如何加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前對(duì)環(huán)境發(fā)展建設(shè)的應(yīng)用呢?又該怎么樣去加強(qiáng)對(duì)水泥中的減排應(yīng)用呢?本文從世界水泥工業(yè)CO2排放現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)以及國(guó)外水泥工業(yè)低碳排放技術(shù)介紹等各個(gè)方面做了相應(yīng)的介紹。本文選自：《環(huán)?？萍肌罚董h(huán)?？萍肌稥nvironmental Protection and Technology(雙月刊)曾用刊名：貴州環(huán)保科技，1979年創(chuàng)刊，立足貴州，面向全國(guó)，是開展環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)交流、學(xué)術(shù)討論的園地。刊載環(huán)境科研，環(huán)境監(jiān)測(cè)，環(huán)境管理，環(huán)境經(jīng)濟(jì)，環(huán)境法規(guī)，生態(tài)環(huán)境等方面的研究報(bào)告，應(yīng)用技術(shù)，環(huán)境評(píng)測(cè)，論述等。適合廣大環(huán)境部門工作者，廠礦企事業(yè)單位的廣大科技人員與大專院校師生閱讀。

　　摘 要：目前的建材技術(shù)水平還不能讓我們舍棄水泥這種建筑材料，但水泥生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染是不爭(zhēng)的事實(shí)。如何做到既解決了水泥需要又能節(jié)能減排，是擺在世界水泥行業(yè)面前的難題。只有在實(shí)踐中開發(fā)和研究在生產(chǎn)中的創(chuàng)新技術(shù)、改進(jìn)工藝流程、使用節(jié)能設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)綜合節(jié)能減排的目的。

　　關(guān)鍵詞：建材技術(shù),環(huán)保,減排

　　Pick to: the current building materials technology level also can't let us give up this kind of building materials, cement but energy-intensive, highly polluting in the process of cement production are indisputable facts. How to do already solved the cement need to energy conservation and emissions reduction, is a difficult problem in front of the world cement industry. Only in practice, the development and research in the production of innovative technology, improving technological process, the use of energy-saving equipment to achieve the purpose of the cement industry comprehensive energy conservation and emissions reduction.

　　Keywords: building materials technology, environmental protection and emission reduction

　　一、世界水泥工業(yè)CO2排放現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

　　當(dāng)前，應(yīng)對(duì)氣候變化已升為國(guó)家重大戰(zhàn)略，水泥行業(yè)任重道遠(yuǎn)。2013年全球碳排放量達(dá)351億噸，我國(guó)以95億噸高居第一，占全球排放總量的27.1%，作為全球最大溫室氣體排放國(guó)，節(jié)能減排義不容辭。中國(guó)是世界水泥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，占全球60%的水泥產(chǎn)量帶來了巨大的溫室氣體排放量。中國(guó)政府已經(jīng)承諾，在2030年前后達(dá)到排放峰值，到2020年中國(guó)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。

　　為了更快更好的完成國(guó)家碳減排既定目標(biāo)，2014年4月19日上午，“2014全國(guó)水泥工業(yè)生產(chǎn)線技術(shù)改造及優(yōu)化專題會(huì)議”在武漢完滿結(jié)束之后，當(dāng)日下午舉行了由全國(guó)水泥生產(chǎn)技術(shù)專家委員會(huì)主辦的“中國(guó)水泥工業(yè)碳減排政策與技術(shù)研討會(huì)”。

　　按照水泥行業(yè)的現(xiàn)有水平，生產(chǎn)1噸水泥熟料約排放940千克二氧化碳。水泥行業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化碳約占我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)二氧化碳排放總量的20%，水泥工業(yè)面臨著二氧化碳減排的巨大壓力。

　　二、國(guó)外水泥工業(yè)低碳排放技術(shù)介紹

　　目前已經(jīng)有數(shù)家機(jī)構(gòu)對(duì)水泥行業(yè)碳減排可能性進(jìn)行了深入研究，基本一致同意水泥行業(yè)減少碳排放的途徑主要有以下幾種：①提高能源效率 ②采用替代燃料和替代原料 ③調(diào)整水泥品種結(jié)構(gòu)④碳捕捉和封存技術(shù),這四種手段不是獨(dú)立的，它們之間可相互影響。此外，世界上許多機(jī)構(gòu)正在努力研究低碳水泥，但是這些新產(chǎn)品仍處在前期試驗(yàn)階段，至于能否大規(guī)模推廣目前尚不能確定。

　　1.提高能源效率

　　新型干法水泥生產(chǎn)過程中的熱耗主要是熟料煅燒階段窯系統(tǒng)的熱耗;電耗主要包括：原料開采及混合5%，生料粉磨24%，生料均化6%，熟料煅燒22%(包括固體燃料粉磨)，水泥粉磨38%，輸送、包裝5%。在提高水泥生產(chǎn)過程能源效率方面，國(guó)外采用的措施主要包括：提高窯系統(tǒng)的熱效率、采用高效粉磨技術(shù)、高效冷卻機(jī)技術(shù)、高效選粉機(jī)技術(shù)、余熱回收利用、變頻調(diào)速技術(shù)、多通道燃燒器以及提高水泥廠的自動(dòng)化水平等。根據(jù)歐洲水泥協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，自上世紀(jì)70年代以來，歐洲水泥行業(yè)生產(chǎn)水泥所需的能源量已經(jīng)下降了30%。

　　然而，根據(jù)國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，隨著熟料煅燒過程中熱效率的升高、對(duì)生產(chǎn)過程中污染物排放要求的愈加嚴(yán)格以及水泥強(qiáng)度的提高，水泥生產(chǎn)過程中的電耗也將會(huì)有不同程度的增加。

　　2.采用替代燃料和替代原料

　　國(guó)外特別是德國(guó)水泥工業(yè)利用替代燃料己取得明顯效果，所用的替代燃料主要是廢輪胎、廢塑料、廢紙張和動(dòng)物肉和骨頭粉等。德國(guó)Teutonia水泥公司目前利用替代燃料約占總熱耗的60%。 考慮到國(guó)內(nèi)對(duì)廢輪胎、廢塑料、廢紙張由其他行業(yè)回收和利用更有價(jià)值，因此水泥行業(yè)目前還無法應(yīng)用這些再生能源。但有些水泥廠己開始利用廢皮革、生活垃圾等煅燒水泥熟料，可節(jié)省一些能源。目前國(guó)內(nèi)在預(yù)分解生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)中，在有條件的地方己應(yīng)用煤矸石，一般用量在5%～6%，最高用量達(dá)8%。利用含CaO的工業(yè)廢渣代替石灰石也可以節(jié)能，許多含CaO的工業(yè)廢渣如碳化爐渣、礦渣、鋼渣等都是經(jīng)過高溫煅燒后形成的，其CaO以(或以潛在的)硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵酸鹽形式存在，無需經(jīng)歷石灰石配料時(shí)煅燒中的CaCO3分解，可省掉一部分 CaCO3分解熱。CaCO3在890℃分解熱為1645kJ/kg，按生產(chǎn)1t熟料需1.2t石灰石計(jì)，生產(chǎn)1kg熟料所需CaCO3分解熱達(dá)1974kJ/kg，占熟料燒成熱耗50%以上。另外，這些廢渣中的 CaO不存在CO2，也減少了CO2的排放，因此這類鈣質(zhì)替代原料代替石灰石節(jié)能減排潛力很大。

　　3.調(diào)整水泥品種結(jié)構(gòu)

　　國(guó)外所普遍采用的調(diào)整水泥品種結(jié)構(gòu)的措施主要是提高混合材的摻加量，降低水泥產(chǎn)品中的熟料比例，實(shí)現(xiàn)碳減排?？梢宰鳛榛旌喜牡牟牧习ǜ郀t礦渣、粉煤灰、天然火山灰質(zhì)材料或石灰石粉等。

　　4.碳捕捉與碳封存

　　碳捕捉和封存(CCS)是一種新技術(shù)，利用這種技術(shù)可以在二氧化碳排放之處將其收集起來并壓縮成液體，并通過管道輸送，將其永久封存在地底深處。該技術(shù)目前尚未在水泥行業(yè)大規(guī)模使用，但是它有良好的前景。水泥行業(yè)的二氧化碳排放主要發(fā)生在燃料燃燒和石灰石煅燒階段，對(duì)于它們的捕捉需要特殊的、低成本、高效率的碳捕捉技術(shù)。目前水泥行業(yè)已經(jīng)開展了碳捕捉技術(shù)的研究。需要注意，只有整個(gè)碳捕捉鏈條，包括液碳的輸送、合適的封存地點(diǎn)等可以運(yùn)行的時(shí)候，碳捕捉才有意義。從技術(shù)角度來講，2020年之前，水泥行業(yè)碳捕捉技術(shù)可能無法達(dá)到商業(yè)運(yùn)用的水平。在此之前，需要進(jìn)行大量的研究和測(cè)試。預(yù)計(jì)2015～2020年間，全球范圍內(nèi)或?qū)⒂袛?shù)個(gè)大型碳捕捉項(xiàng)目投入使用，如果按10～20個(gè)日產(chǎn)6000噸大型水泥窯碳、捕捉效率為80%來算，每年將減少二氧化碳排放25～30Mt。如果有適當(dāng)?shù)恼咧С郑A(yù)計(jì)2020年后，碳捕捉和封存技術(shù)可以投入商業(yè)使用。 碳捕捉技術(shù)的推廣除受技術(shù)水平制約之外，還受到成本的制約。盡管隨著科技的發(fā)展，碳捕捉成本約逐漸降低，但是預(yù)計(jì)每捕捉1噸二氧化碳，需要成本20～75歐元(只有在條件極為成熟時(shí)，才可以使成本降至20歐元)。