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“四零一负”战略勾画水泥工业循环经济路线

信息来源:shuini.biz  时间:2005-05-30  浏览次数:3720

  作者:高长明
  根据科技发展趋势判断,水泥在今后相当长的时期内(可能100年)仍是难以替代的经济实用建筑材料。
  水泥工业因其生产技术特点,在发展全社会循环经济中具有显著的链接作用。近年来,随着科技研发和应用取得较大进展,水泥企业在自身"小循环"中已颇显效益,同时实现了多个产业之间的"中循环"。可以预见,在全社会的"大循环"中水泥工业也将做出重要贡献。
  "四零一负"战略
  笔者在上世纪90年代初实地调研先进国家水泥工业的可持续发展理念及其战略,研究国际水泥工业科技发展趋势,于1996年提出水泥工业可持续发展的"四零一负"战略目标。
  一、水泥工业和生态环境和谐共存,水泥企业对其周围生态环境实现零污染。将水泥生产过程中的各种污染物的排放尽量地减到最少,符合或少于法定的排放标准,使它们在自然的生态环境中足以及时被"消化"掉。实际上,要求水泥企业实现对废气和污染物的零排放是不可能的,但是实现零污染则是企业必须追求的。
  二、创新水泥工艺和余热回收技术,降低单位水泥电耗,提高单位熟料余热发电量,实现水泥企业对外界电能的零消耗。
  三、水泥企业完全实现废料、废渣、废水的零排放。
  四、降低单位熟料热耗,开发利用各种替代燃料,实现熟料生产对天然矿物燃料(煤、油、天然气)的零消耗。
  五、节约资源,扩大消纳各种废物的功能,减轻环境负荷,为全社会废渣、废料的负增长做出贡献。水泥工业要尽量地综合利用各种工业废渣、废料作为原料、混合料、掺和料或燃料,与其他工业组成仿生群乐体(生态工业园),协同处理、利用各种废料、废渣、生活垃圾。
  节能与降污差距大
  上世纪90年代中期,发达国家的水泥企业"四零一负"技术发展和工业实践已取得初步成效,但是真正达到零消耗还有相当的差距。2002年,德国科技部、国家环保局和工业部向全世界通报,根据德国连续30年对各项环境因素的对比监测充分证明,只要遵循现行国家排放标准,水泥工业将在重化工行业中率先进入绿色工业的行列。
  水泥窑烧废料时,环保标准更严格,要采用较低的允许排放极限值。德国于1994年颁布实施排放标准,欧盟许多国家相继采用。我国2005年1月1日开始实施GB4915-2004《水泥工业大气污染物排放标准》。现在的问题是,这个标准能落实到何种程度,那些以立窑为主的各种落后窑型的水泥企业污染环境仍然十分严重。
  水泥综合电耗,国际上已由10年前的105~115kWh/t降到现今的85~95kWh/t,相应地熟料单位电耗由64~68kWh/t降为52~56kWh/t。我国现今水泥工业水泥和熟料的单位电耗(全国平均值)分别为105kWh/t、62kWh/t。新投产的5000t/d和10,000t/d生产线与国际水平相当。
  利用PC窑系统废气余热发电日本是最先进的。2003年日本投产的64台PC窑中有52台采用余热发电,平均单位熟料发电量近40kWh/t,回收电能达到水泥工业总电耗的48%。我国前十几年在余热发电方面采用高温和补燃方案较多,对纯低温余热发电近年才开始有所关注。
  单位熟料热耗,国际上已由10年前的830×4.18KJ/kg降到现今的710×4.18KJ/kg,距离PC窑熟料热耗可能达到的最低值(600~650)×4.18KJ/kg,大约还有10%~15%的下降空间,技术上日益艰巨。我国现今熟料单位热耗全国平均约为1,000×4.18KJ/kg,近年投产的5,000t/d和10,000t/d生产线可达720×4.18KJ/kg左右。
  国际上在上世纪90年代初已实现水泥企业对废料、废渣、废水的零排放。我国2,500t/d以上的PC窑水泥厂都能达到这一目标,症结仍然在窑型落后的水泥企业。
  替代原料与燃料的发展失衡
  扩大消纳各种废物的功能,水泥工业具有"先天"优势。可以将各种废料、废渣用作混合材、替代原料或替代燃料。因各国水泥标准的差异,美国和日本水泥中的混合材掺入量平均为3%~6%,欧洲诸国则平均为10%~15%,而我国现今平均已达24%。
  日本水泥工业单位水泥的替代原料用量较多,已达260kg/t,德国为150kg/t,我国和美国都较少,约60kg/t。欧洲诸国水泥工业的替代燃料用量,按全国水泥熟料的总热耗计,其替代天然矿物燃料的比例已由10年前的15%左右提高到现今的50%,美国相应地由5%提高到15%,日本由1%提高到2.5%。预计2010年,欧、美、日可能分别达到80%、30%和6%。我国水泥工业在这方面近于空白,只是刚刚起步。
  德国水泥工业消纳各种废物的技术是最先进的,发展较均衡,利废质量较高,各行业的利废贡献率较协调,已进入良性循环阶段,单位水泥的利废总量2004年为370kg/t。而PC窑水泥可能达到的单位利废总量,笔者的计算建议值为950kg/t,还有较大的发展空间。
  (来源:中国工业报)

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