影响如何解决?如何持续发展？再看工业废渣: 国家环保局近年公布中国年排固体废渣10.6亿吨。排渣占用大量土地，成为可持续发展的一个制约因素。研究水泥工业的现状：环境负荷难以为继；生产用土、煤耗等资源消耗为环保所不容；现有生产方式是高能耗、浪费资源，只有微利。 经过多年调查、研究和实践，从水泥工业的发展动向出发，探索如何依靠科技进步、综合利用资源，提高水泥原料的利用水平以适应社会需要；提出以低品位原燃料代土、作混合材为核心的水泥原料战略转移，把水泥工业的发展和改善环境结合起来、实现可持续发展。此举能用少量投入而不增加能耗在现有水泥厂提高产质量、降低煤耗，是一种适合大多数水泥厂的适用技术，能够满足各方面需要，特别是能有效利用工业渣、减少CO2排放，成为保护环境的方法之一。12 利用途径的研究121 选择易烧原料，改进煅烧方法1211 选择易烧原料 选择易烧原料就是采用具有低分解点、低熔点、低黏度、高潜能特点的低能耗料代替传统的高分解点、高熔点、高黏度、低潜能特点的高能耗料。（2）方向：寻找新原料，应用活性硅。低品位原料硅的活性高，应该首先考虑。 常用的低品位原料有：低钙石灰石，岩矿等天然岩石；工业废渣如采矿和选矿尾矿：煤矸石、铅锌尾矿、铜尾矿 ；粉煤灰、沸腾炉渣、锅炉炉渣等。 应用低品位石灰石。低品位石灰石泛指CaO低于45%以至只有30%20%的高硅石灰石、泥灰岩、泥质灰岩等。在教科书上，CaO低于45%已经是石灰石的等外品。许多低品位石灰石强度低、硅高，做建筑石料、烧石灰都不行。从实践看却是易磨好烧能够保证生产高质量熟料的好原料。遍布川、滇、黔、桂、粤、闽、浙、皖和冀、鲁、豫、辽等省的广大地域。从地质储量看，占石灰石资源的70%。冶金、化工需要高钙石灰石，怕的是硅高。烧水泥熟料本来需要有硅，黏土中的硅熔点高难烧，影响产质量、费煤、成本高。黏土烘干需耗煤，不烘干则严重影响磨机产量，对生产带来一系列不利因素。用低品位石灰石代替高钙石灰石、黏土，既有利、又合理。至于花岗岩风化黏土，山西等地的风积黄土含有大量结晶硅，有的厂生料细度控制在6%以下，还是很难烧。加上K、Na 的影响，f-CaO 居高不下，强度也上不去。1988年浙江诸暨大桥水泥厂利用低品位石灰石，去土后强度提高510 MPa；1990年应店街水泥厂用CaO为47%左右的石灰石烧高KH熟料得到高强度；1996年墨城水泥厂用CaO为45%左右的石灰石烧成KH在0.86左右的熟料，R3可达35MPa以上，R28达6570MPa，三分之一以上的强度可达70 MPa（老标准）。 为了扩大低品位石灰石的应用、研究生产低KH熟料，2002年在临安三鑫水泥厂用CaO为43%、41%到39%38%的泥灰岩（低钙石灰石）。顺应自然（矿上有什么用什么），n可达2.63.0；KH在0.920.880.770.72之间。KH在0.770.88的低饱和比烧成的熟料，3天、28天抗压强度可达30、50 MPa。加足混合材（15%）还可生产32.5级普通水泥，而且流动性好。能够生产低KH熟料是因为熟练掌握了低煤耗快烧。低煤耗快烧低KH料，主导矿物为硅酸二钙。多年来国内外十分重视研制低钙矿物硅酸二钙为主导矿物（学术界誉为21世纪主导胶凝材料）的低钙硅酸盐水泥，就是因为硅酸二钙具有需水量低、流动性好、水化热低、最终强度高、干缩变形小、抗化学侵蚀能力强等一系列优点，能够制备施工性能好、强度和耐久性更高的混凝土。在立窑厂烧成低KH料至今已有三年生产史，进一步认识了立窑快烧硅酸二钙为主导矿物的能力和方法。其意义不亚于20多年前用高KH烧成高强熟料。需要进一步开发利用的是低钙、高镁石灰石。 煤矸石。煤矸石代土烧水泥的研究始于1976年初石煤烧水泥初试完成之后。当时的目的很简单：节煤代土用废渣。20多年来烧制成功普通水泥、快硬水泥、道路水泥、大坝水泥等品种。应用的矸石有低铝、中铝、高铝成分，有烧沸腾炉（流化床锅炉）的中煤（沸腾煤）飞灰、溢流渣、炉底渣等不同种类的生矸和灰渣。利用铝高的特点，还能生产早强掺合料、早强砌块粘结剂。 煤矸石组成十分复杂，作为水泥原料目前多用洗选厂的洗矸。一是成分相对稳定，二是粒状易于均化。利用煤矸石之所以没有大面积推广，主要原因是成分波动。80年代初期深入研究石煤烧水泥时完成预均化技术，也适用于煤矸石均化。（5）当前问题是要重视转入市场经济之后一些个体户将矸石破碎后掺入好煤，收入高于卖矸。矸石利用走向误区，形成一个怪圈：发达国家大搞选煤把矸石分离，我国少数人为私利用矸石掺假。解决这个问题一要靠国家政策引导、实现优质优价；二要靠科技进步转向；三是国家着力宣传不要浪费运力去运掺假煤矸石。把矸石经过加工（利用均化仓将好煤掺入煤矸石）变成可以提高水泥窑产质量的水泥煤，既作燃料又作代黏土原料，可能是真正提高经济效益的办法。 尾矿（围岩的一种，属变质岩）。尾矿是有色金属选矿厂排出的废渣，其本质就是岩矿，年排量约5亿吨。由于细而湿，需要筑坝拦蓄，费钱占地、污染环境。十多年来从铅锌铜矿尾矿开始试验，目前已推广应用至钼、锡、铁矿等尾矿。大多数都取得优质高产而且是大幅度(20%)降低能耗的令人难以置信的技术经济效益。如应店街的“625烧625”（用625 kcal/kg左右的煤耗-相当于90100kg/t标煤，烧成28天强度达625 kg/cm2的熟料）就是一例。研究其机理，是其中的许多岩矿组分改变了水泥熟料的煅烧和成矿过程, 成为提高等级或多掺混合材降低成本的有效措施，获得比过去推广应用低热值煤（石煤、煤矸石）烧水泥更好的效果。尾矿的应用成为重新认识熟料烧成机理、煅烧潜力和控制烧成过程的机会。各地尾矿成分不同，提高强度、降低煤耗的幅度也不一样。需要因地制宜选择应用。1212 改进煅烧方法 理论：低煤耗料（含煤量适当）形成热低，快烧形成热低、形成的熟料流变性好，可以少用减水剂。方法：配制易烧料、采用低煤耗快烧，这是水泥窑节能高产的综合技术。关键：提高传热速率，开发胶凝潜能。 烧水泥抓两个要点：硅活性，共熔点。要重视研究硅，硅活化、应用活性硅、硅的结构黏度理论等。这是硅物化在水泥工业中应用最重要的内容。不同原料的节能配方（见水泥厂化验室工作者手册等）可以达到节能的效果 。1213 低煤耗快烧的发展 用低钙石灰石、尾矿易烧原料调整原料结构。小料球快烧加快烧成速度和冷却速度，改变了煅烧方法。低钙石灰石配料f-CaO低，是因为温度高即化合、低温轻烧又无大碍，不像高钙石灰石，每一粗颗粒就能形成一堆f-CaO。f-CaO少、安定性好，这也是能少加煤的一个因素。采用低煤耗快烧的工厂多年来生产中从未有过喷窑情况，立窑操作安全、轻松，说明低煤耗煅烧法就是安全措施。关键是减煤去掉了架窑的祸根。由于熟料好磨、掺量减少，水泥磨电耗减少20以上，吨水泥综合电耗降至80kWh以下，实现了水泥厂的全线节能。 铜尾矿等原料中含氧矿物中含有少量的氧，在煅烧时能与煤形成里应外合的整体煅烧，促进化合，可谓岩矿供氧。从窑面取出半熟料球的剖面是里熟外生，说明尾矿中的含氧矿物与生料中的炭形成热反应；尾矿配料煅烧时热工测定的废气热损失低，说明与空气供氧必然伴随79%氮的情况不同，因而热损失减少。进一步改进通风方式，如采用腰风、降低料层阻力、提高空气中氧的利用率和布风均匀性，煤耗会更低。对于西部地区海拔高、氧含量低的地方，这种烧成方法更为适用。低煤耗快烧应用实例（6）(略)。1214 采用节能型配套窑衬 节能型配套窑衬是一种高效新型隔热窑衬，是低煤耗烧成必要的配套技术。（7）其功效：（1）降低熟料热耗，节能显著；（2）降低窑体表面温度，无须采用外保温措施；（3）增加台时产量； （4）提高熟料质量；（5）结构稳定可靠，保温效果持久，使用寿命长。采用该窑衬后综合经济效益显著。因投资少、见效快、实用性强，已成功地应用于多项水泥窑综合节能工程。河北唐山迁西水泥厂（立窑）的节能型配套窑衬已用两年多。能够如此长期应用，目前的旋窑都赶不上。在立窑上应用后不仅降低煤耗，而且减少了断面温差，提高了熟料的均匀性，形成改善煅烧条件等一系列优点。这对发挥立窑能用劣质煤、低煤耗、就近利废特长并转化为环保产业具有积极的作用。122 大力开发混合材 为了增加水泥产量、节约能源、降低成本、改善和调节水泥的某些性能，生产水泥时需要掺加一定数量的混合材料。建筑工程中采用砌筑水泥配制砌筑与抹面砂浆，是一种经济合理的方法，也是提高施工质量、降低工程造价的有效措施。生产砌筑水泥，需要大量活性混合材料。在拌制高性能水泥混凝土时，也需要用活性混合材料。“水泥混合材料的应用将超出现有范围，成为新型或特种水泥有效而且是必要的组分，用于发展新型的混凝土结构。在生产工艺上根据不同混合材料的特点采用不同的粉磨工艺充分发挥各种材料的作用，将生产综合能耗降至最低,也有利于发展商品混凝土。”（5）“水泥厂要大力发展高掺量混合材水泥。” （8） 按情报所崔源声预测，2010年水泥产量将达12亿吨（9）。近年来各地大力发展磨细矿渣和开发混合材等技术，其中有一则报道是“1吨熟料生产10吨水泥的技术”（德国伊诺马特新型材料技术公司王平泽博士,技术顾问Dr.V.Rudert；锦州锦固水泥有限公司徐德成,锦州市科学技术情报研究所于世明等。当然后面的水泥不同于现行水泥，需要区别应用）。如以达到1吨熟料生产23吨水泥计算，现有熟料产量已经基本满足生产12亿吨水泥的发展需要。重点应该研究在现有装备上提高熟料质量和增加水泥产量。按低品位原燃料烧制水泥的经验，提高熟料质量的同时产量也会相应提高。因此，当前除了开发西部、开发高效装备等特殊情况外可以不增加生产熟料的装备能力，而要重视开发混合材。 2003年矿渣排量为1.7亿吨，近年来也只能达到2亿吨。粉煤灰大量掺入作混凝土组分已为施工部门接受。有条件的施工部门就地应用比较经济。一般施工单位还是应用水泥厂加混合材的水泥比较好，因为熟料与混合材在粉磨过程中具有少量化学反应、对性能有利，其混合程度是一般搅拌所达不到的。需要注意的是粉煤灰含炭和钙的影响。为了满足多方面需要的水泥，现有混合材品种、数量都赶不上发展需要。开发沸腾炉渣、增钙液态渣，天然岩矿，用于生产混合材，可以全面解决这个问题。1221 沸腾炉渣 沸腾炉烧煤矸石产出的炉渣可以作水泥混合材料。1984年“六五”攻关烧矸石渣作混合材所得水泥的强度可比熟料强度高一个等级。这是因为煅烧温度正处于高活性区、含炭量又低的缘故。当时因为老百姓不喜欢这种水泥的颜色，没有推广。1987年“水泥混合材料的开发研究”宣传“开发混合材就是增产水泥”、“将烧矸石电站看成是混合材料的生产基地大力支持其综合发展”的方向。1990年“七五”攻关项目沸腾炉烧煤矸石发电联产砌筑水泥的研究中发现这种水泥的后期强度增进率高，半年强度几乎可赶上普通水泥。反映了烧煤矸石作为水泥混合材的潜力与前景。（5）1222 增钙液态渣(增钙水淬煤渣) 增钙液态渣是火力发电厂排出的水淬煤渣。增钙渣在水泥中的掺量小于15%时，水泥28天抗压强度高于熟料强度；掺量为15%35%时，强度变化不大；掺量大于35%40%后强度下降。研究和应用情况表明：可以作为活性混合材料。标准也已制订多年，可以大规模推广应用。（4）1223 建立混合材生产基地和水泥厂自产混合材 可能：煤灰可以满足部分需要。水泥强度可高于熟料强度，有利于提高质量。利用低值煤灰多的特点，将电站看成混合材料的生产基地，大力支持其综合发展。方法：低热值煤沸腾燃烧发电、渣做建材的适用技术。沸腾锅炉烧劣质煤、煤矸石发电联产混合材。 前景：水泥厂自行选煤、产混合材、余热发电，形成中国特色的水泥厂零电耗。还可利用部分天然岩石。立窑厂适合煅烧与原有熟料矿物、岩石特性相配的特种熟料，以至高强掺合料。利于大规模开发利用低钙、高镁石灰石，煤矸石以至褐煤。只要减少原有高能耗熟料用量，从水泥配方中即可算出经济效益。 据报道，平顶山煤业集团抓住国家鼓励发展综合利用电厂的有利时机，利用煤矸石、煤泥发展电力产业。规划2007年增加 650MW，2010年达1400 MW。2 低品位原燃料制水泥的发展前景提出开发研究课题21 开发利用砌筑水泥 砌筑水泥是由活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料加少量硅酸盐水泥熟料和石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，用于配制砌筑、抹面砂浆。据统计: 每年用量约占水泥总产量的25%40%，美国年用2000多万吨，占总量30%以上。只是它列入特种水泥，所以在硅酸盐水泥统计数字中找不到。我国产量很少。砌筑砂浆过去多用32.5级以上水泥加石灰浆(为了提高和易性好施工)配制，工艺陈旧、石灰能耗高、性能也不理想。生产砌筑水泥可以不用石灰浆而大量利用工业渣，后期强度高、耐久性好，可谓一举三得。过去因为片面强调水泥质量的表观数字: 水泥平均标号，是砌筑水泥产量少的重要原因。施工上沿用老一套，怕麻烦，不讲究效益，也是原因之一。如果今后将考核水泥质量改为考核熟料标号，将会显著改变现有落后面貌。考虑每年需要增产(约12200万方)的红砖用砌块代替，约需0.4亿吨砌筑水泥。再加上大量农田建设用水泥，低标号水泥的需要应该偏高估计，如达到30%40%。 按市场需要生产多品种、多标号水泥。并不是所有工程都需要高等级水泥。现用32.5级水泥42.5#500#（硬练老标准）。相当硬练标准的500号！不能说是低标号水泥。解放初期的建筑物用的是400号水泥，至今完好。许多用高标号水泥的新建筑用十几年就出现裂缝，这是为什么？高标号水泥要用多少、怎么用才好？低标号水泥后期强度高、耐久性好。都应该深入研究，而且要提高到资源优化配置的战略高度来分析、计算（4）。近年来四川等地大量开发利用砌筑水泥，浙江某地32.5级水泥比42.5级水泥价格还高，说明许多用户已经从实践体会到不一定用高等级水泥才能取得高效益。 22 水泥厂搞制品（包括干拌砂浆、砌块、混凝土等） 采用砌筑水泥（砌块粘结剂）生产砌块，能耗比烧砖低50%以上。其成分中50%以上是工业渣。砖是我国墙体材料主体，年需7000亿块(13.67亿方)，用土18亿吨，耗煤近7000万吨。如每年用砌块代替10%的砖(1.367亿方)，将是代土、大量利用废渣作混合材和骨料的更大范围的环保措施。办法之一是部分小水泥厂改产砌筑水泥、或叫做砌块黏结剂，利用工业渣作骨料。煤矸石(特别是硬质掘进矸石)、沸腾炉煤渣、粉煤灰、岩矿、砂石、建筑垃圾、筑路废石，以至江湖河海泥砂均可选择应用。 水泥工业从应用低品位石灰石，利废代土、作混合材，到利废生产砌块等水泥制品(如用废渣做水泥砌块代红砖，是更大规模的利废代土)，可以减轻环境负荷，转化为环保产业，成为整个社会实现可持续发展的有效组成部分。立窑和湿法窑还可利用废液、应用高硫煤。固硫转化为水泥有效组分，可以减少SO2排放，成为治理SO2废气的有效方法。进一步研究综合利用江湖河海的泥砂，可兴存水之利。半个多世纪以来，上海水泥厂湿法窑上一直用黄浦江江泥代土作原料，可谓成功的先例。进一步要解决河泥中重金属的影响，这又是湿法窑的强项。23 综合利用江湖河海泥砂 从综合利用三峡库区泥砂谈起 “水流必按趋向挟带一定泥沙。入坝泥沙将在水库上游淤积，使上游的水位逐年增高。大坝修成蓄水后将抬高的新河床，使洪水水位抬高且上延至上游淤塞上游港口。长江上游影响河床演变的造床质是砾卵石而不是泥沙，河床底部是卵石夹粗沙，而卵石淤积是不能被冲刷出库外的，大坝修成蓄水，上游冲下来的积石和悬沙将于重庆沉积，在水下形成一条堆石坝，最终堵塞重庆港、阻断河道，并在洪水时壅及上游人烟稠密地区。”水流既能带来灌溉、航行之利；也因岩石经过自然风化破碎、粉化随水流走，抬高河床，暴雨时形成灾害。如何化害为利？ 再研究1998、2003年长江、渭河大水，水量不大、却成大灾。究其原因，都与泥沙淤积、河床抬高、存水减少有关。黄河年排泥沙1718亿吨，长江年排5亿多吨；年产7000亿块红砖需土18亿吨。把两组数字结合起来考虑，遍布各地的水泥厂（已经具备的装备能力）如能利用江湖河海的泥砂、卵石作水泥原料、混合材和骨料，生产水泥、固土剂、砌块、混凝土，确可当此大任：有利于减少泥沙淤积、增加河床存水能力，减少暴雨形成的水灾。 多年实际应用弄清了沉积岩、岩浆岩、变质岩（包括火山喷出岩）用于生产水泥时难烧程度的差异：黏土沉积岩岩浆岩变质岩；也研究了作混合材、混凝土骨料的优势和方法。开发砂石产业，老百姓用得起，利于可持续发展和减灾需要。顺应自然，综合利用可能是一条兼顾多方面需要的有效途径。因此，利用低品位原燃料制水泥不仅是实现持续发展的措施，还将水泥厂转化为环保产业，加快建设、改善环境。这应该提高到全局高度、作为战略问题来研究。24 立窑水泥的应用前景将立窑厂转化为环保产业 立窑水泥厂利用低品位原燃料特别是工业渣的优势：利废、降低煤耗、提高产质量和混合材加入量、改善流变性，将提高质量用于制备高性能混凝土、节能减排降低成本、有利于环保三大目标有机地结合起来。其本质在于立窑的煅烧特点：全黑生料、高温内燃、快速烧成、适于利废。全黑生料决定了它能够利用高灰分煤，如劣质煤、石煤以至煤矸石烧水泥熟料，将煤灰代土的有利因素全都用上。从资源利用角度看，立窑适于利废和可用低钙石灰石、无烟煤，可转化为环保产业的特点，决定了它在资源条件合适地区的存在价值。如果交通不便，再便宜的水泥加上运费也会增加混凝土成本，综合效益不一定有利。进一步探讨，运输多为油料消耗，对我国这样一个大量进口油料的国家并不合理。发展立窑水泥时的三就方针：就地取材、就地生产、就地利用，仍应坚持。 研究发展中的问题，立窑厂可率先开发几项技术：综合利用含可燃物的固体废渣、包括农村废弃固体可燃物；解决烟尘问题，如CO2的出路等综合利用技术。 综合利用废弃固体可燃物的探索 双燃点和多燃点快速煅烧：据资料介绍，印度用沸腾炉烧稻壳做混合材。稻壳灰主要成分是硅，有硅灰相似的作用，利于提高强度。受此启发，加入锯末屑在生料磨中粉磨，在立窑上煅烧时由于空隙率提高、加快烧成，可叫做双燃点快速煅烧。就是加入与煤燃点550650不同的燃料，如燃点在300350的稻壳等农业废弃固体可燃物，煅烧时不结块、结构松散，有利于供氧，提高炉温，快速烧成和降低粉磨电耗。双燃点快速煅烧的实践可回顾尾矿配料：利用尾矿中的FeS2（黄铁矿燃点450550，尾矿差热分析上457有放热峰）激发煤的燃烧，当时用的石灰石也含微量的炭、形成多燃点快速燃烧。临安三鑫水泥厂用锯末屑（燃点在350400）激发尾矿，获得了提高产质量的显著效果。试验表明，这种办法如果扩大到利用树叶、包米杆、稻草等固体可燃物，能够成为利用可再生能源之一法。由于锯末屑量少，不能成为稳定的原料，临安试验没有长期应用。风干、粉碎、储存、运输成为稳定的原料，在技术上问题不大，难在收集。它涉及资源利用的大循环，在当前发展循环经济和沼气应用大发展的形势下，可能生逢其时。 水泥厂植树：栽种不成材的速生树种钻天白杨，长到2.0米左右后砍掉树梢、令其向四周生长枝叶，尽可能多吸收CO2。定期砍细枝叶用于多燃点燃烧。在水泥厂集中处理，可能形成产业。成排树木具有少量消音作用，可减少噪音。 烟尘问题：对水泥厂的一大顾虑是收尘不好解决。实际上收尘是成熟技术。烟尘污染可以解决。收尘是水泥厂自身和对外的环保重点，也是企业提升品质的一个标志。湿法旋风净化水收尘可解决收尘、脱硫。海南三亚天涯水泥厂与电收尘结合起来，水收尘将烟气中绝大部分水汽、窑灰、热量回收用于成球，降低了废气温度和有害成分，减轻了电收尘负荷，寿命延长。看不到立窑冒烟，得到了厂内外一致好评。预热后的水成球改善了料球质量抗爆裂性。收尘成了提高产质量的有效方法。立窑利用余热到此水平，搞零电耗已无必要。 从研究循环利用资源、保护生态环境的愿望，到实现综合利用资源的方法。根据老子无弃物的哲学理念和求全追求完美，研究如何综合利用收尘灰。立窑收尘浆是生料、生烧料、熟料的粉尘加上水所组成。利用收尘浆含有氢氧化钙可以脱部分硫，兼有晶种的作用，可谓一举两得。研究晶种技术机理：与含氧矿物有关。晶种技术在推广中的问题就在于没有用低煤耗快烧，实际用煤量多、形成过烧。笔者曾将沉降灰均匀加入生料，仅此一举煤耗降低，强度提高35MPa、产量提高3%5%。还可减少部分郝氏反应带来的化学热损失，使总热耗低于半黑生料。用湿法旋风净化解决收尘、脱硫，收尘浆必须使用。结果表明：加入收尘灰具有矿化剂的作用，实际上是固体供氧从外燃到内燃的又一实例。也是从固体供氧到利用水做燃料研究的一部分（中国水泥2003年7#）。 CO2的利用问题。为了调节气候施行人工降雨，干冰需要量增加。水泥窑排放的CO2如何转化为人工降雨用干冰（允许含有少量灰尘、包括收尘灰，有利于开发沙化地）？值得进行经济评价。预测会比应用碘化银合理。 水泥厂既是耗煤大户，也可以通过研究转化为环保产业。积极探索物质循环、能量多层次综合利用，开发可再生能源，尝试建设生态工业、农业，建立“整体、协调、循环、再生”的生态和良性循环体系，也是变废为宝、化害为利的环保典型。在规模小、观念更新快、得策即行的小水泥厂率先试验，可能易于实现。3 学习哲学，加快开发研究实践“三个代表”思想感悟 改变经济增长方式，首先要改变思维方式、需要学习。学习包括学和习实践（应用），实践是更重要的学习。学习是为了寻找方法、解决问题。从实践认识提高到方法论的哲学高度，把科技创新发展先进的生产力和文化创新努力形成先进文化的方向结合起来，为加快提高最广大人民的生活水平做出贡献。笔者搞水泥研究多年，熟知科技创新才能发展先进的生产力。中国文化特色：科学技术，追求真理-求真；人文精神，关怀生灵-为爱。利用科学技术让人们生活得更好-做好本职工作。这是科技人员的简单想法，也更体会到实践“三个代表”思想之重要。 中国科学院老院长郭沫若谈科研工作者的素质：异想天开，脚踏实地。 解决怎么想和做的问题。不能胡思乱想，要讲学问。哲学可以明理，是研究自然科学和社会科学综合的学问。笔者只学过很少几篇哲学著作：易经，老子，孙子，太极拳经、两论，但因“学而时习之”认真用于实践,竟觉得受益匪浅。愿与同好分享应用哲学指导水泥科研和实践“三个代表”思想的感悟。31 介绍几篇哲学著作 易经以朴素的唯物主义观点描述宇宙，主张天人合一，阴阳相生，变化无穷。是我国最早的哲学著作。宇天地四方（空间），宙古往今来（时间）。广义：凡占有空间位置、时间过程的一切单元机体，无生机体大至天体，小至原子；生物机体从人类（人身是一个小天地天人合一思想，研究人体科学）到动植物。天人合一：人和自然、人和人、人体身心的和谐。一阴一阳之谓道。阴阳二气的运动、消长、转化，对立统一的规律贯穿于事物形成、变化和发展的全过程。事物变化是永恒的。六十四卦分类，已具很高水平。“水平是人类对自然界的认识能力和控制能力。”笔者将天理解为自然和社会（人文）环境的概括。太极生两仪一分为二；阴阳相生合二而一; 主观与客观结合、统一,都可据此演绎。感悟：学习认识世界和自己；应用顺应自然、综合利用，能够适应环境而生存发展为人生之要。 老子哲学无为而无不为。无为：不要去做违反客观规律的事；无不为：就可以做任何该做的事（只要符合客观规律，没有不可以做的事）。天地之本始是“无”，知道之本体精微奥妙；万物的根源是“有”，知道之作用广大无边。研究事物的本质和作用道学文化的核心。能够做到，可谓：得道之精微高明。这对于选题,寻找客观规律道理、本质和作用具有指导意义。 孙子兵法。“必以全争于天下”，“奇正相生，如循环之无端，孰能穷之哉”。与中医理论“整体观念，辨证施治”相通。不仅谈兵、而是一部哲学著作。军事哲学是哲学领域里最为积极主动的处世学问，与科研的关系特别密切，因为都是探索研究未知领域里不断变化的事物。研究工作也要靠情报、资料、知情者，以少走弯路、事半功倍。水无常形，兵无常势。与“法无定法”、“具体问题具体分析”是一个道理，都说明需要变化。 太极拳经。研究三个层次：武术四两拨千斤（低煤耗烧水泥受此启发）；养生以心行气、以气运身，吐故纳新、延年益寿；哲学天人合一（人身是一个小天地，据此设计动作导引气血），阴阳相生、虚实分明，变化无端（划圆）。 两论：实践论研究知和行的关系；矛盾论研究事物的矛盾法则，即对立统一的法则，是唯物辩证法的最根本的法则。毛泽东认为：哲学是关于自然科学知识和社会科学知识的概括和总结。32 应用体会 在哲学理论指导下搞水泥研究，从实践认识提高到方法论的体会可归纳为八个字：有无、表里、利害、奇正。 有无：科学研究的目标创新就是根据需要从无到有、从有到好（求全追求完美）。中国文化背景的影响成为提出课题的重要依据。如根据老子道德经的“常善救人，故无弃人；常善救物，故无弃物” 和后来的“教化，使人尽其才；利用，使物尽其用”， “爱人惜物”，发展到现在的资源循环利用和保护生态环境的生态工业。笔者30年来从实践体会到利废代土之必要、可行和有利。学习应用地质理论，研究各类岩石（包括江河湖海泥沙）的成岩情况、物理化学特性地质潜能，用于生产水泥、作混合材、混凝土骨料成为代土和转化为环保产业的优势和方法。2002年在四川成功利用筑路废石和高硫煤，说明选用易烧原料对于提高水泥生产水平、混凝土特性、经济效益和保护环境具有重要意义。并在川渝第25届水泥科技信息交流会议上建议从利用长江上游和四川盆地中各江河的卵石和粗砂做起, 减少在三峡库区沉积、特别是在重庆沉积。 笔者选题，牢记根据需要、联系实际，但又与众不同。如劣质煤烧水泥，实现煤灰代土；尾矿代土，降低煤耗、去矿化剂；全黑生料小料球快烧烧法；沸腾炉烧煤矸石联产砌筑水泥，低温形成低强度熟料（成为研究低标号水泥耐久性的根据之一）；低钙石灰石以至低钙高镁石灰石，实现立窑烧低饱和比熟料；应用高硫煤，化硫之害为节煤和早强之利。 表里：研究现象和本质（表面现象与本质问题） 例如化学成分（表观现象）和矿物组成（内在本质），熟料化学成分相同、烧成效果不一。黏土配料难烧，分析可知反应能力不同，据此寻找代替黏土的原料。提高到规律性的认识：化学成分是抽象的。例如煤、石墨、钻石的化学成分都是炭，为什么性质各异？结构不同！ 又如从窑面取得生烧料看到里熟外生的现象（果），反映了什么本质（因）？ 怎么利用？改变烧法！佛教中的因果，应该说是一种唯物主义的哲理。据此发展内部供氧，形成里应外合的整体煅烧（知可行与不可行研究的可能性）。 利害：智者之虑，必杂于利害。杂于利而务可信，杂于害而患可解。 趋利避害，坚持全黑生料快烧；化害为利，提出游离钙转化为有利钙。 全黑生料煅烧之利弊：利，煤灰综合利用，形成易烧物料、没有煤灰影响，强度高；弊，废气带走热损失大与煤耗本来就高和郝氏反应有关。 趋利避害：部分是表面现象、可从管理解决；郝氏反应从技术上解决，利用含氧矿物的作用减少废气带走热损失。分析热平衡数据可见效果。利，要用。害，要研究化害为利（研究的经济性）。 立窑游离钙可转化为有利钙。老子无弃物的哲学理念，要研究如何利用。佛教中的转化。怎么化？研究表明：不同形成条件下的游离钙性质不一样。低煤耗快烧，没有过烧游离钙形成可控性能的游离钙！实践证明：低煤耗快烧形成的游离钙能够转化为有利钙。利用可控游离钙之利，形成水泥强度高于熟料强度。 坚持错误，叫做顽固不化。实事求是，坚持经过科学实践证明是好的事实，那是坚持真理：“进不求名、退不避罪，国之宝也。” 奇正：解决利害关系需要依靠变化。要研究变和化的艺术：正，传统方法；奇，非常措施。科学研究经常需要出奇：传统方法和非常措施的交替运用。“变废为宝、化害为利”就是一例。 “运用之妙，存乎一心”。佛经：度一切苦厄。怎么度，不仅要有美好的愿望，还要有解决问题的方法。务实才能求真。全面考虑，把生产和环保结合起来。 利用低品位原燃料的方和法。低品位原燃料的组成往往配不出传统成分的熟料，需要采用出奇的办法应用我们熟谙的胶凝材料基本原理设计适当的配方跳