硅酸鹽水泥的綠色化生產(chǎn)

題目：通用硅酸鹽水泥的綠色化生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥的綠色化生產(chǎn)【摘要】水泥行業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，是國家的支柱產(chǎn)業(yè)。在我國乃至世界上，水泥是建筑工程中用量最多、用途最廣的建筑材料。由于水泥工藝技術(shù)和生產(chǎn)方法的特點，它還是天然資源及能源消耗使用最多的行業(yè)之一和消納利用廢渣廢料等工業(yè)廢棄物的最大行業(yè)。水泥品種非常多，而土木工程中最常用的是通用硅酸鹽水泥。因此，了解和介紹通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)程序，并對其提出綠色化的生產(chǎn)理念，順應了水泥行業(yè)的發(fā)展要求。而且通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)的低碳排放理念適應了當今國際大家庭中的環(huán)境保護的大潮流，契合了我國當前科學發(fā)展觀中可持續(xù)發(fā)展的前進方向。關(guān)鍵詞】通用硅酸鹽水泥綠色化生產(chǎn)“碳”零排放目錄第一章．通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概況第一節(jié)通用硅酸鹽水泥的原料及生產(chǎn)程序1.通用硅酸鹽水泥的原料2.通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程第二節(jié)我國當前的水泥產(chǎn)量及相關(guān)現(xiàn)狀1.通用硅酸鹽水泥的產(chǎn)量及發(fā)展狀況2.通用硅酸鹽水泥在生產(chǎn)中引發(fā)的問題第二章．通用硅酸鹽水泥的綠色化生產(chǎn)第一節(jié)循環(huán)經(jīng)濟與水泥工業(yè)第二節(jié)水泥工業(yè)的綠色技術(shù)思想“清潔生產(chǎn)”1.原材料和生產(chǎn)過程的綠色化——“清潔生產(chǎn)”2.“清潔生產(chǎn)”的作用第三節(jié)新世紀對水泥生產(chǎn)的低碳排放要求第四節(jié)通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)綠色化所面臨的難題1.技術(shù)方向難題2.社會市場的引導方向參考文獻致謝第一章通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概況2007年11月9日，由國家質(zhì)檢總局、國家標準化委員會聯(lián)合發(fā)布了《通用硅酸鹽水泥標準》。該標準規(guī)定了通用硅酸鹽水泥的定義與分類、組分與材料、強度等級、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和包裝、標志、運輸與貯存等。通過學習和認識通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及技術(shù)要求，了解我國當前的硅酸鹽水泥的現(xiàn)狀，由此對硅酸鹽水泥綠色化生產(chǎn)的作出了一些思考。第一節(jié)通用硅酸鹽水泥的原料及生產(chǎn)程序通用硅酸鹽水泥(CommonPortlandCement),是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。一．通用硅酸鹽水泥的原料生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料為石灰原料和粘土質(zhì)原料，有時還要根據(jù)燃料品質(zhì)和水泥品種，摻加校正原料以補充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產(chǎn)。石灰質(zhì)原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。黏土質(zhì)原料是提供和保證水泥熟料的成分。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。當石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時可摻加相應的硅質(zhì)校正原料、鋁質(zhì)校正原料、鐵質(zhì)校正原料等校正原料。二．通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程

石*科K冷HHEiT；輒咽0 IB詁總聊It馬燉祈貳空石*科K冷HHEiT；輒咽0 IB詁總聊It馬燉祈貳空審戟老■:I bm-ii?F-血耐京L?去井■筆豢泥工藝主*過程n nim商常扎廠r—-*|*4 flS"血￡2iMt#所有水泥生產(chǎn)工藝路線均包括以下過程：（1）原材料的采運；（2）原材料（能源）的貯存和制備；（3）熟料煅燒；（4）水泥粉磨和貯存；（5）包裝和發(fā)送。水泥廠的主要設(shè)備是“兩磨一窯”，“兩磨”指生料磨和水泥磨，“一窯”指水泥窯，即立窯或回轉(zhuǎn)窯，所謂的濕法、干法、半干法或半濕法均是指所使用的窯而言。粉磨過程在水泥生產(chǎn)中電耗最大，同時伴隨粉塵排放。窯系統(tǒng)則是水泥廠最主要的污染源，排放大量的粉塵、CO2和少量N0X，SOX,CO,VOC（揮發(fā)性有機物）等。窯的能量消耗（煤耗）也很大。表1水泥制造業(yè)能源消耗量統(tǒng)計估算年份1995200020012002200320042005水泥產(chǎn)量萬t475915970066400725008260097000107000耗煤產(chǎn)量萬tee8331100301043311774137231513215738熱耗Kgee/t133128125122119116110電耗kWh/t10410210110010099100綜合電耗Kgee/t175108166162159156153第二節(jié)我國當前的硅酸鹽水泥產(chǎn)量及相關(guān)現(xiàn)狀一．硅酸鹽水泥的產(chǎn)量及發(fā)展狀況水泥作為重要的建材產(chǎn)品,近年來在我國得到了比較大的發(fā)展,從二十世紀七十年代中

期開始,世界水泥生產(chǎn)重心向亞洲轉(zhuǎn)移,目前亞洲已成為世界的主要水泥生產(chǎn)地區(qū)和主要消費地區(qū)。我國改革開放以來，水泥工業(yè)發(fā)展突飛猛進,產(chǎn)量由一九七八年的6524萬噸增至二00四年的90500萬噸（統(tǒng)計未出估算）,已占世界產(chǎn)量的40%，超過亞洲產(chǎn)量的50%，自一九八五年起,我國每年的水泥產(chǎn)量一直居世界各國首位。截止到2004年11月底，我國水泥生產(chǎn)量已達8.34億噸，同比增長15.5%；出口量截止到2004年年底已達704萬噸，同比增長32.11%，出口金額達2.3億美元，同比增長34.28%，出口量約占我國內(nèi)生產(chǎn)總量的8%。下中列出世界水泥產(chǎn)量和我國水泥產(chǎn)量，表示我國水泥工業(yè)在世界上的地位。并由此看出我國水泥用礦產(chǎn)資源的消耗量在世界上的水平。表2世界水泥和我國水泥產(chǎn)量及原燃材料消耗量計算值（億噸）年分2002200320042005200620072008世界水泥18.320.121.823.425.627.528.6中國水泥及占世界％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鐵粉0.1450.1730.1940.2120.2520.2700.278石膏0.3620.4310.4850.5300.6300.6750.695．在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中引發(fā)的問題隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，支撐經(jīng)濟發(fā)展的礦產(chǎn)資源將逐漸短缺。而水泥工業(yè)作為資源型工業(yè)，正是利用了大量的不可再生的礦石資源。我國水泥原料礦山受傳統(tǒng)的開采工藝制約，礦山開采中存在的問題不容忽視。另外，水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量粉塵、煙塵，若不加治理或收塵設(shè)施不完善，會嚴重污染環(huán)境，危害人們身心健康，也極大地浪費資源等等，都是水泥生產(chǎn)過程中暴露的問題。（1）礦山開采中存在的問題、資源利用率低。、礦山規(guī)模小，開采技術(shù)落后。、資源保證程度低，地質(zhì)勘探工作滯后。落后的開采方法，滯后的地質(zhì)勘探工作，不僅勞動效率低，安全隱患大，浪費資源嚴重，而且造成大規(guī)模山體和植被的破壞，對礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。（2）生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題環(huán)境保護是我國的一項基本國策。水泥生產(chǎn)過程中不僅產(chǎn)生大量煙塵、粉塵，還生成二氧化硫（S02）、氮氧化物（N0X）、氟化物、二氧化碳（C02）、一氧化碳（CO）等有害氣體而污染大氣，同時高噪生產(chǎn)設(shè)施帶來的噪聲嚴重影響著人們的生產(chǎn)生活和身體健康。水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量粉塵、煙塵，若不加治理或收塵設(shè)施不完善，會嚴重污染環(huán)境，危害人們身心健康，也極大地浪費資源，降低企業(yè)經(jīng)濟效益。隨著時代的發(fā)展，人們越來越重視環(huán)境質(zhì)量，對粉塵排放要求更為嚴格。泥廠粉塵排放可以控制在允許范圍內(nèi)。第二章通用硅酸鹽水泥的綠色化生產(chǎn)水泥行業(yè)是建材行業(yè)里的污染大戶，其原材料級產(chǎn)品的特點使得其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生并排放大量的粉塵，不僅嚴重破壞大氣環(huán)境質(zhì)量，還對員工的身心健康造成嚴重的危害，企業(yè)承受著巨大的環(huán)境壓力和經(jīng)濟壓力，因此水泥廠開展清潔生產(chǎn)是很必要的。隨著國家對節(jié)能減排的重視，高耗能、高污染的水泥企業(yè)，如何做好節(jié)能、降耗、減排、清潔生產(chǎn)，是當前水泥企業(yè)必須面對的問題。第一節(jié)循環(huán)經(jīng)濟與水泥工業(yè)“循環(huán)經(jīng)濟”一詞已成為我國經(jīng)濟發(fā)展中關(guān)注的熱門，而水泥工業(yè)以它得天獨厚的優(yōu)勢，必然成為循環(huán)經(jīng)濟的組成部分。循環(huán)經(jīng)濟模式要求遵循生態(tài)學規(guī)律，合理利用自然資源和環(huán)境容量，在物質(zhì)不斷循環(huán)利用的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟，使經(jīng)濟系統(tǒng)和諧地納入到自然生存系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程中，實現(xiàn)經(jīng)濟活動的可持續(xù)發(fā)展。水泥工業(yè)要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟應做到如下幾點。節(jié)能，盡可能少用不可再生的天然能源，提高能源利用效率。節(jié)省資源，盡可能少用不可再生的資源，充分利用劣質(zhì)原料、廢棄物等替代品質(zhì)好的自然資源，提高資源利用效率。保護環(huán)境，降低C02、S02、N0X和其他廢棄物的排放。

提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括功能、耐久性和壽命，也是循環(huán)經(jīng)濟追求的目標。研究和開發(fā)資源再生技術(shù)，促進水泥工業(yè)與其他建材、建筑相關(guān)循環(huán)產(chǎn)業(yè)的形成。首先在企業(yè)的層面上開展循環(huán)經(jīng)濟的工作，做好水泥工業(yè)的節(jié)能、降耗和環(huán)境保護，然后促進區(qū)域性的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，充分利用其他產(chǎn)業(yè)的廢棄物。水泥工業(yè)要盡快推廣綠色生產(chǎn)技術(shù)，而綠色生產(chǎn)技術(shù)體系包括了環(huán)境工程技術(shù)、資源化技術(shù)和清潔生產(chǎn)技術(shù)。第二節(jié)水泥工業(yè)的的綠色技術(shù)思想“清潔生產(chǎn)”清潔生產(chǎn)(cleanerproduction)又稱為綠色生產(chǎn)，清潔生產(chǎn)是綠色技術(shù)思想在生產(chǎn)過程中的反映，體現(xiàn)了在生產(chǎn)過程中環(huán)境保護的要求。換句話說，清潔生產(chǎn)就是用清潔的能源和原材料、清潔工藝及無污染、少污染的生產(chǎn)方式、科學而嚴格的管理措施，生產(chǎn)清潔的產(chǎn)品和提供清潔的服務，塑造“更清潔的工業(yè)”，實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。一．原材料和生產(chǎn)過程的綠色化——“清潔生產(chǎn)”水泥工業(yè)的清潔生產(chǎn)范圍是從石灰石原料礦山(其他原料是從到達廠內(nèi))開始，直到產(chǎn)品出廠為止，包括了生產(chǎn)的全過程。1．原材料“清潔生產(chǎn)”——有效開采與節(jié)能破碎前面已提到，落后的開采方法，滯后的地質(zhì)勘探工作，等等都給水泥原材料開采造成很多完全不必要的損失。吏分析和解決原質(zhì)勘探，保持質(zhì)勘探，保持進廠礦石成芬的均勻又使礦山資源得到綜合利用，延長礦山的使用壽命。水泥生產(chǎn)工藝中的原料破碎與生料、水泥熟料的粉磨，其電能消耗要占全部生產(chǎn)工藝的一半以上，所以水泥工業(yè)一直很重視粉磨技術(shù)和裝備的開發(fā)。20世紀80年代世界粉磨技術(shù)有了很大進展，如采用料層粉碎機理的軘式磨和軘壓機已得到普遍應用，由軘壓機或軘式磨與球磨機組成的水泥預粉磨系統(tǒng)，降低了電耗提高了產(chǎn)量。從節(jié)能與滿足水泥工藝的要求來看，生料粉磨與水泥粉磨的工藝與設(shè)備，應該采用不同的考慮方法。

生產(chǎn)過程的綠色化世界水泥技術(shù)發(fā)展趨勢是以節(jié)能化、資源化、環(huán)境保護為中心，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和高效集約化生產(chǎn)，在保證高質(zhì)量水泥的同時加強水泥生態(tài)化技術(shù)研究與開發(fā)，逐步減少天然資源和天然能源的消耗和提高廢棄物的再循環(huán)技術(shù)，最大限度地減少環(huán)境污染和最大限度地接收消納工業(yè)廢氣物和城市垃圾等，搭到與生態(tài)環(huán)境完全相同、和諧共存。歸納起來水泥工業(yè)生產(chǎn)全過程控制是清潔生產(chǎn)的核心，生產(chǎn)全過程控制一般包括如下內(nèi)容：控制水泥單位產(chǎn)品的熱耗、電耗達到國外的最新和最先進的指標要求。利用好低品位的原燃料。天然礦物資源的逐步枯竭，已引起世界各國的警覺和重視，節(jié)約使用天然資源也緊在眉頭。利用工業(yè)廢物和城市垃圾。使用可燃廢棄物燃料替代率，工業(yè)廢棄物作為混合物或填充材利用率，還有工業(yè)廢棄物在配料中使用的利用率，等等措施，既處理了廢棄物和垃圾又節(jié)約了天然燃料，又降低了生產(chǎn)成本。下表中的數(shù)據(jù)說明，我國工業(yè)廢渣廢物利用的絕對數(shù)量逐年提高，相對水泥產(chǎn)量利用分為12.5%；17.3%；22.3%和25.3%4個層次，穩(wěn)定在22%以上。目前，我國噸水泥工業(yè)廢渣廢物利用水平與發(fā)達國家如德國、日本相比（噸水泥消納廢棄物分別為409和430公斤），尚有一定的差距，這也說明還有較大的發(fā)展空間。表1工業(yè)廢渣廢物利用數(shù)量（萬噸）年份利用量萬噸增長率%水泥產(chǎn)量萬噸相對水泥利用率％噸水泥利用量公斤/噸20007517—5931912.6712720011058340.786610416.0116020021275220.797253517.5817620031471315.388627117.0517120042220750.939730022.822282005229053.1510688521.4321420062835923.8112600022.5122520073412221.3213500025.27253余熱利用。在水泥廠熱工工程的單元操作中，有許多余熱產(chǎn)生，如果不能利用時很大的浪費，到目前為止對回窖的窖體散熱損失仍不能很好利用，然而燒成系統(tǒng)平派出的廢棄有大量的熱焓可以利用，一般用于預熱發(fā)電。水泥生產(chǎn)與管理的信息化。運用信息技術(shù)，創(chuàng)新建立各種工藝過程的專家系統(tǒng)和數(shù)字神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)運程診斷和操作，保證水泥生產(chǎn)穩(wěn)定和良好的質(zhì)量，進行科學管理和商務活動室近年來國外水泥工業(yè)信息技術(shù)的新發(fā)展。二．“清潔生產(chǎn)”的作用清潔生產(chǎn)的目標是節(jié)省能源、降低原材料消耗、減少污染物的產(chǎn)生量和排放量。清潔生產(chǎn)的基本手段是推進清潔生產(chǎn)技術(shù)、強化企業(yè)質(zhì)量管理，最大限度地提高資源、能源的利用水平和提高產(chǎn)品性能，減少廢棄物排放。因此，簡單地說，推行清潔生產(chǎn)后至少可給企業(yè)帶來以下4個方面的好處：?降低成本，提高市場競爭力。清潔生產(chǎn)通過在生產(chǎn)過程中提高資源和能源的利用效率來減少污染和消耗，因而通?？梢越档蜕a(chǎn)成本，從而提高企業(yè)的市場競爭能力。.減少污染，保護環(huán)境，造福人民。清潔生產(chǎn)強調(diào)在源頭預防污染，最終減少污染排放和對環(huán)境的危害。.提高企業(yè)環(huán)保形象。隨著環(huán)境污染的加劇，人們的環(huán)保意識也越來越強，對企業(yè)的環(huán)境形象也更加關(guān)注，因而注重環(huán)保的企業(yè)將會吸引社會和用戶的注意。.提高管理水平。清潔生產(chǎn)強帶哦加強管理，通過對生產(chǎn)過程的嚴格控制和管理來達到提高效率的目的，因而可以提高企業(yè)的管理水平。第三節(jié)新世紀對水泥生產(chǎn)的低碳排放要求伴隨著高溫、洪澇、干旱等災害性天氣的出現(xiàn)，節(jié)能減排被提到了前所未有的高度，因為這關(guān)系到氣候變化;關(guān)系到經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變；關(guān)系到我們民族發(fā)展的未來。水泥工業(yè)不僅排放燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，還排放石灰石原料分解產(chǎn)生的二氧化碳，是工業(yè)部門中排放二氧化碳的大戶。我國是一個水泥大國，水泥產(chǎn)量已占世界水泥總產(chǎn)量的一半以上，但是產(chǎn)品平均能耗高，質(zhì)量較低，降低產(chǎn)品能耗和減排二氧化碳有較大的空間。水泥工業(yè)通過煅燒石灰石、燃燒煤等直接排放二氧化碳等溫室氣體，也通過消耗電力和其他物質(zhì)間接排放溫室氣體，對這些方面進行控制，可以取得較好的溫室氣體減排效果。另外，水泥的質(zhì)量可以影響建筑物的壽命以及混泥土中摻合物的用量，從而影響水泥的需求量，進而減少與其熟料數(shù)量相當?shù)亩趸寂欧帕?。因此，減排水泥生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放的措施有：改變原料種類或熟料的化學成分；降低熟料燒成熱耗；余熱利用；提到燃料；減少水泥熟料用量提高水泥質(zhì)量，減少水泥用量；增加混泥土中摻合料的摻量，減少水泥用量；提高水泥的散熱綠，減少水泥的損耗；9．降低水泥生產(chǎn)中的能源消耗；10.對產(chǎn)生的二氧化碳進行回收處理。第四節(jié)通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)綠色化所面臨的難題隨著經(jīng)濟的發(fā)展，基于水泥在各種工程中的重要性，工程建設(shè)各方對水泥質(zhì)量的要求也隨著提高，而水泥的生產(chǎn)制造方也就必須重視影響水泥使用質(zhì)量的生產(chǎn)材料的使用及其質(zhì)量情況。而且，水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也越來越得到社會的重視。這些就對水泥的綠色化生產(chǎn)的技術(shù)要求提高了很高程度的要求為了使我國水泥工業(yè)的生產(chǎn)工藝與裝備的主要技術(shù)經(jīng)濟指標逐步趕上甚至超過國際先進水平，同時在環(huán)境保護和生態(tài)建設(shè)方面逐步達到國際先進水平，我們還需要從以下幾個技術(shù)方面不懈努力：進一步加強新型干法水泥熟料燒成工藝與裝備的研發(fā)和推廣應用工作。燒成系統(tǒng)窖頭和窖尾都排出大量的熱，這些熱如得不到應用就是一種能源的損失，這就要求我們一方面要提高現(xiàn)有裝備的性能，減少這種形式的能量的損失；另一方面則要開發(fā)新裝備，對這些能源加以利用。要進一步加快和加強水泥生產(chǎn)過