低碳经济下的水泥行业

低碳经济下的水泥行业

史君

史君（河北建筑材料工业设计研究院）

摘要：水泥是我国国民经济重要的基础原材料，但水泥的生产方式使其被列为高能耗、高污染、高排放的行业之一，被国家列为必须用低碳经济治理的重点。水泥行业要实现宏大的节能降耗战略，其关键或许要取决于很多细微之处。

关键词：低碳水泥助磨剂

2009年岁末的哥本哈根国际气候大会，使“低碳经济”的概念得到了空前普及，很多人第一次知道，“碳”也可以像石油和黄金一样成为一种国际贸易对象，也能带来真金白银。所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。有人把低碳经济归结为产业的“三低模式”，即低能耗、低污染、低排放。

水泥是我国国民经济重要的基础原材料，不仅为建筑业及基础设施建设提供支撑，而且为改善城乡居住条件、提高人民生活水平提供物质保障。水泥产业在国民经济发展中具有重要的地位和作用。

改革开放以来，我国水泥产业经历了较长时间的高增长期，自1985年以来水泥产量一直居世界第一。特别是经过“九五”和“十五”的发展，水泥产业已成为面向国内、国际两个市场，并具有一定国际竞争力的重要产业，为国民经济持续快速健康发展做出了重要贡献。2007年、2008年、2009年水泥产量分别为13.2亿吨、13.88亿吨、16.3亿吨。可以看出，目前我国仍处在快速发展时期。在这一阶段，消费结构不断升级，城市化进程进一步加快，基础设施建设、房地产开发及大规模的经济建设都将继续拉动水泥产业的快速发展，水泥产业仍然是一个极具发展潜力的产业。

然而水泥产业是以矿产资源为基本原料，以化石能源为主要燃料，以高温窑炉这种高耗能、高排放作业方式为主体的产业。但在进入21世纪后的短短几年时间内，我国水泥工业发展以新型干法生产技术为主导，在预分解窑节能煅烧工艺、大型原料均化、节能粉磨技术、自动控制技术和环境保护技术等方面，从设计到装备制造都迅速赶上了世界先进水平。随着新型干法生产线单位生产能力的投资额大幅降低，新型干法生产线建设的势头发展迅猛。由于新型干法生产技术迅速发展，节能减排工作也取得明显成效，反映出科技进步对建材工业节能降耗的巨大推动作用，但水泥产业的碳排放量和能源消耗量在国民经济各行业中仍居于前列。据统计，2009年我国原煤产量为29.6亿吨，燃烧所排放的CO2为77.5亿吨，其中水泥生产能耗约1.8亿吨煤，占当年全国总能耗消耗6.6%，CO2排放总量约13.8亿吨（包括生产水泥用碳酸钙分解排放的CO2），占当年全国CO2总排放量的26.1%。

水泥工业的生产方式使其被列为高能耗、高污染、高排放的行业之一，被国家列为必须用低碳经济治理的重点。水泥行业要实现宏大的节能降耗战略，其关键或许要取决于很多细微之处。使用助磨剂则是其中简单有效的途径之一。与水泥工业中其他节能减排的途径相比，应用水泥助磨剂几乎不需要增加任何固定资产投资，直接掺入后，经济效益相当可观。一方面，使用水泥助磨剂能够提高水泥磨机的台时产量，从而直接降低了粉磨电耗；另一方面，由于水泥助磨剂还可以激发工业固体废弃物的活性，减少水泥中的熟料使用量，从而节省因生产熟料而造成的煤、电消耗，并降低大气污染物的排放，在实现“节能”效果的同时，也能达到“减排”的目的。

助磨剂的“磨”是“粉磨”的意思。但它不是水泥物料简单的“由粗变细”的普通粉磨，而是“高细粉磨”和“超细粉磨”。用机械力化学学说的诠释是：固体物质受到机械力作用后被激活，其性能将会发生一系列的物理变化和化学变化，所以这个过程又称之为机械力化学活化。这就是为什么应用水泥助磨剂技术，能够帮助水泥工业节能减排、实现低碳经济运行模式的根本所在。

目前一般助磨剂应用技术操作程序为：①调研考察。即收集资料，考察现场，选择产品。②合作签约。即提供实情，协商条款，准予试验。③空白样试验。即获取未掺助磨剂的正常生产数据。④小磨试验。即获取掺助磨剂的小磨试验数据。⑤大磨试验。即获取掺助磨剂的车间大磨试验数据。⑥试运行调整。即根据试验结果，调整工艺参数。⑦正常生产。即签约供货合同，携手合作，互利共赢。

通常，助磨剂进入粉磨系统后，一般会消除粉体颗粒间的积聚，增加颗粒间的分散性、流动性，缩短物料在磨机内的停留时间，降低物料的填隙率，提高选粉机的选粉效率，改变水泥输送时的阻力，等等。外界影响水泥助磨剂发挥最佳效果的因素也有不少：

1.粉磨系统的不同

我国现有水泥企业的粉磨系统，无论在规模上或是先进程度上都存在着很大的差别对同一助磨剂产品来说，进入这些不同粉磨系统后，产生的影响程度显然是不同的。

2.物料物理特性的不同

同一助磨剂进入不同的物料系统时，在物料的各个粉磨阶段产生的影响自然会不同。

3.磨机内球配的不同

同一型号的磨机，在不同的水泥企业、不同的时段，其球配存在差别。而同一助磨剂加入磨机后的工况变化，显然也会不同。此外，不同磨机之间还可能存在隔仓板结构不同的问题，此时使用助磨剂将给磨内工况带来更大的变化。

4.辅机能力和可控性的不同

加入助磨剂后，水泥的分散性增加或磨机的产量提高，而此时提升机的能力、选粉机的参数、收尘器的效果、卸料和包装方面的可控性，在不同的水泥企业是不同的。

5.细度指标的不同

水泥粉磨时的细度指标是控制水泥粉磨程度的一个重要依据，但不同的细度参数所代表的真实细度是有明显差别的。在使用助磨剂的情况下，如果水泥的物料组成发生变化，细度参数和控制指标应根据助磨剂的特点、水泥配比的变化及水泥性能目标等进行适当调整。

随着低碳经济的逐步深入，我国水泥助磨剂产品也向着多功能复合助磨剂的方向发展。可以说，水泥助磨剂与低碳经济有着千丝万缕的联系，它既能作为水泥工业可持续发展的得力助手，又离不开循环经济的支持。低碳经济为我国助磨剂应用技术的提升和拓展，指引了方向，意义深远。