清洁生产与我国水泥工业的可持续发展.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流清洁生产与我国水泥工业的可持续发展.精品文档.清洁生产与我国水泥工业的可持续发展作者：韩仲琦一、清洁生产的概念 清洁生产又称绿色生产,即在产品生产过程中，将综合预防的环境策略持续的用于生产过程和产品中，减少对人类和环境的风险。清洁生产是绿色技术思想在生产过程中的反映，体现了在生产过程中对环保的要求。 水泥工业清洁生产指的是，合理而有限地利用自然资源和能源，使用先进的生产技术和装备，生产全过程控制污染，并有效利用废弃物，生产符合工业标准的且无毒无害的水泥产品。 清洁生产是控制环境污染的有效措施，彻底改变了过去被动、滞后的污染控制手段，强调在污染

2、产生之前就进行有效控制和削减。因此进行清洁生产，可以提高生产效率、增加社会效益和经济效益，提高企业市场竞争力。 为了引导我国水泥行业向着可持续发展的循环经济方向前进，必须走清洁生产的道路，也就是说水泥的加工制造既要满足当代人们的需要，又要合理地使用自然资源和能源并能保护环境，清洁生产是我国水泥工业可持续发展的必由之路。 二、国内外清洁生产概况 1.国外清洁生产的发展 自20世纪80年代中期国际上提出“可持续发展”概念以后，1990年美国提出了“污染预防法”，这是工业污染控制战略上的根本性变革，引起了世界各国的注意。1991年美国环保局又发布了“污染预防战略”，把清洁生产作为达到和维持法令性和指

3、令性目标的一种鼓励手段。 自上世纪70年代开始，国外一些水泥公司就已进行区别于传统方法的、高层次的研究和推进废弃物替代自然资源的工作，随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，可持续发展的问题越来越得到重视，从90年代中期开始，出现了Eco-Cement（生态水泥）一词，在日本和欧洲对水泥生态技术的研究热了起来，目前世界上至少有100多家水泥厂已使用了可燃废弃物，如日本在20家水泥企业36家水泥厂中约有一半以上处理各种废弃物，欧洲每年要焚烧处理100万吨有害废弃物，瑞士霍尔姆公司可燃废弃物替代燃料已达80%，法国拉法基公司替代率达到50%以上，美国大部分水泥厂也利用可燃废弃物煅烧水泥。 可燃废弃

4、物的种类很多，如废机油、废溶剂、废轮胎、动物肉脂粉、稻米壳、石油焦、废纸、废塑料、废棉织品、可燃生活垃圾等，某些工业部门排出的有毒有害物。 国外在再资源化、再能源化和减少环境负荷等方面已有了很多研究，并且垃圾分类分选、重金属分离、防止二次污染、生态水泥与生态混凝土性质等课题，都已成为研究的热门课题。 国外水泥工业清洁生产的综合发展动态如下： 最大限度减少粉尘、NOx、SO2、重金属等对环境的污染； 实现高效余热回收，最大程度减少水泥电耗； 不断提高替代燃料的替代率，最大程度减少水泥热耗； 开发生态水泥，减少自然资源的使用量。 2.国内清洁生产的发展 自1993年以来，我国开始推行清洁生产工作，

5、1994年成立国家清洁生产中心之后，全国相继有20家地方和行业成立了清洁生产中心，并通过开展国际合作开拓了新领域，促进了我国清洁生产的快速发展。 2002年6月29日我国颁布了中华人民共和国第72号主席令中华人民共和国清洁生产促进法，并于2003年1月1日起实施。 2003年12月，国务院在“关于加快推行清洁生产意见的通知”中，要求提高清洁生产技术开发水平和创新能力，用先进适用技术改造传统产业，科技开发计划应将清洁生产作为重点领域。到1997年底，全国开展清洁生产审核的企业已超过250家，废水削减了10%20，污染物削减了8%15。现在开展清洁生产的企业已包括了十几个行业，如：化工、轻工、建材

6、、冶金、石化、铁路、电子、医药、采矿、钢铁、制革、造纸、酿酒等，2004年我国建材行业也开始编制清洁生产规范。 目前，我国水泥工业的清洁生产刚刚起步，有的企业还没有开始，与国际发达国家相比，有很大的差距。 三、水泥工业的清洁生产 1.清洁生产的范围、内容和目标 一般来说，水泥产品的生命周期包括如下几个环节： 原料、燃料 生产制造包装出厂 工程应用 废弃 因此水泥工业的清洁生产范围主要指水泥产品生命周期的前三个环节，然而在水泥原燃料准备和制备工作中，还有废弃物（含混凝土废弃物）的利用问题。 清洁生产的内容包括两方面，即水泥生产工艺和水泥产品，在生产中贯彻环境意识，控制水泥产品在原料、燃料制备、生

7、产过程和水泥产品质量的环境负荷，不对环境造成污染和损害，使水泥产品不单满足工业标准要求而且不含有毒有害物。 实行清洁生产是可持续发展战略的要求，关键因素是要求水泥生产提高能效，开发更清洁的技术，消纳工业废渣和城市垃圾等对环境有害的废弃物，实现环境和资源的保护和有效管理。概括起来说水泥工业清洁生产的目标是： 通过资源的综合利用，天然资源的高效利用或代用，二次资源的利用及节能、降耗、节水，减缓石灰石、黏土、煤炭、水资源的耗竭。 减少废弃物和污染物的生成和排放，使水泥产品与环境相容，降低整个水泥工业生产活动对人类和环境的风险。 2.清洁生产工作中的重点 按照从源头抓治理的思路，体现生产全过程的生产控

8、制和污染预防控制的原则，使清洁生产由末端治理污染控制向生产全过程控制转变； 珍惜有限的自然资源和能源，减少石灰石等天然矿物及煤炭、电力的消耗，因此应采用先进生产技术和装备，在推广新型干法水泥的同时，加快淘汰落后的水泥工艺技术，特别是立窑生产线； 污染物排放控制要完全符合国家和地方的各种环保标准要求； 将废弃物减量化、资源化和无害化或消灭于水泥生产过程中，对人类社会作出重大贡献。 四、推行清洁生产，实现我国水泥工业可持续发展 目前我国水泥行业的特点是企业数量大、人员多、平均规模小、管理粗放，小水泥企业还占有绝对优势，代表先进技术水平的新型干法企业数目还小，因此我们通过推行清洁生产，可以加快产业结

9、构调整和新型干法水泥的发展，推行清洁生产也是对落后企业的一种鞭策，只有经过不断的努力和艰苦奋斗，我国水泥工业的总体面貌才能更快地改变。 1.工艺方法和生产线规模 目前，新型干法水泥生产工艺是国际上普遍采用的生产形式，在可以预见的将来，仍将定位在以新型干法水泥生产技术上，而水泥熟料高温烧成设备仍将采用回转窑，原因是回转窑热工场容易稳定，易于大型化。生产线大型化是规模化生产的必备条件，而规模化生产又是现代化工业的基础，水泥制造业作为基础工程材料工业，生产线大型化是必然趋势。 根据以上情况，在清洁生产的工艺方法和生产线规模方面，应按如下考虑： 鼓励兴建新型干法水泥生产线，其规模要在日产2 000t熟

10、料以上； 现存的新型干法以外回转窑生产线（中空窑、湿法窑和立波尔窑等），要按清洁生产的指标搞好企业生产，建议改建成新型干法生产线； 应尽快淘汰立窑，一般来说，从原燃料的有效利用和防止对环境有害影响方面，立窑生产线是很难达到清洁生产要求的，立窑工艺也不能使用可燃废弃物，从可持续发展方面来看，立窑是没有前途的。 2.生产机械和装备 我国水泥行业的科研、设计、生产企业与装备制造厂家紧密合作，共同攻关，已开发了一大批具有自主知识产权的水泥机械和装备，并且在大型化、高效化、智能化、环保化等方面取得了很大成绩，如各种新型大型化的分解炉、预热器、高效篦冷机、大型的滑履轴承球磨机、大型高效立磨、大型高效辊压机

11、、大型高温风机、大型高效破碎机、大型预均化堆场所用的堆取料机以及它们的控制设备等。在推行我国水泥工业清洁生产时，首先应推荐用户使用国产节能降耗、环保型的设备，一些计量、检测等设备和装置，也可从国外购买。 在节能破碎与粉磨设备方面，国内开发了超过40破碎比的TkLPC型锤式破碎机，能以一段破碎完成从大块石灰石到直接入磨的要求，这种破碎机的能力从80t/h到1 800t/h，已形成破碎机系列。生料粉磨采用立磨是当前的主要形式，用立磨或辊压机作为水泥终粉磨或用立磨、辊压机与球磨组成的预粉磨系统都是水泥粉磨的最新形式。国内几家水泥设计研究院都已开发了立磨与辊压机系列产品。组合式选粉机在国内的开发成功，

12、将传统的静态和动态选粉机结合在一起，可大大提高选粉效率，并可实现超细选粉。 在烧成系统方面，国内开发了低压损、高效预热器和分解炉，成功地用在各种规模的新型干法生产线中，此外达到国际先进技术经济指标的可控气流篦式冷却机，与预热器、分解炉和回转窑合理匹配，再加上对燃料适应性和燃烧性能好的多通道燃烧器，提高了烧成系统的整体水平。为了扩大使用不同质量燃煤，以便在回转窑上和分解炉上都能使用低挥发分燃煤，国内还开发了相应的燃烧器和分解炉。 3.生产过程控制 生产全过程控制是清洁生产的核心，生产全过程控制一般包括如下内容： 水泥单位产品的热耗、电耗 根据国外报道的最新和最先进指标以及国内标定的不同水平工厂实

13、际情况，可以有几个不同级别的指标，我国情况如表1。 低品位原燃料的利用 天然矿物资源的逐步枯竭，已引起世界各国的警觉和重视，今后再也不能以牺牲环境和资源为代价来发展生产，“既要满足当代人的需求又不影响子孙后代长期的需要”，这就是可持续发展的内涵，所以我们一定要节约使用天然资源。 在现实中，优质的石灰石及煤炭越来越少，迫使我们开发使用低品位的原燃料。近年来，CaO含量45%的石灰石也得到了采用，使用黏土替代原料以及在回转窑中使用低挥发分煤和无烟煤、高硫煤已取得很大进展，参考国内外实际情况，对低品位石灰石替代黏土以及加大无烟煤、低挥发分煤的利用率应该有鼓励措施。 采用工业废弃物和城市垃圾 我国水泥

14、工业自上世纪60年代开始，就已利用工业废渣，7080年代工业废渣的种类和数量在不断增加，除矿渣外，粉煤灰、煤矸石、钢渣、磷渣、赤泥等相继进入水泥生产领域，在废渣利用上我国的成绩还是非常显著的。然而以往大部分是采用混合材的方法加入到水泥中，尽管这种利用方法也很重要，但随着技术的发展，必须考虑在水泥配料中使用和对超细混合材的研究，对混合材的评价除活性指标外，还要研究对水泥性能的影响及产品无害化的检测，如矿渣的放射性问题。我国现在每年约产生10亿吨工业废弃物，2亿吨城市垃圾，今后还会有很大的增长，也就是说在水泥工业中处理城市垃圾、下水道污泥及一些有毒有害物（不含医疗垃圾）是新出现的“任务”，国外在上

15、世纪90年代中以后，这方面已有很大的进展。例如：在欧洲和美国对焚烧垃圾和有毒有害物方面取得很大进展，燃料替代率在20%80%，而日本使用垃圾焚烧灰开发制造了新品种水泥：“生态水泥”，性能与强度几乎与硅酸盐水泥一样。在日本凡是可烧的工业废弃物与城市垃圾都可以送入回转窑燃烧，既处理了废弃物和垃圾又节约了天然燃料，降低了生产成本。 余热利用 在水泥厂热工工程的单元操作中，有很多余热产生，如果不能利用是很大的浪费，到目前为止对回转窑的筒体散热损失仍不能很好利用，然而烧成系统排出的废气有大量的热焓可以使用，一般用于余热发电，随着新型干法水泥技术的发展，主要利用窑尾预热器排出的400以下余热和窑头冷却机2

16、00左右的低温废气。现在有两种发电系统：带补燃锅炉的中低温余热发电系统、不带补燃锅炉的纯低温余热发电系统。最好是采用纯低温余热发电。生料粉磨采用烧成系统余热也成了很好利用余热的方式，另外还有生活采暖锅炉（北方冬季）可以使用余热，关于热力拖动和制冷也是余热可以利用的方法，但目前在水泥厂实施还有一定困难。 4.污染物排放限值的确定 这方面的数据应完全采用国家环保总局制定的GB4915-2004国家标准水泥工业大气污染物排放标准，在这个标准中相当详细地规定了现有生产设备和新建及2010年后生产设备排气筒颗粒物、SO2、NOx和F排放限值，此外，还对环保相关生产工艺管制和操作规范、排气筒的高度等作了规

17、定，对排气筒中大气污染物监测方法和分析方法、对厂（场）界外粉尘无组织排放的监测进行了规定，水泥工业清洁生产应无条件执行这一标准。 我国已加入关于持久性有机污染物（POPs）的斯德哥尔摩公约，该公约已于2004年11月11日对我国正式生效，水泥工业的清洁生产应当按照国家环保局的GB18484和GB18485标准要求，加强对回转窑焚烧危险废弃物和生活垃圾有可能产生的二英类排放限制，并按照标准要求的方法进行检测。 5.环境管理和生产过程环境管理 以往我国对水泥厂的环境管理和生产过程环境管理，从来没有严格治理过，除新型干法水泥企业外，大部分水泥厂仍处于“脏、乱、差”的环境中，特别是小水泥企业每年排放的

18、粉尘可达产量的2%3%，一些矿山几乎是无序开采，开采后也不注意尾矿填埋和开采面的植被，不但对景观造成了很大损坏，而且对生态环境、矿产资源造成了很大破坏，一定要改变这种状况，必须对矿山开采专门做出环境保护的严格规定。 此外，在生产过程中的物料输送，贮存与处理都要有环境保护措施，对于废水和污水排放应执行GB8978-1996污水综合排放标准。关于噪声，应该按照国家GB12348-90工业企业厂界噪声标准执行。 6.关于水泥品质的规范要求出厂水泥的质量要求如下： 必须符合工业标准； 放射性控制要满足GB6566标准中内照射指数和外照射指数的限量要求； 微量重金属含量必须在控制值之内(目前国内还没有标

19、准，但是欧洲一些公司有控制值，我国可以作为参考)。 五、结束语 随着我国科学技术发展和人们对生态环境意识水平的不断提高，对水泥加工制造业的清洁生产与可持续发展的希望和要求已被提到了议事日程，人们逐步认识到水泥的生产要少用天然资源和能源，大量使用工业和城市废弃物，在生产过程中最大限度减少有害污染物排放，这样生产的产品无毒无害，有利于经济建设和促进循环经济的发展，使人们的生存环境成为一个生态乐园。 近20年来，由于我国水泥行业全体职工的共同努力，使代表我国生产技术水平的新型干法水泥技术得到了空前发展，取得了一大批具有自主知识产权的技术和装备，技术经济指标达到了国际先进水平，并正在推进ISO标准化，逐步纳入到国际经济一体化之中，这就使得我们推行清洁生产有了外部环境保证。 现在我们离绿色水泥工业的目标还很远，但我们要向这一目标大步前进，推行清洁生产可以促进我国水泥工业向现代化发展，推行清洁生产是我国水泥工业可持续发展的必由之路。