浅谈水泥生产节能技术

浅谈水泥生产节能技术

刘易坤

中国葛洲坝集团水泥有限公司  湖北武汉   430070

摘要：现阶段，社会进步迅速，水泥作为建筑行业中最为常见的原材料，具有诸多优势目前在生产建设中不可替代。水泥工业已经成为了衡量国家国民经济社会发展水平和综合实力的重要标准。目前，随着我国对基础建设投入的加大，水泥的需求量呈上升的趋势，而水泥生产中往往伴随着高污染和高耗能，因此，在水泥生产中积极实施节能技术，不断探索水泥的新的生产工艺和技术就显得尤为重要。

关键词：水泥生产；节能技术；措施

引言

通过对我国水泥行业节能潜力进行分析，综合节能潜力巨大。本文通过对水泥先进工艺节能技术进行分析和探究，充分结合低碳环保节能应用措施，对烧成系统节能技术、粉磨系统节能技术、智能化节能技术优点等进行了阐述，为后续水泥生产企业的技术人员提供参考。

1水泥行业节能潜力分析

水泥是我国重要的基础性原材料，水泥行业随国民经济发展获得了长足的发展，在相当长的时间里，水泥建材的作用仍是不可替代的。通常情况下，水泥的生产过程会消耗一定的煤炭资源，还需要大量的电力能源支持生产作业。而煤炭消耗在水泥行业当中占据了较大的比重，部分水泥生产企业使用质量较差的煤炭，会导致在水泥生产过程中，产生一定的附加污染物排放，主要是二氧化硫和氮氧化物，极易造成环境排放超标等隐患和风险。在节能减排，优化产业结构，淘汰落后产能政策的持续治理下，水泥企业应用包括二代水泥技术在内的先进节能技术及装备，实施节能设备改造，积极推进水泥窑协同处置替代燃料，大力推进能源管理系统和水泥行业智能化生产等措施和手段，对现有的水泥生产工艺技术进行了大幅度的改进和提升，有效降低了水泥行业的能耗水平。2020年我国水泥熟料单位产品综合能耗已逐步降低至108千克标准煤/吨的水平，较2015年下降约4千克标煤/吨。国家工信部发布的2020年度水泥行业能效领跑者企业共计28家企业，通过采用各种节能降耗措施，其水泥可比熟料综合能耗均低于100千克标准煤/吨，已经一定幅度优于标准先进值9%-16%。在水泥产量逐步稳定的情况下，通过采取有效的节能减排措施，预计未来十年，我国水泥行业能源消耗和排放会显著下降，2030年至2040年，能耗消耗和排放呈现缓步下降趋势。除去水泥产量影响，在新技术的加持下，总体水泥行业能耗和排放水平呈下降趋势，有研究表明，未来我国水泥行业能耗节约潜力可达11.73%-12.68%，整体的排放水平上，二氧化碳的排放水平减排潜力可达12%-13.3%,二氧化硫减排潜力约31%-35%，氮氧化物减排潜力约29%-33%。相比于其他国家，我国水泥行业节能低碳环保工作开展起步较晚，仍存在一定的差距,但在节能减排技术进步的推动下，我国水泥行业节能减排的潜力仍是巨大的，水泥生产不但要保障水泥产品的性能和质量，还要在生产的过程中尽最大可能降低资源消耗，减少污染物的排放。

2优化措施分析

2.1水泥粉磨生产工艺流程

首先进行生料制备和分解，利用球磨机将不同硬度的水泥熟料和其他混合料进行磨粉。然后对熟料进行烧制。采用选粉设备将磨耗的粉料进行筛分，分为细粉和粗粉两类。细粉可以直接进行后续生产，粗粉需要再一次磨粉直到达到粉末细度要求。磨粉是水泥生产工艺中能耗较多的环节，要在控制磨粉质量的前提下尽可能降低能耗。之后是对熟料进行粉磨[水泥熟料进入到辊压机后进行粉磨，其目的在于能够进一步提升水泥物料的粘合性。随着水泥粉磨技术的发展，近年来出现了水泥模块，即将水泥原料先混合制成模块，然后使用辊压机粉磨，再进入到球磨机进行二次磨粉。这种模块在预处理过程中已经对原料中的大颗粒物质进行了碎花处理，因此可以减小粉磨生产负荷，节约能耗。

2.2传统工艺与新型工艺的技术创新对比

传统工艺技术已经很成熟，但是在煤炭资源消耗和污染物排放方面无法符合环保新政策和新要求。企业在节能环保方面面临较大的压强，在新情况下，节能环保的生产工艺技术是水泥企业发展的内在需求。新型水泥生产工艺在很大程度上解决了传统工艺技术存在的问题。依靠科技创新的力量，水泥企业生产经济效益得到保障，同时在资源和能源消耗上得到降低，推动水泥行业向着新型节能环保、绿色可持续化的方向发展。水泥生产工艺中的节能技术并不是单一的，而是集合了多种技术的系统方案，通过多种节能技术的联合应用，实现技术优势互补，强强联合的综合优势，推动水泥生产企业节能降耗目标实现。

2.3水泥生产工艺中的节能技术

通过添加混合材料降低能耗。水泥生产工艺中在原材料中加入添加剂，改善原材料的整体性能，提高熟料研磨效率，起到节约能耗的效果。如在水泥原材料中加入冶炼生产的固体废渣，以较低的成本来起到改善原材料性能的目标。炼铁或炼钢生产中的固体废渣本身是废弃物，将这些固体废弃物作为混合添加剂材料加入到水泥生产原料中，是一种资源高效利用的方式，实现了变废为宝，是一种节能环保的有效方式。在水泥生产工艺中采用变频技术。设备功率能耗是重要的节能管理部分。设备运行时间长，生产设备功率部分空耗造成的能源浪费是很大的。水泥生产中用到的提升设备、风机等可进行变频改造，通过在设备中应用变频技术，降低设备使用中的能耗，利用自动化控制技术来提高水泥生产设备运行精准度，节约能源。在水泥生产中采用预磨粉技术。传统生产工艺最初的流程是球磨机磨粉，由于进入到球磨机的原料颗粒细度不同，因此磨粉效率较低，粗粉重新进入到球磨机进行二次磨粉，导致整体磨粉的效率低，能耗高。针对这种情况，在球磨机磨粉之前增加预磨粉步骤，增设料床粉磨设备，包括立磨、辊压机、桶辊磨等多种设备，对原料中的大颗粒进行预磨。通过增加预磨粉步骤使磨粉环节更好地区分了粗磨和细磨，为进入到球磨机磨粉减轻了运行负荷，有效降低能耗，而且在增加预磨粉步骤后能够更好地控制磨粉指标，为保障水泥产品质量奠定了前提条件。

结语

综上所述，现阶段水泥生产需要朝着节能的目标前进，结合现有水泥生产方案，需要优化生产工艺与技术，采用新型生产设备，减少生产过程中的能耗，同时提高生产效率与设备运转效率，减少资金投入。今后在水泥节能生产的过程中，还需要加强对新技术研发的重视，能够发挥现有节能技术作用，搭配全新的节能工艺，替代传统能耗高的设备和技术，推动水泥生产朝着绿色环保的方向发展。传统的水泥建材作为国民经济的重要材料，生产过程往往带来较大的能源消耗。如何在生产的过程中做到节能减排，是摆在所有水泥工程技术人员面前的永恒课题，只有在水泥生产实践中积极开发研究节能减排技术，积极应用包括二代水泥技术在内的先进节能技术，不断改进水泥生产工艺，提升水泥生产节能化、自动化、智能化、高效化水平，才能促进水泥行业的绿色环保、节能低碳发展。

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