水泥工业简介及其节能潜力

水泥工业简介及其节能潜力环化系无机本1班刘通水泥生产工艺流程•新型干法水泥生产采矿——→矿石粉碎——→原料均化与储存——→配制原料——→粉磨——→再次均化、入窑——→烧制——→熟料入库——→后续销售Flow.swf中国水泥工业现状•水泥产量2001~2005水泥和新干法水泥产量增长与增率年份水泥产量新型干法水泥产量(万吨)同比增长(%)(万吨)同比增长(%)新干产量比重(%)2000597004.1960608.6010.1520016640011.22822035.6412.382002725009.191227049.2716.9220038620018.901884053.5521.8620049700012.533148067.0932.4520051064009.694737150.5844.52中国水泥工业现状•2007年：产量13.6亿吨，同比增长9.7%总产值4104亿元，同比增长23.1%水泥出厂价格平均为245元左右，同比上涨6元左右产销率98.3%中国水泥工业现状•生产工艺•2006年之前，我国被称为水泥生产工艺的博物馆。各种生产工艺的能耗和效率相差很大。现在，这种状况已有所好转，越来越多的企业开始改进生产工艺。中国水泥工业现状国内各类窑型及其热效率窑型窑外分解预热器窑中空余热发电湿法窑中空窑立波尔窑机立窑普立窑热耗(kJ/kg)32604013543458527942409641805434热效率(%)50~5537~4429~3528~3517~2638~4232~4030熟料能耗(kgce/t)110137185200271140143186折算系数11.251.681.822.461.271.301.69能耗水平我国水泥生产窑型较多,热耗差别也大。中国水泥工业现状水泥制造业能源消费量统计估算年份1995200020012002200320042005水泥产量（万t）475915970066400725008620097000107000耗煤总量（万tce）8331100301043311774137231513215738热耗(kgce/t)133128125122119116110电耗(kWh/t)10410210110010099100综合能耗(kgce/t)175108166162159156153水泥生产的能源总耗量由三部分组成,即全年生产水泥中所用熟料在其煅烧(烧成)时所消耗的热能;水泥生产过程中所消耗的电能折成的热能;水泥生产中所用的原燃料及矿渣等混合材烘干时需消耗的热能之和。水泥制造需要的能源耗量约占全国能源产量的7%～8%。从上表数据中可看出,水泥综合能耗在下降,10年下降了12.6%。我国水泥工业能源消耗水平与世界先进水平的比较•新型干法能耗与国外水平比较•与国外先进水平相比较,国内先进水平与之差距不大,但国内一般水平与国外先进水平的差距还是较大。近年来，新型干法生产线的数量迅速上升，而管理人员的素质却跟不上，产生的问题更多一些。我国水泥工业能源消耗水平与世界先进水平的比较国内新型干法生产技术指标与国际水平比较项目国际水平国内水平国际先进水平国际一般水平国内先进水平国内一般水平熟料烧成热耗(kJ/kg)2842297029703344~3762水泥综合电耗(kWh/t)8595~10090~95110熟料强度(MPa)70656258窑系统年运转率(%)95859080劳动生产率(t/人·a)15000~200008000~100005000~100001000~2000窑尾粉尘排放(mg/Nm3)20~305050100窑尾烟气排放(mg/Nm3)2005005001200窑尾烟气排放(mg/Nm3)50200200400我国水泥工业能源消耗水平与世界先进水平的比较•可燃废弃物用作水泥窑煅烧燃料的比较•工业废弃物用作水泥窑煅烧燃料已成为当今世界水泥工业发展的趋势。可燃废弃物利用情况国别年份水泥产量(万t)可燃废弃物一次燃料替代率(%)总量(万t)吨水泥用量(kg/t)中国200386271100.01德国200130001274335日本200179104862.5美国2003865096118水泥工业节能潜力•水泥厂的能耗主要是煤耗和电耗。•水泥厂的煤耗主要集中在熟料烧成部分,煤粉燃烧产生热量主要分为三部分,一部分用于熟料的烧成,在生料的成分以及品质确定以后基本上是一个定值,另一部分是废气带走的热量,主要是窑尾高温风机排放的废气带走的热量以及窑头排风机带走的热量;第三部分主要是系统表面散热。水泥工业节能潜力•生产方法•新型干法熟料热耗为3260kJ/kg,其与湿法比较,千克熟料可降低2592kJ。从1995~2005年新型干法熟料产能增加了40202万吨。粗略估算,相当于节约标煤3560万吨。•因此,水泥工业节能根本途径是采用新型干法生产工艺取代落后的湿法、立窑和其他旋窑工艺。水泥工业节能潜力•水泥余热发电•水泥工业是一个传统的高能耗行业,就目前国内最先进的生产线工艺,仍有大量的350℃以下的余热不能完全被利用,其浪费的热量约占系统总热量的30%左右。因此,回收熟料生产过程中的余热,用来供热或发电是非常现实又节能的途径。水泥工业节能潜力•水泥余热发电能将废气中的热能转化为电能,可有效减少水泥生产过程中的能源消耗，具有显著的节能效果。窑头窑尾锅炉总有效利用热量项目一般值最小值最大值窑头窑尾锅炉总有效利用热量(106kJ/h)104.675.1120.6单位有效利用热量(kJ/kg熟料)502.1360.5578.9有效发电功率(kW)610243807035吨熟料发电能力(kWh/t熟料)29.321.0333.8水泥工业节能潜力•可燃废弃物的利用和垃圾焚烧•在窑内焚烧垃圾可使废弃物完全燃烧,使有机物被彻底破坏。且燃烧在负压下运行,废气不会溢出。窑内的碱性环境还可以吸收和中和废物中的有毒有害物质。•利用废弃物替代部分原燃料煅烧水泥熟料,既处置了废料,又节约了能源,还减少了CO2和有害气体的排放量,对资源的充分利用和环境保护都十分有利。水泥工业节能潜力•其它方面•设备的选用和维护：选择可变频调速的风机和水泵，选择高效粉末设备。定期检查设备情况并作出相应维护，减少因设备而老化造成的能耗。•以质代量：制造每立方米混凝土我国比发达国家多消耗80kg。高质量的水泥可以提高工程耐久性，延长工程使用寿命，从而减少水泥使用。总之，合理的工业制度，优秀的设备和窑系统废气的回收再利用是水泥工业节能的关键。主要参考文献：工业能源效率国际比较研讨会会议材料水泥工业能源消耗现状与节能潜力，曾学敏水泥厂的节煤降耗措施，李振雷水泥企业节能技术简介Thankyou!