水泥行业清洁生产技术分析

孙震宇 何嘉鹏

摘 要：水泥行业是中国国民经济的重要组成部分，具有能耗高、污染大的特点。该文对典型大型水泥企业清洁生产技术改造实例进行分析，说明水泥行业企业能够通过加强源头治理、设备升级、材料替代等措施，实现公司节电、节约原辅材料、减少污染物排放、节约成本等明显的环境效益与经济效益，达到了“节能、降耗、减污、增效”的目的，在行业内有较高的参考应用价值。

关键词：水泥行业 清洁生产 技术改造

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0043-02

清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。我国于2002年6月29日九届全国人大常委会第28次会议通过《中华人民共和国清洁生产促进法》，并于2012年2月29日第十一届全国人民代表大会常务委员会第二十五次会议通过了《全国人民代表大会常务委员会关于修改<中华人民共和国清洁生产促进法>的决定》，自2012年7月1日起施行。该法的颁布为清洁生产审核提供了理论基础和法律依据。

水泥行业是中国国民经济的重要组成部分，具有能耗高、污染大的特点，带来了严重的大气污染问题，是工业领域节能减排的重点和难点[1-2]。“十二五”期间，国家加快了淘汰落后产能的进程，水泥产业被列为淘汰落后产能重点对象，据国家统计局公布数据显示，2013年全国水泥产量为19.79亿吨，同比增长9.0%，产能严重过剩[3]。当前，我国水泥工业结构矛盾仍然十分突出，主要表现是经营粗放，生产集中度和劳动生产率比较低，资源和能源消耗较高，污染环境比较严重，要尽快推进水泥行业结构调整和产业升级，加大清洁生产，促进行业持续、稳定、健康发展。因此，该文对水泥行业现阶段清洁生产技术开展研究分析具有一定的现实意义。

该文结合典型的大型水泥企业清洁生产实例，旨在分析行业清洁生产技术在企业的应用情况及取得的效果，为该类行业企业的清洁生产审核提供思路，为国家的节能减排工作做贡献。

1 企业概况

公司为豫西北地区最大的水泥生产企业之一，厂区占地700余亩，矿山面积3 000余亩。熟料一分厂为5 000 t/d干法水泥熟料生产线，于2006年2月26日开工建设，2007年11月23日建成投产；熟料二分厂为4 500 t/d新型干法水泥熟料生产线，于2010年全面开工建设，2011年10月25日投入运行。

2 主要工艺流程及主要污染源

（1）主要工艺流程。

企业工艺流程如下。

大块石灰石由自卸汽车直接喂入破碎机前受料仓中，经重型板式喂料机喂入锤式破碎机破碎，破碎后的碎石采用胶带输送机送至石灰石预均化堆场，由堆料机进行分层堆料，再由胶带输送机送至原料配料站石灰石配料库；配料共设置石灰石、河道淤沙、铁矿选矿废石、石灰石矿采矿废石4个配料仓，其仓底的称重喂料机按各原料成分和生料质量控制要求进行定量给料，配合料经胶带输送机、立磨喂料锁风阀进入生料磨中；混合料在磨内进行研磨、烘干；经磨内选粉机选出的合格生料粉被气流带出，进入旋风分离器分离，收下的生料粉经空气输送斜槽、斗式提升机送入生料均化库；库中的生料经过交替分区充气卸至混合仓，生料在混合仓中被充气搅拌均匀；均化后的生料粉通过计量系统计量后，经空气输送斜槽和斗式提升机，再通过分料阀、锁风阀分别喂入预热器，之后在分解炉中分解，进入窑内锻烧；出窑高温熟料在蓖式冷却机内得到冷却，由熟料链斗输送机送入熟料库中储存。

（2）主要污染源及污染物。

水泥主要污染物有废气（粉尘、NOx、SO2）、噪声及废水等，详见表1。

3 企业清洁生产潜力分析

依据《水泥行业清洁生产评价指标体系》[4]，笔者和审核小组详细分析了当前企业清洁生产现状。目前，企业大部分指标能够达到国内先进水平，但在单位产品煤耗、电耗、综合能耗、污染物产生量方面与国内先进指标尚有一定距离。因此，结合企业现状问题和现场考察结果，采用权重计分排序法确定审核重点为厂区熟料二分厂，将降低单位产品煤耗、能耗、减少单位产品粉尘、NOx产生量作为此次审核的主要目标。

4 主要清洁生产技术方案设计及效果分析

针对审核重点和审核目标，笔者及审核小组提出了从源头原辅料管理、生产过程、工艺装备到废气治理的一系列清洁生产技术方案，达到了“节能、降耗、减污、增效”的目的，经济和环境均得到了明显改善，典型清洁生产技术方案分析如下。

（1）辊压机混合辊改造。

①方案提出。

笔者现场调研发现，辊压机辊子先后进行在线堆焊修复，到现在已使用近4年，辊面磨损、剥落严重，过渡层及辊子母体疲劳裂纹己发展较深，若再次堆焊修复，无论从经济性上还是使用质量上都无法得以保证。建议对母体损伤严重的辊子进行改造。

②方案内容。

根据辊压机辊子使用情况，与有关单位共同设计、制作一套高铬双金属复合辊，并对辊子中心循环水冷却系统进行清理改造。

③方案效果分析。

双金属离心复合辊套的内外层冶金复合良好，复合层厚度均匀，硬度差小，组织致密，满足辊压机的高压工作条件。改造完成后，辊压机预粉磨能力大幅提升，水泥磨系统台时从原来的150 t/h提高到170～180 t/h左右，吨水泥电耗可降低2 kW·h/t水泥左右，年可节约费用257.6万元。

（2）回转窑用燃烧器油枪升级改造。

①方案提出。

熟料一、二分厂每次检修过后需要点火烘窑，大致每条生产线每次烘窑需要柴油50t左右，清洁生产审核前使用的回转窑用燃烧器油枪为单通道顶片单孔油枪，在使用过程有多处弊端，整个烘窑升温过程油耗较高，不能在线调节喷油量大小，并且在调节一次风压时容易造成频繁“熄火”现象，现又受到油枪供油压力限制存在“落油”现象，对枪头雾化片、滤孔清洗过后效果不明显，雾化效果差，柴油落在耐火材料表面燃烧，对耐火材料的使用寿命造成很大影响。笔者与生产部人员结合熟料一、二分厂技术管理人员进行现场故障分析，提出对单孔油枪进行改造的建议。

②方案内容。

更换一根回转窑用组合式燃烧器油枪，并配备新的油泵系统，此改造由原来的单通道改为双通道，增加一路压缩空气促雾化环节。

③方案效果分析。

经实际测算，喷煤管油枪改造后，油枪节油量在5%左右，按照每条生产线每年大修和中修共计烘窑80 h算，每年公司节油量28.8 t，节油费用为25.9万元。

（3）旋风筒耐磨陶瓷片改耐磨涂料。

①方案提出。

熟料二分厂旋风筒内部原来通过粘耐磨陶瓷片来防止磨损，在使用过程中，发现耐磨陶瓷片会出现掉块情况，出现过将下部卸料器卡住，甚至将斜槽堵塞的情况，导致立磨停机，影响生产连续性，减少单位时间产量，增加单位产品电耗。因此，提出改变耐磨材料的建议。

②方案内容。

使用耐磨涂料替换耐磨陶瓷片，耐磨涂料均匀磨损，不会出现耐磨陶瓷片会出现掉块，将下部卸料器卡住，甚至将斜槽堵塞的情况。

③方案效果分析。

此次改造保证了生产连续性，按改造前每次卡死或清堵平均停机1 h，每月一次，造成减产400 t生料计算，可提升年经济效益50万元，同时降低该工段单位产品能耗。

5 结论

（1）水泥行业是中国国民经济的重要组成部分，具有能耗高、污染大的特点。

（2）目前，水泥产能严重过剩，对水泥行业现阶段清洁生产技术开展研究分析具有一定的现实意义。

（3）通过实例分析证明，落实清洁生产技术改造工作，能够为水泥企业同时带来可观的环境效益和经济效益，实现环境与经济的双赢。

（4）由于目前国内水泥行业干法水泥窑工艺技术大体相同，因此，该公司成功实施的清洁生产技术在整个行业有较高的参考应用价值，有助于提高行业清洁生产水平。

参考文献

[1] 杨苏，陈建宏，赵建平，等.水泥行业清洁生产与节能减排分析[J].环境污染与防治，2012，34（8）：80-83.

[2] 汪澜.开发利用信息化技术促进水泥工业节能减排[J].中国水泥，2009（6）：33-35.

[3] 李亮，苏青青.水泥行业清洁生产审核实例分析[J].武汉交通职业学院学报，2014，16（2）：68-71.

[4] 国家发展和改革委员会，环境保护部，工业和信息化部.水泥行业清洁生产评价指标体系[J].四川水泥，2014（2）：30-38.