低碳经济背景下水泥工业减碳路径和对策探究

《低碳经济背景下水泥工业减碳路径和对策探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、低碳经济背景下水泥工业减碳路径和对策探究　　[摘要]本文对如何减少水泥工业碳排放进行了论述，对几种可能的减碳路径进行了比较。分析了减碳路径实施过程中的障碍和困难，最后提出了减少水泥工业碳排放的对策，认为提高水泥工业的集中度、相应的人力支持以及一定的政策鼓励是减少水泥工业碳排放的关键对策。[关键词]减碳路径；碳捕捉；水泥；对策doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2014.03.053[中图分类号]F062.2[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2014）03-0115-021减碳路径水泥生产中CO2气体排放的主要来自于

2、生料中碳酸盐的分解、燃料的燃烧和消耗电力导致的间接排放。若要有效地减少水泥生产的碳排放量，需要从这3个方面入手研究有效的减碳方法，降低水泥生产的气体排放量，达到预期的减碳目标，缓解温室气体对世界环境造成的破坏[1]。10水泥的制造原料是含有石灰石等碳酸盐成分的生料，由于碳酸根的不稳定性，碳酸盐经过高温煅烧就会受热分解出CO2气体，所以行而有效的方法是采用碳酸盐成分低的原料进行生产；在燃料燃烧方面，可以采用的方法包括采用助燃剂帮助燃料充分燃烧，提高燃料的产热效率，从而减少燃烧的燃料用量，减少CO2气体的排放，也可以使用替代燃料代替现有的燃料；电力的消耗

3、是水泥生产的全过程都需要的，燃煤发电的排碳率并非我们可以降低的，所以我们需要从水泥的生产环节和工艺入手减少用电总量，从而达到减少CO2气体排放的目的[2]。1.1电石渣代替生料生产水泥生料的主要成分是碳酸钙，所以替代物中也需要有钙，但是不能含有碳酸根。符合这个要求的物质就是电石渣。电石渣是生产聚氯乙烯产生的工业废料，可通过电石（CaC2）水解后产生，其主要成分是Ca（OH）2。CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca（OH）2↓按照CaC2和Ca（OH）2的分子量进行简单估计，每吨电石经过反应可以得到1.18吨Ca（OH）2。因而如果不能将电石渣利用于其

4、他生产，将会占据大量的空间囤积堆放这种工业废料。而且电石渣容易流失扩散，会导致周围的水源污染，土地碱化。如果能将电石渣用于水泥的生产，则不仅可以解决电石渣的处理问题，还能减少水泥生产过程中的CO2气体排放，保护环境。10水泥生产的生料中主要成分是石灰石，1吨水泥熟料的产出大概需要1.28吨的石灰石。石灰石中80%的成分为CaCO3。如果换成电石渣，按照Ca元素平衡计算：CO2～CaCO3～Ca（OH）24410066x1.28t×80%y■=■=■x=44×1.28×80%÷100=0.45056t=450.56kg所以，如果用电石渣生产水泥，每吨水

5、泥熟料将会减少450.56kg的CO2。水泥熟料和水泥的换算比例系数为0.85，则使用电石渣生产每吨水泥可以减少450.56×0.85=383kg的CO2气体排放[3]。1.2减少燃料燃烧的CO2排放燃料的燃烧产生的CO2也是水泥生产过程中CO2气体排放的重要组成。煤炭用于直接燃烧时都是不能完全燃烧的，这造成了煤炭热能的浪费。若能从提高煤炭燃烧的效率方面进行改进，通过添加助燃剂来提高煤炭燃烧的效率，不仅可以减少煤炭资源的消耗，还可以减少CO2的排放。利用助燃剂提高燃料的燃烧效率一直是众多学者们关注的重点，经过他们不懈的努力，已经得到了一些可以用于工业

6、生产中的成果。添加助燃剂能够提高煤炭燃烧效率的原理主要是改善煤炭的燃烧特性，降低煤炭的着火点，加快燃烧的速度，提高锅炉热效率。10根据已有的数据可以知道，燃煤添加剂可以提高锅炉热效率10%以上，省煤15%～25%。按照省煤20%的效率来计算，在不添加助燃剂的情况下，每吨熟料的生产需要0.15t的燃煤。添加助燃剂后每吨熟料需要的燃煤量为0.15t×80%=0.12t，同时可以得到CO2排放量为295kg，即每吨水泥的生产，煤炭燃烧产生250kg的CO2气体。目前，发达国家中很多已经利用替代燃料进行水泥生产了，例如德国海戴尔伯格水泥集团中的已经存在了替代

7、78%和66%化石燃料的两个水泥厂；美国水泥生产中5%的燃料来自于废弃物；奥地利水泥厂使用废塑料、废纸张及一些复合材料代替了70%的化石燃料。通过这些废料的利用，减少了化石能源的进口，降低了外汇支出，从而保障了国家的能源安全不会受到世界能源价格上扬的冲击[4]。对于中国的国情来说，利用废料作为替代燃料没有被大范围推广是有我们自身的特殊原因的。我国是煤炭开采大国，所以煤炭的价格较为便宜，而且可以直接用于生产，如果使用废料作为替代燃料进行水泥生产，水泥企业还需要对替代燃料进行预处理，建设相应的设备，引入先进的技术，这些投资都比较高。因此，受到市场利益驱动

8、而还未拥有太多社会环保利废责任感的企业决策者们并未对替代燃料有太大的兴趣。但是为了顺应国际上节能减碳的发展要