水泥行业节能降碳技术路径及预期效果
2022-11-21 中国建材报
易碳家
提升能效技术
旨在提高现有水泥工业设备的性能和效率，通过技术优化和局部改进降低系统能耗，达到碳减排的目的，水泥企业可根据实际使用的设备及工艺状况组合使用。
生产过程能效提升技术
水泥窑炉用耐火材料整体提升技术
技术路径：预热器及篦冷机内衬采用低导热系数的纳米隔热板代替传统硅酸钙板，回转窑内衬采用低导热系数的复合砖代替传统硅莫砖及高铝砖，或者采用气凝胶隔热材料等新型高效隔热材料，可降低烧成系统热耗。
预期效果：熟料烧成能耗降低1～3kgce/t（注：本文所有能耗指标与GB 16780中使用的能耗指标一致）。
预热器分离效率提升及降阻优化技术
技术路径 ：更换原有旋风筒蜗壳部分，增大旋风筒进口面积，合理设计蜗壳结构形式，以达到提高旋风筒分离效率、减小旋风筒内切风速和降低系统阻力的目的；采用预热器控制漏风、结皮技术，优化下料管及撒料盒结构，提升物料在预热器进风管道中的分散效果，增强气固换热效率，可大幅降低预热器出口温度和阻力，降低烧成系统热耗和电耗。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低1～2kgce/t。
五级预热器改造低能耗六级预热器技术
技术路径：在土建条件允许的情况下，将传统五级预热器增加一级旋风筒变为六级预热器，预热器塔架新增一层楼面，原有顶级旋风筒上移一层；通过增加一级换热及提高预热器换热效率、分离效率，从而提升预热器整体的换热效率，降低废气排放热量损失，实现水泥烧成节能减碳。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低4～5kgce/t。
分解炉自脱硝及扩容优化技术
技术路径：增大原有分解炉炉容，优化进入分解炉的三次风、尾煤及入炉物料下料点位置，创造分解炉自脱硝还原区，改善分解炉内煤粉的燃烧及生料分解，提高煤粉燃尽率和生料的分解率，从而降低烧成系统热耗和提高分解炉自脱硝效率。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低1～3kgce/t，减少氨水用量30%～50%。
冷却机升级换代技术（三代更换为四代）
技术路径：将原有三代篦式冷却机整体更换为第四代步进式冷却机，增加篦床面积，同时优化固定斜坡的布置形式、篦板及供风方式，提高冷却机的热回收效率，降低熟料温度，可降低烧成系统热耗。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低1～3kgce/t。
冷却机更换为中置辊破技术
技术路径：将原锤式破碎机改造为中置辊破形式，提高熟料冷却效果，增加余热发电能力，可提高篦冷机运转率，降低烧成系统综合能耗。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低0.2～0.5kgce/t。
富氧燃烧技术
技术路径：由膜法、深冷法、变压吸附等方法获得高浓度的氧气，通入燃烧器一次风及窑头窑尾送煤风中，将一次风及送煤风的氧气浓度提升至28%～36%范围，以加强窑内煅烧温度，提高分解炉难燃燃料或替代燃料的燃尽率，降低系统综合能耗。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低2～4kgce/t。
窑头燃烧器优化改造
技术路径：根据燃料特性，进行窑头燃烧器结构优化或整体改造，强化回转窑燃烧器性能，提升窑内煅烧温度，降低一次风用量或改造成可使用生物质、塑料微粒、橡胶微粒等高品位替代燃料的多功能燃烧器，减少化石燃料使用量，降低系统综合能耗。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低1～2kgce/t。
生料易烧性和操作管理提升技术
技术路径：通过加入节煤剂、矿化剂等技术，改善燃料的燃烧特性或生料的易烧性，如磷渣、萤石等矿化剂明显降低熟料烧成温度，减少燃料的使用量，提升熟料质量。通过提升操作管理，减少系统漏风，均能降低综合能耗，降低水泥生产成本。
预期效果：熟料烧成综合能耗降低1～5kgce/t。
立式辊磨生料外循环技术
技术路径：采用外循环立式辊磨系统工艺，将立式辊磨的研磨和分选功能分开，物料在外循环立式辊磨中经过研磨后全部排到磨机外，经过提升机使研磨后的物料进入组合式选粉机进行分选，分选后的成品进入旋风收尘器收集，粗颗粒物料回到立式辊磨进行再次研磨，系统气体阻力降低5000Pa，降低了通风能耗和电耗。
预期效果：系统单位电耗11～13kWh/t。
辊压机生料终粉磨技术
技术路径：采用料床粉磨原理，不断优化辊压机设备结构并进行系统工艺创新，辊压机生料终粉磨系统比球磨机生料粉磨系统和立磨生料粉磨系统更节电。
预期效果：系统单位电耗10～13kWh/t。
水泥粉磨优化提升技术
技术路径：基于增加料床粉磨做功比重的理论方法，低能耗水泥粉磨成套技术装备进行了系统创新，有多种不同的选项如纯球磨改联合（辊压机、立式辊磨联合粉磨系统），小辊压机改大辊压机，增加高效三分离选粉或高效选粉机，可降低水泥粉磨系统电耗。
预期效果：系统单位水泥电耗23～26kWh/t。
钢渣/矿渣辊压机终粉磨技术
技术路径：以辊压机和动静组合式选粉机为核心设备，全部物料为外循环，除铁方便，避免块状金属富集，辊面寿命可达立磨的2倍，具有广泛的物料适应性，可以单独粉磨矿渣、钢渣，也可用于成品比表面积＜700㎡/kg的类似物料的粉磨，系统阻力低，节电效果明显。
预期效果：生产矿渣微粉时系统电耗小于33kWh/t。
钢渣立式辊磨终粉磨技术
技术路径：采用料层粉磨、高效选粉技术，集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体，集成了粉磨单元与选粉单元；通过磨内除铁排铁、外循环除铁、高压力少磨辊研磨等技术，使得钢渣中的金属铁有效去除。
预期效果：系统能耗≤40kWh/t。
风机效率提升节能技术
技术路径：目前，随着风机/电机整体节能技术的进步，水泥工业使用高效风机、新型悬浮风机、永磁电机（低负荷运行时）、高效联轴器等节能通用设备能够起到很好的节电效果。近年来节能风机技术开始广泛应用，能够实现节能30%～40%，噪声由120dB降到80dB。
预期效果：风机效率达到82%～85%，实现节能30%～40%。
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