硅酸盐水泥的绿色化生产

题目：通用硅酸盐水泥的绿色化生产通用硅酸盐水泥的绿色化生产【摘要】水泥行业在国民经济中占有重要的地位，是国家的支柱产业。在我国乃至世界上，水泥是建筑工程中用量最多、用途最广的建筑材料。由于水泥工艺技术和生产方法的特点，它还是天然资源及能源消耗使用最多的行业之一和消纳利用废渣废料等工业废弃物的最大行业。水泥品种非常多，而土木工程中最常用的是通用硅酸盐水泥。因此，了解和介绍通用硅酸盐水泥的生产程序，并对其提出绿色化的生产理念，顺应了水泥行业的发展要求。而且通用硅酸盐水泥生产的低碳排放理念适应了当今国际大家庭中的环境保护的大潮流，契合了我国当前科学发展观中可持续发展的前进方向。关键词】通用硅酸盐水泥绿色化生产“碳”零排放目录第一章．通用硅酸盐水泥的生产概况第一节通用硅酸盐水泥的原料及生产程序1.通用硅酸盐水泥的原料2.通用硅酸盐水泥的生产工艺流程第二节我国当前的水泥产量及相关现状1.通用硅酸盐水泥的产量及发展状况2.通用硅酸盐水泥在生产中引发的问题第二章．通用硅酸盐水泥的绿色化生产第一节循环经济与水泥工业第二节水泥工业的绿色技术思想“清洁生产”1.原材料和生产过程的绿色化——“清洁生产”2.“清洁生产”的作用第三节新世纪对水泥生产的低碳排放要求第四节通用硅酸盐水泥生产绿色化所面临的难题1.技术方向难题2.社会市场的引导方向参考文献致谢第一章通用硅酸盐水泥的生产概况2007年11月9日，由国家质检总局、国家标准化委员会联合发布了《通用硅酸盐水泥标准》。该标准规定了通用硅酸盐水泥的定义与分类、组分与材料、强度等级、技术要求、试验方法、检验规则和包装、标志、运输与贮存等。通过学习和认识通用硅酸盐水泥的生产及技术要求，了解我国当前的硅酸盐水泥的现状，由此对硅酸盐水泥绿色化生产的作出了一些思考。第一节通用硅酸盐水泥的原料及生产程序通用硅酸盐水泥(CommonPortlandCement),是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。一．通用硅酸盐水泥的原料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。黏土质原料是提供和保证水泥熟料的成分。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时可掺加相应的硅质校正原料、铝质校正原料、铁质校正原料等校正原料。二．通用硅酸盐水泥的生产工艺流程

石*科K冷HHEiT；辄咽0 IB诂总聊It馬炖祈贰空石*科K冷HHEiT；辄咽0 IB诂总聊It馬炖祈贰空审戟老■:I bm-ii«F-血耐京L・去井■筆豢泥工艺主*过程n nim商常扎厂r—-*|*4 flS"血£2iMt#所有水泥生产工艺路线均包括以下过程：（1）原材料的采运；（2）原材料（能源）的贮存和制备；（3）熟料煅烧；（4）水泥粉磨和贮存；（5）包装和发送。水泥厂的主要设备是“两磨一窑”，“两磨”指生料磨和水泥磨，“一窑”指水泥窑，即立窑或回转窑，所谓的湿法、干法、半干法或半湿法均是指所使用的窑而言。粉磨过程在水泥生产中电耗最大，同时伴随粉尘排放。窑系统则是水泥厂最主要的污染源，排放大量的粉尘、CO2和少量N0X，SOX,CO,VOC（挥发性有机物）等。窑的能量消耗（煤耗）也很大。表1水泥制造业能源消耗量统计估算年份1995200020012002200320042005水泥产量万t475915970066400725008260097000107000耗煤产量万tee8331100301043311774137231513215738热耗Kgee/t133128125122119116110电耗kWh/t10410210110010099100综合电耗Kgee/t175108166162159156153第二节我国当前的硅酸盐水泥产量及相关现状一．硅酸盐水泥的产量及发展状况水泥作为重要的建材产品,近年来在我国得到了比较大的发展,从二十世纪七十年代中

期开始,世界水泥生产重心向亚洲转移,目前亚洲已成为世界的主要水泥生产地区和主要消费地区。我国改革开放以来，水泥工业发展突飞猛进,产量由一九七八年的6524万吨增至二00四年的90500万吨（统计未出估算）,已占世界产量的40%，超过亚洲产量的50%，自一九八五年起,我国每年的水泥产量一直居世界各国首位。截止到2004年11月底，我国水泥生产量已达8.34亿吨，同比增长15.5%；出口量截止到2004年年底已达704万吨，同比增长32.11%，出口金额达2.3亿美元，同比增长34.28%，出口量约占我国内生产总量的8%。下中列出世界水泥产量和我国水泥产量，表示我国水泥工业在世界上的地位。并由此看出我国水泥用矿产资源的消耗量在世界上的水平。表2世界水泥和我国水泥产量及原燃材料消耗量计算值（亿吨）年分2002200320042005200620072008世界水泥18.320.121.823.425.627.528.6中国水泥及占世界％7.258.629.7010.612.613.513.939.642.944.545.349.249.148.6石灰石8.7010.3511.6412.7215.1216.2016.68粘土1.4501.7241.9402.1202.5202.7002.780铁粉0.1450.1730.1940.2120.2520.2700.278石膏0.3620.4310.4850.5300.6300.6750.695．在硅酸盐水泥生产中引发的问题随着我国经济的持续发展，支撑经济发展的矿产资源将逐渐短缺。而水泥工业作为资源型工业，正是利用了大量的不可再生的矿石资源。我国水泥原料矿山受传统的开采工艺制约，矿山开采中存在的问题不容忽视。另外，水泥生产过程中产生的大量粉尘、烟尘，若不加治理或收尘设施不完善，会严重污染环境，危害人们身心健康，也极大地浪费资源等等，都是水泥生产过程中暴露的问题。（1）矿山开采中存在的问题、资源利用率低。、矿山规模小，开采技术落后。、资源保证程度低，地质勘探工作滞后。落后的开采方法，滞后的地质勘探工作，不仅劳动效率低，安全隐患大，浪费资源严重，而且造成大规模山体和植被的破坏，对矿区周边的生态环境造成严重危害。（2）生产过程中产生的环境污染问题环境保护是我国的一项基本国策。水泥生产过程中不仅产生大量烟尘、粉尘，还生成二氧化硫（S02）、氮氧化物（N0X）、氟化物、二氧化碳（C02）、一氧化碳（CO）等有害气体而污染大气，同时高噪生产设施带来的噪声严重影响着人们的生产生活和身体健康。水泥生产过程中产生的大量粉尘、烟尘，若不加治理或收尘设施不完善，会严重污染环境，危害人们身心健康，也极大地浪费资源，降低企业经济效益。随着时代的发展，人们越来越重视环境质量，对粉尘排放要求更为严格。泥厂粉尘排放可以控制在允许范围内。第二章通用硅酸盐水泥的绿色化生产水泥行业是建材行业里的污染大户，其原材料级产品的特点使得其生产过程中产生并排放大量的粉尘，不仅严重破坏大气环境质量，还对员工的身心健康造成严重的危害，企业承受着巨大的环境压力和经济压力，因此水泥厂开展清洁生产是很必要的。随着国家对节能减排的重视，高耗能、高污染的水泥企业，如何做好节能、降耗、减排、清洁生产，是当前水泥企业必须面对的问题。第一节循环经济与水泥工业“循环经济”一词已成为我国经济发展中关注的热门，而水泥工业以它得天独厚的优势，必然成为循环经济的组成部分。循环经济模式要求遵循生态学规律，合理利用自然资源和环境容量，在物质不断循环利用的基础上发展经济，使经济系统和谐地纳入到自然生存系统的物质循环过程中，实现经济活动的可持续发展。水泥工业要发展循环经济应做到如下几点。节能，尽可能少用不可再生的天然能源，提高能源利用效率。节省资源，尽可能少用不可再生的资源，充分利用劣质原料、废弃物等替代品质好的自然资源，提高资源利用效率。保护环境，降低C02、S02、N0X和其他废弃物的排放。

提高产品质量，包括功能、耐久性和寿命，也是循环经济追求的目标。研究和开发资源再生技术，促进水泥工业与其他建材、建筑相关循环产业的形成。首先在企业的层面上开展循环经济的工作，做好水泥工业的节能、降耗和环境保护，然后促进区域性的循环经济发展，充分利用其他产业的废弃物。水泥工业要尽快推广绿色生产技术，而绿色生产技术体系包括了环境工程技术、资源化技术和清洁生产技术。第二节水泥工业的的绿色技术思想“清洁生产”清洁生产(cleanerproduction)又称为绿色生产，清洁生产是绿色技术思想在生产过程中的反映，体现了在生产过程中环境保护的要求。换句话说，清洁生产就是用清洁的能源和原材料、清洁工艺及无污染、少污染的生产方式、科学而严格的管理措施，生产清洁的产品和提供清洁的服务，塑造“更清洁的工业”，实现“节能、降耗、减污、增效”的目的，实现经济的可持续发展。一．原材料和生产过程的绿色化——“清洁生产”水泥工业的清洁生产范围是从石灰石原料矿山(其他原料是从到达厂内)开始，直到产品出厂为止，包括了生产的全过程。1．原材料“清洁生产”——有效开采与节能破碎前面已提到，落后的开采方法，滞后的地质勘探工作，等等都给水泥原材料开采造成很多完全不必要的损失。吏分析和解决原质勘探，保持质勘探，保持进厂矿石成芬的均匀又使矿山资源得到综合利用，延长矿山的使用寿命。水泥生产工艺中的原料破碎与生料、水泥熟料的粉磨，其电能消耗要占全部生产工艺的一半以上，所以水泥工业一直很重视粉磨技术和装备的开发。20世纪80年代世界粉磨技术有了很大进展，如采用料层粉碎机理的軘式磨和軘压机已得到普遍应用，由軘压机或軘式磨与球磨机组成的水泥预粉磨系统，降低了电耗提高了产量。从节能与满足水泥工艺的要求来看，生料粉磨与水泥粉磨的工艺与设备，应该采用不同的考虑方法。

生产过程的绿色化世界水泥技术发展趋势是以节能化、资源化、环境保护为中心，实现清洁生产和高效集约化生产，在保证高质量水泥的同时加强水泥生态化技术研究与开发，逐步减少天然资源和天然能源的消耗和提高废弃物的再循环技术，最大限度地减少环境污染和最大限度地接收消纳工业废气物和城市垃圾等，搭到与生态环境完全相同、和谐共存。归纳起来水泥工业生产全过程控制是清洁生产的核心，生产全过程控制一般包括如下内容：控制水泥单位产品的热耗、电耗达到国外的最新和最先进的指标要求。利用好低品位的原燃料。天然矿物资源的逐步枯竭，已引起世界各国的警觉和重视，节约使用天然资源也紧在眉头。利用工业废物和城市垃圾。使用可燃废弃物燃料替代率，工业废弃物作为混合物或填充材利用率，还有工业废弃物在配料中使用的利用率，等等措施，既处理了废弃物和垃圾又节约了天然燃料，又降低了生产成本。下表中的数据说明，我国工业废渣废物利用的绝对数量逐年提高，相对水泥产量利用分为12.5%；17.3%；22.3%和25.3%4个层次，稳定在22%以上。目前，我国吨水泥工业废渣废物利用水平与发达国家如德国、日本相比（吨水泥消纳废弃物分别为409和430公斤），尚有一定的差距，这也说明还有较大的发展空间。表1工业废渣废物利用数量（万吨）年份利用量万吨增长率%水泥产量万吨相对水泥利用率％吨水泥利用量公斤/吨20007517—5931912.6712720011058340.786610416.0116020021275220.797253517.5817620031471315.388627117.0517120042220750.939730022.822282005229053.1510688521.4321420062835923.8112600022.5122520073412221.3213500025.27253余热利用。在水泥厂热工工程的单元操作中，有许多余热产生，如果不能利用时很大的浪费，到目前为止对回窖的窖体散热损失仍不能很好利用，然而烧成系统平派出的废弃有大量的热焓可以利用，一般用于预热发电。水泥生产与管理的信息化。运用信息技术，创新建立各种工艺过程的专家系统和数字神经网络系统，实现运程诊断和操作，保证水泥生产稳定和良好的质量，进行科学管理和商务活动室近年来国外水泥工业信息技术的新发展。二．“清洁生产”的作用清洁生产的目标是节省能源、降低原材料消耗、减少污染物的产生量和排放量。清洁生产的基本手段是推进清洁生产技术、强化企业质量管理，最大限度地提高资源、能源的利用水平和提高产品性能，减少废弃物排放。因此，简单地说，推行清洁生产后至少可给企业带来以下4个方面的好处：•降低成本，提高市场竞争力。清洁生产通过在生产过程中提高资源和能源的利用效率来减少污染和消耗，因而通常可以降低生产成本，从而提高企业的市场竞争能力。.减少污染，保护环境，造福人民。清洁生产强调在源头预防污染，最终减少污染排放和对环境的危害。.提高企业环保形象。随着环境污染的加剧，人们的环保意识也越来越强，对企业的环境形象也更加关注，因而注重环保的企业将会吸引社会和用户的注意。.提高管理水平。清洁生产强带哦加强管理，通过对生产过程的严格控制和管理来达到提高效率的目的，因而可以提高企业的管理水平。第三节新世纪对水泥生产的低碳排放要求伴随着高温、洪涝、干旱等灾害性天气的出现，节能减排被提到了前所未有的高度，因为这关系到气候变化;关系到经济增长方式的转变；关系到我们民族发展的未来。水泥工业不仅排放燃料燃烧产生的二氧化碳，还排放石灰石原料分解产生的二氧化碳，是工业部门中排放二氧化碳的大户。我国是一个水泥大国，水泥产量已占世界水泥总产量的一半以上，但是产品平均能耗高，质量较低，降低产品能耗和减排二氧化碳有较大的空间。水泥工业通过煅烧石灰石、燃烧煤等直接排放二氧化碳等温室气体，也通过消耗电力和其他物质间接排放温室气体，对这些方面进行控制，可以取得较好的温室气体减排效果。另外，水泥的质量可以影响建筑物的寿命以及混泥土中掺合物的用量，从而影响水泥的需求量，进而减少与其熟料数量相当的二氧化碳排放量。因此，减排水泥生产过程中的二氧化碳排放的措施有：改变原料种类或熟料的化学成分；降低熟料烧成热耗；余热利用；提到燃料；减少水泥熟料用量提高水泥质量，减少水泥用量；增加混泥土中掺合料的掺量，减少水泥用量；提高水泥的散热绿，减少水泥的损耗；9．降低水泥生产中的能源消耗；10.对产生的二氧化碳进行回收处理。第四节通用硅酸盐水泥生产绿色化所面临的难题随着经济的发展，基于水泥在各种工程中的重要性，工程建设各方对水泥质量的要求也随着提高，而水泥的生产制造方也就必须重视影响水泥使用质量的生产材料的使用及其质量情况。而且，水泥工业的可持续发展也越来越得到社会的重视。这些就对水泥的绿色化生产的技术要求提高了很高程度的要求为了使我国水泥工业的生产工艺与装备的主要技术经济指标逐步赶上甚至超过国际先进水平，同时在环境保护和生态建设方面逐步达到国际先进水平，我们还需要从以下几个技术方面不懈努力：进一步加强新型干法水泥熟料烧成工艺与装备的研发和推广应用工作。烧成系统窖头和窖尾都排出大量的热，这些热如得不到应用就是一种能源的损失，这就要求我们一方面要提高现有装备的性能，减少这种形式的能量的损失；另一方面则要开发新装备，对这些能源加以利用。要进一步加快和加强水泥生产过