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干混砂浆与涂料添加剂

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重新认识一袋水泥
发布时间:2012-12-27        浏览次数:96        返回列表

  水泥,在名目繁多的原材料中虽然十分普通,但修路架桥、盖楼筑坝都离不开它。它与钢材、木材被世界公认为经济建设不可或缺的三大传统建筑材料。

  时代在变,水泥在变,现代新型干法水泥生产注入大量高新技术,使水泥产业成为资源节约和环境友好的绿色产业。

  中国水泥协会会长雷前治说,如果从1889年唐山细绵土厂土窑生产水泥算起,中国水泥生产已有121年的历史了;如果从1906年启新洋灰股份有限公司正式成立算起,也有104年的历史了。

  1949年,我国水泥产量只有66万吨,人均不到1.5公斤,当时中国水泥工业已远远落后于西方国家。经过奋起直追,从1985年到现在,中国水泥产量连续20多年位居世界第一。代表先进生产力的新型干法水泥,中国也是全世界发展最快的国家。目前,全球15条万吨级水泥生产线中,有11条是由中国人建设的。

  转变发展方式,节约资源、能源,减少污染,水泥产业近年来虽然取得了不小的成绩,但潜力依然巨大,需要下更大功夫,做更多艰苦努力。

(一)

  这样的场景让人印象深刻:一辆辆重型卡车,长长的车厢里高高地堆放着一袋袋水泥,呼啸而来,扬尘而去,路人纷纷捂面,避之不及。

  实际上,袋装水泥不只是造成粉尘污染,其对于人和环境的破坏程度同样不可小觑。近些年来,我国主要城市的大气污染已从煤烟型向混合型转变,建筑施工扬尘对大气污染的比重已超过50%,其中水泥尘占很大比例。

  据有关报告分析,水泥尘污染大气的途径主要有二:一是在袋装水泥运输过程中以及装卸和储存过程中产生的破损,一般破损率在5%。据测算,如果全国生产袋装水泥为5.3亿吨,则其中破损撒落水泥就有2650万吨,而这些水泥中可能有20%以上约550万吨最终进入大气,成为悬浮颗粒物污染环境。二是袋装水泥在拆袋搅拌时产生的粉尘,还有包装物回收时产生的粉尘,使水泥粉尘进入大气的数量远远大于550万吨,成为危害人们健康、污染环境的源头。

  我国是水泥生产和消耗大国,水泥生产量占全世界的一半以上,用于水泥包装的耗费相当惊人。据有关资料,2007年,仅用于水泥包装用的木材耗费就相当于十个大兴安岭一年的木材采伐量,约占全国木材消费总量的十分之一。减少一包袋装水泥的使用,就相当于少砍伐了一棵树。

  依照发达国家的经验,水泥散装化是一项促进节能减排、保护环境的有效措施,具有显著的经济和社会效益。散装水泥是指在工厂生产出来后,直接用专用设备或容器比如散装水泥罐车输送给中转站或用户的水泥。使用一吨散装水泥相比使用袋装水泥能节约包装纸袋费、损耗、装卸和包装人工费等45元以上,还可简化运输、管理、存储环节工作,更可改善工人劳动环境和保护生态环境。

  据初步测算,2006年,全国发展散装水泥减少包装袋使用94亿只,节省包装费用211.5亿元。由此,节约包装纸282.6万吨,折合木材1554.5万立方米;节约电力33.9亿千瓦时,节约水资源7.1亿吨,节约烧碱103.6万吨,节约燃煤367.4万吨,综合能耗节约达807.4万吨标准煤。在流通过程中,散装水泥能避免包装破损,减少水泥损耗,仅此一项,2006年就减少水泥破损2119万吨,减少经济损失约55亿元,节约能耗307.3万吨标准煤。 

  在预拌砂浆生产过程中还可减少水泥、石灰用量,以2006年全国城市3.5亿吨砂浆需求量计算,如果全部使用预拌砂浆,每年节约能耗就达315万吨标准煤,减少二氧化碳排放3150万吨。

  据了解,发达国家散装水泥起步于20世纪40年代至50年代初,发展于60年代至70年代,前后经过30年的发展,散装率达到90%左右,基本实现了水泥的散装化。

  2009年,我国散装水泥量达8亿多吨,散装率达46.27%。把散装水泥这个节约、节能、环保,而且还特别能减轻体力劳动这一大事做好,中国水泥工业还任重道远。

(二)

  以往,一家家水泥厂依山而建,一座座绿山被开采得满目疮痍,毁山坏林废地一直受到各方面的批评。

  如今,水泥企业利用城市垃圾、污泥、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣、窑灰等作为资源,“吃的是渣和难以处置的有毒有害废弃物”,吐出的是高质量的水泥,资源综合利用迈出了新步伐,不仅提高了企业经济效益和社会效益,还大大改善了环境。

  目前,各大城市对城市废弃物的处理一般采用集中堆放、填埋和垃圾焚烧等方式,堆放和填埋不仅要占用大量的土地,而且如果污染防治措施不到位的话,还会造成二次污染。焚烧不仅投资大、成本高,而且由于燃烧温度低,有害物质不但不能完全降解,产生的有害气体还造成二次污染。

  众所周知,水泥回转窑是环境自净能力强的装备之一,它具有煅烧炉温高,火焰和物料温度分别高达1800℃和1450℃,而且处理物料量大等特点。尤其对工业有害废弃物的焚烧处理中,水泥回转窑高温区段明显,气体停留时间较长,而且没有残渣,处理彻底干净,为实现工业废弃物处理的无害化、资源化和产业化探索了一条有效途径。

  在利用水泥窑处理城市垃圾上,安徽海螺集团已率先开发出具有自主知识产权的垃圾焚烧技术和装备,引领水泥行业加快发展绿色环保产业。在安徽省铜陵市实施的这一项目,日处理垃圾可达600吨,有效解决了城市垃圾填埋占用土地、污染环境的难题。

  利用水泥回转窑处理城市固体废弃物一直是国际水泥界追求的水泥产业与环境和谐共存的目标。在我国,水泥产业的结构调整是节能减排的重要环节,为此,国家发改委、工业和信息化部等部门先后出台了一系列促进水泥行业结构调整的政策,要求把水泥厂作为城市废弃物综合利用企业,提高水泥生产集中度和竞争能力,鼓励和支持在大城市和中心城市的大型干法水泥窑处置工业废弃物、城市污泥、生活垃圾,发展循环经济。

  2009年10月,我国自主研发的第一条利用水泥窑余热干化处置城市生活污泥示范项目在北京竣工投产。该项目利用水泥生产产生的余热将有机污泥经过干燥后作为燃料进行焚烧,焚烧残渣替代黏土作为硅质、铝质原料,使废物变成资源。据介绍,该项目每天可处置生活污泥700吨,每年大约可为北京市处置污水处理厂污泥22万吨,占北京市生活污泥产生总量的四分之一。目前在北京还有五条新型干法水泥窑,具备日处理1000吨至1500吨污泥的能力,将为彻底解决北京城市生活污泥的问题提供保障。

  长期堆积如山的高炉矿渣曾让不少钢铁企业头疼不已,如今,在高新技术的助推下,这些昔日的废弃物变成了市场上低成本、高质量的“绿色水泥”。在江苏沙钢集团、山西长治钢铁集团、山东莱芜钢铁集团等钢铁企业中,各项技术指标居世界领先水平的数十条矿渣水泥生产线,年“吞”高炉矿渣1200万吨,不仅将这些昔日的废弃物转化成了低成本、高质量的“绿色水泥”,为企业新增经济效益12亿元,而且还创造了年减排二氧化碳1200万吨、节煤1100万吨、节约石灰石资源1700万吨等环保效益和社会效益。

  专家指出,水泥企业是所有工业企业中自净能力最强的,它能够将工业废渣作为原料、混合材,净化周围环境,同时可以做到有毒有害废弃物的解毒、无害化处理,部分废弃物可转化为资源,这是其他工业企业无法比拟的优势,因此水泥厂是最有可能变成绿色环保产业的企业。

  中国建筑材料联合会会长张人为近日表示,建材工业尤其是水泥工业不但可以是一个少污染、不污染环境的产业,而且还应该是一个优化环境的产业;不但生产物质产品,同时城市周边的水泥工厂,应该成为城市环境的净化器。

(三)

  传统的水泥产业是一个高能源消耗、高资源消耗、高环境负荷的产业,依据2005年全国10.64亿吨的水泥产量计算,需要石灰石约13亿吨,原煤约1亿吨,电力约500亿千瓦时。水泥是一个高碳产品。以万元GDP和万元工业增加值计算的话,在众多产品中,水泥是单位排放二氧化碳量最多的。

  水泥专家高长明告诉记者,之所以水泥工业在我国被戴上“黑帽子”,与立窑水泥这一落后产能的长期当道不无关系。据介绍,立窑已是100多年前的水泥生产工艺。实际上,在上世纪50年代初,立窑工艺已逐渐被包括我国在内的世界水泥工业所摒弃。然而,恰恰就在50年代后期,我国由于处于特殊历史时期,水泥产品供不应求,于是有了“大家办建材”,星罗棋布的“小水泥”应运而生,致使落后的立窑成为了水泥工业的主体工艺。时至今日,我国水泥工业还在着力淘汰100多年前的立窑生产线,这确是世界罕有的。

  比较而言,在生产过程中,立窑能耗高,污染严重。立窑生产水泥熟料的单位热耗约为950大卡/千克,新型干法窑(PC窑)为780大卡/千克。以平均每年取代5000万吨计,保守估算,每年就可节省标准煤120万吨,减排粉尘60万吨、二氧化硫40万吨、二氧化碳300万吨,少浪费石灰石储藏量6000万吨。如果在这些PC窑上再采用余热发电,则还能回收15亿千瓦时的电能。

  在排放上,普通立窑生产线的粉尘排放量为2%,生产1吨水泥,就要排放20千克的粉尘,而新型干法工艺的粉尘排放量仅为0.15千克—0.2千克/吨。以2007年为例,当年我国水泥产量为13.6亿吨,其中落后小水泥产量约占一半,当年水泥工业排放粉(烟)尘444万吨。如果全部产量按照新型干法工艺的排放标准计算,全国水泥行业粉尘排放量仅为30万吨;由此可见,落后水泥的粉(烟)尘排放量占水泥工业总排放量的96%。

  同时,立窑对矿石的利用率不足50%,而新型干法工艺却可达到90%以上。显然,PC窑水泥取代的落后水泥越多,节能减排和经济效益就越大。

  2001年以来,我国水泥工业新型干法工艺推广力度不断加大,结构调整成效显著。全国水泥年产量从2000年的5.97亿吨提高到2009年的16.3亿吨;新型干法水泥占总产能的比重从2000年的不足12%提高到2009年的70%以上;2006年至2009年,全国共淘汰近2.4亿吨落后水泥产能,以湿法窑和立窑为代表的落后产能迅速退出市场。

  据高长明介绍,在国际上,水泥并非高污染行业。在德国,其水泥生产从2003年就已经实现了零污染。在北欧诸国,水泥工业均已实现对周围环境的零污染,加之水泥工业还可以协同社会消纳一部分工业和生活废弃物,替代部分天然原料和燃料资源,因而水泥工业树立了较好的社会形象。

  “目前发达国家在水泥厂用废橡胶制品、废纸张、废塑料、废油、纺织织物废物、废木料、工业溶液、污泥、污油等废弃物作水泥工业的代用燃料。”中国建筑材料工业技术情报研究所教授级高工王新春告诉记者,“这些代用燃料来源稳定,数量大,发热量也高,具有显著的经济、环境和社会效益。”

  目前,水泥行业替代燃料技术成为发达国家水泥行业节能减排的重要手段,有三分之二的水泥厂使用替代燃料;许多发达国家很可能在2020年左右,其水泥行业对化石燃料的替代率达到90%以上。而我国5000余家水泥厂中只有10余家使用替代燃料,年替代量不足5万吨标煤。

  “碳排放中水泥占了大头,水泥加上钢铁的碳排放量要占到总数的30%以上。”南京工业大学材料科学与工程学院副院长沈晓东教授说,“要减少水泥的碳排放量,一方面要低能耗制造水泥,另一方面则要致力于提高水泥性能,从而节省水泥用量,并且提高混凝土服役寿命。”现如今,发达国家和我国许多新型干法窑水泥企业均已实现了环境零污染和“三废”零排放。水泥工业的废料废渣负增长也获得社会公众好评。天然化石燃料零消耗在发达国家已平均实现了三分之一,我国正在起步阶段。电能零消耗我国平均大致达到了五分之一。

  伴随着我国水泥工业发展方式加快转变,产业结构加快升级,我们将稳步探索出一条中国特色低碳水泥发展路子,中国也完全可以建立引领世界发展的低碳水泥工业体系,最终实现水泥工业“四零一负”的可持续发展目标————环境零污染、电能零消耗、“三废”零排放、天然化石燃料零消耗及废料废渣负增长。