水泥生产过程C02减排潜力分析

《水泥生产过程C02减排潜力分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥生产过程C02减排潜力分析（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、水泥生产产过程CC02减减排潜力力分析(作者：崔素萍萍，刘伟伟本信信息发布布于20008年年09月月28日日，共有有1677人浏览览)字体：大中小 近年来来，随着着全球工工业化的的发展，温温室气体体排放量量增加全球气气候变暖暖，人类类及其生生存环境境都受到到严重的的影响。为为了抑制制温室气气体的排排放，世世界各国国都开始始采取各各种措施施。我国国也在“十一五五”中规定定：到220100年末，污污染物排排放量下下降100。在在我国，电电力、钢钢铁、石石油、化化工和建建材是能能源和污污染物排排放最多多的工业业部门，而而在建材材产业中中，由于于水泥生生产所造造成的CC02排放就就占全国国C022排放

2、总总量的ll822，所以以分析水水泥生产产过程的的减排潜潜力，从从而采取取有效的的措施，实实现水泥泥生产的的节能减减排，是是当今水水泥企业业发展的的重中之之重。本本文在对对水泥生生产过程程C022排放情情况进行行全面分分析的基基础上，讨讨论了相相应的排排放系数数，然后后结合我我国水泥泥生产工工艺及装装备水平平、原燃燃料种类类及消耗耗的实际际情况，对对水泥生生产过程程中C002减排潜潜力及其其技术途途径进行行了分析析和讨论论。1 水水泥生产产过程CC02排放分分析 水泥生生产过程程中，CC02的排放放可分为为直接排排放和间间接排放放两种情情况，我我们将直直接排放放的考虑虑范围规规定为本本水泥厂厂

3、原料锻锻烧分解解和水泥泥窑燃料料燃烧所所造成的的排放。间间接排放放的考虑虑范围规规定为由由其他工工厂和实实体拥有有和控制制的排放放。11 C02直接排排放分析析111原料料中的碳碳酸盐分分解 (1)CaCC03分解产产生的CC02排放 根据国国内的平平均水平平，普通通硅酸盐盐熟料中中CaOO的含量量为655，由由公式CCaC003=CaaO+CC02可知，每每生成11份的CCa0，就就会同时时生成0078857份份的C002，所以以生产11t水泥泥熟料，由由碳酸钙钙分解产产生的CC02为：llt650778577=051007t。 (2)MgCC03分解产产生的CC02排放根据国内内的平均均水

4、平，普普通硅酸酸盐熟料料中MggO 的含量量为l5，由由公式MMgC003=MggO+CC02可知，每每生成11份的MMg0，就就会同时时生成11.1份份的C002，所以以生产11t水泥泥熟料，由由碳酸镁镁分解产产生的CC02为：llt155l11=001665t。因此水泥泥生产过过程中，由由碳酸钙钙和碳酸酸镁分解解产生的的C022排放总总量为：0.551077t+00.01165tt=0.52772t。(生产产1t熟熟料，煤煤燃烧产产生的CC02排放量量约为：E=00.23328tt。 见见后 赵赵)112水泥泥窑系统统的窑灰灰煅烧水泥窑系系统的窑窑灰主要要是从窑窑尾收尘尘器和增增湿塔收收集

5、的物物料，现现在国内内主要的的利用途途径是直直接添加加到水泥泥中或作作为生料料再次入入窑煅烧烧。但是是在计算算窑灰的的C022排放情情况时，应应以窑灰灰的总量量为准，与与它的利利用途径径无关。计计算公式式如下：(1)式中：EEFCKKD-部部分煅烧烧水泥窑窑粉尘(tC002t水水泥窑粉粉尘)的的排放因因子； EFFClii-工厂厂级熟料料排放因因子(ttC022t熟熟料)； d-水水泥窑粉粉尘煅烧烧速率。 我们按按经验值值d=00.1代代入式11中，得得EFCCKD=0.003622。在回转窑窑生产系系统中，窑窑灰量一一般占水水泥熟料料量的225(20300)，所所以生产产1t熟熟料，由由窑灰

6、煅煅烧所产产生C002为：llt250003622=0O099t。1.1.3原料料中有机机碳的燃燃烧用于熟料料生产的的原料中中通常都都含有一一小部分分有机碳碳，经由由高温处处理时，有有机碳会会转化为为C022。原料的总总有机碳碳含量根根据地点点和使用用材料的的种类可可能有巨巨大变化化，但是是基本保保持在00103(干重)之间，我我们取002，按国国内平均均水平，生生熟料折折合比为为l665，则则生产11t水泥泥熟料，由由原料中中有机碳碳产生的的C022排放量量为：llt1.6650.223.667=00.Oll2t。共4页 上一页页1234下一页页当前第第1/4页页.1.44 水泥泥窑燃料料燃

7、烧产产生的CC02目前，国国内水泥泥窑燃料料仍以煤煤为主，天天然气和和石油焦焦几乎很很少使用用，燃油油也只是是在启动动回转窑窑时才会会使用，因因此我们们只考虑虑煤燃烧烧的C002排放情情况。其其C022排放计计算公式式如下：E=3.67FFqkaa (22)式中：EE-C002的排放放量，kkg； FF-燃料料的消耗耗量，kkg； QQ-燃料料发热量量，MJJkgg； kk-燃料料的碳排排放系数数； aa-燃料料的碳氧氧化率。表1 中中国化石石燃料的的碳排放放系数和和碳氧化化率燃料原煤原油天然气碳排放系系数100-6kggkJJ25.8802000015.330碳氧化率率0.9880.9990

8、.9995低位发热热值MJJkgg20.9908418116389331 由式22和表ll中原煤煤的数据据，我们们可以计计算出，11t煤燃燃烧产生生的C002排放量量为1.94tt。根据据国内吨吨熟料平平均煤耗耗约为1120kkg，可可以得出出生产11t熟料料，煤燃燃烧产生生的C002排放量量约为：E=0.23228t。12 C002间接排排放分析析121熟料料生产电电耗产生生的C002排放由于水泥泥生产所所需电力力资源是是由所在在区域电电网提供供，即电电耗产生生的C002排放是是由第三三方，即即电网控控制的，而而且不同同区域的的电网，其其C022排放系系数(EEF)也也不相同同，表22为20

9、005年年中国各各区域电电网的电电力排放放系数。表2 中国不不同区域域电力生生产排放放因子OM(ttC022MWWh)BM(ttC022MWWh)华北区域域电网1.122080.93397东北区域域电网1.244040.8663l华东区域域电网0.944210.86672华中区域域电网1.288990.65592西北区域域电网1.122570.57739南方区域域电网1.011190.67748海南省电电网0.922090.75517全国平均均电力排排放水平平0.92273注：表22中，00M是指指电量边边际排放放因子，BBM是指指容量边边际排放放因子,电网的的电力排排放因子子是两者者的加权权

10、平均值值，即EEF=OMM+BM, =0.5。如果按220066年国内内新型干干法水泥泥熟料电电耗平均均水平669.334kWWh计算算，则吨吨熟料电电力排放放系数为为0.9927330.0069334=00.06643tt。122水泥泥粉磨产产生的CC02排放 水泥生生产中，水水泥粉磨磨电耗约约占水泥泥生产总总电耗的的40，根据据20006年我我国水泥泥生产的的平均电电耗988.311 kWWhtt水泥计计算，水水泥粉磨磨产生的的C022排放量量为：llt0.0098331400.992733=0.04tt。13 水泥生生产过程程C022排放综综合比较较分析表3 水泥生生产过程程CO22排放

11、系系数水泥生产产过程CC02排放C02排排放系数数(t)原料中的的碳酸盐盐的分解解0.52272水泥窑系系统的窑窑灰煅烧烧0.0009原料中有有机碳的的燃烧0.0112传统化石石燃料的的燃烧0.23328水泥生产产电耗0.10043 从表33中我们们可以看看出，水水泥生产产过程CC02排放仍仍然以原原料分解解、燃料料燃烧和和电力消消耗为主主排放源源，它们们的排放放量分别别占水泥泥生产排排放量的的59、266和112，所所以在下下面的分分析中，我我们将重重点考虑虑这三方方面因素素，对水水泥生产产C022减排潜潜力进行行分析。共4页 上一页页1234下一页页当前第第2/4页页2 水水泥生产产过程C

12、C02减排潜潜力分析析21使使用替代代燃料 水泥窑窑可使用用的二次次燃料主主要有包包括轮胎胎、塑料料，聚合合织物、橡橡胶、废废木材、动动物骨骼骼等。 由于水水泥窑系系统是一一个敏感感的热工工系统，对对替代燃燃料的热热值要求求在1667200kJkg(干基)以上，所所以我们们就以热热值为ll67220kJJkgg的废木木材为替替代燃料料，替代代比例为为20，生产产1t熟熟料时的的减排量量进行计计算，公公式如下下： AFEER=HHCFFF10%HIFFFEFEFF-QAFFHVAFFEFAFF (33)式中：HHCFFF-指煤煤的使用用量，kkg； QQAF-替替代燃料料的使用用量，kkg； H

13、HVAFF-替代代燃料的的热值，kkJkkg； HHIFFF-煤的的热值，kkJkkg； EEFAFF-替代代燃料的的C022排放系系数； EEFAFF-煤的的C022排放系系数。 代入数数值后得得AREER=8.1162kkgtt熟料，对对于一个个日产225000tdd的生产产线，如如果使用用该技术术，可产产生的减减排量约约为l002033kg。22 使用替替代原料料 目前可可用的替替代原料料主要是是电石渣渣，其主主要化学学成分为为Ca(OH)2，用其其作原料料不会产产生C002，根据据公式CCaC003=CaaO+CC02可知，每每生成11份的CCa0，就就会同时时生成00.78857份份

14、的C002，根据据国内的的平均水水平，熟熟料中CCa0的的含量大大约为665，假假设电石石渣的替替代比例例为300，那那么生产产1t水水泥熟料料，可减减少C002排放量量约为：lt0.665300.778577=0.1533t。23 添加混混合材，减减少熟料料用量 国内生生产1tt普通硅硅酸盐水水泥，熟熟料的掺掺入量约约为755，根根据上一一节的计计算，吨吨熟料的的平均CC02排放约约为0.84553t，如如果用矿矿渣替代代40的熟料料计算，可可减少CC02的排放放约为：0884533t40=0.33881t。24 水泥窑窑余热回回收利用用 在水泥泥生产过过程中，由由窑尾预预热器和和窑头篦篦冷

15、机排排出的废废气余热热约占水水泥熟料料烧成热热耗的333，这这些废气气余热经经回收后后可以用用于烘干干原燃料料，从而而减少了了烘干物物料所用用的煤，间间接的减减少了CC02的排放放，也可可以利用用回收的的余热发发电，将将这些电电能用于于企业生生产，减减少向电电网外购购电量，换换言之就就是减少少燃煤发发电厂的的煤的用用量，从从而减少少了C002排放量量。 (1)余热发发电技术术现在国内内余热发发电吨熟熟料发电电能力约约为300kWhh，根据据表2中中国家平平均力排排放因子子0.992733tC02MWhh计算，生产1t水泥熟料，其减排能力可达3lkg。 (2)利用余余热烘干干原燃料料 目前国国内

16、新型型干法水水泥生产产技术，其其原燃料料烘干耗耗热约为为5444kJkg，相相当于000226t煤煤。利用用余热烘烘干原燃燃料可省省去烘干干用燃料料煤，则则生产每每吨水泥泥熟料可可省去烘烘干用煤煤00026tt，相当当于减少少C022的排放放为：00.02261.994=550kgg。25 改进粉粉磨设备备，降低低粉磨电电耗 在水泥泥生产中中，每生生产1tt水泥，粉粉磨电耗耗要占水水泥生产产总电耗耗的600770。现现在许多多研究都都致力于于开发低低电耗的的粉磨设设备，例例如通过过采用新新型辊式式磨及辊辊压机终终粉磨制制备生料料技术和和辊压机机-钢球球磨或辊辊式磨-钢球磨磨等半终终粉磨系系统制

17、备备水泥技技术，来来代替管管式钢球球磨机粉粉磨技术术的使用用，它们们可使水水泥综合合电耗降降低400。 根据220066年我国国水泥生生产综合合电耗998331kWWhtt水泥计计算，生生产1tt水泥，该该技术可可使水泥泥综合电电耗降低低39.3244kWhht，可可间接减减少约CC02排放为为：0.927730.003933=366kg。共4页 上一页页1234下一页页当前第第3/4页页26 各种减减排技术术综合比比较分析析表4 各种减减排技术术的减排排潜力减排技术术C02减减排量(kg)替代燃料料8.1662替代原料料153添加混合合材338余热发电电3l余热烘干干原燃料料50改进粉磨磨技

18、术3620066年全国国水泥产产量122.4亿亿t，新新型干法法水泥产产量6.24亿亿t，熟熟料产量量4.55亿t，根根据表44的数据据，我们们可以得得出各种种减排技技术的年年减排量量，见表表5。表5 各种减减排技术术的年减减排量可实施的的减排技技术全国减排排量(万万t)替代燃料料使用180替代原料料使用30000添加混合合材60000余热发电电技术14000利用余热热烘十原原燃料技技术18000改进粉磨磨设备50000 从表44和表55中我们们可以看看出，添添加混合合材的减减排效果果是最明明显的，其其次是替替代原料料、余热热烘干技技术、改改进粉磨磨技术和和余热发发电，即即使是减减排潜力力最小

19、的的替代燃燃料技术术，其年年减排量量也达到到百万吨吨。所以以，如果果在水泥泥生产中中，能够够有效的的采取这这些减排排措施，不不但可以以尽早的的实现国国家下达达的节能能减排指指标，而而且可以以促进水水泥行业业循环经经济的发发展。3 结结论 (1)水泥生生产过程程中C002的排放放源以原料煅煅烧、煤燃烧烧和电力消消耗为主主排放源源，其排排放量分分别占水水泥生产产C022总排放放量的559、226和和l2，因此此应该重重点从这这三方面面出发，采采取一些些节能减减排的措措施，降降低水泥泥生产中中污染物物、粉尘尘的排放放，节约约资源和和能源。 (2)在我们们所分析析的几种种可实施施的减排排途径中中，年减减排潜力力最高可可达几千千万吨。最最低也有有近百万万吨，这这说明我我国水泥泥行业的的减排潜潜力是非非常大的的。 (3)国际上上已批准准了适合合水泥行行业的CCDM方方法学，如如果企业业申请水水泥CDDM项目目，这样样减排量量不但可可以在国国际碳排排市场出出售，获获得额外外的减排排收益，而而且还可可以吸引引外商投投资，引引进先进进的生产产技术，对对中国水水泥工业业的发展展有很大大的推动动作用。共4页 上一页页1234 下下一页当前第第4/4页页