周清浩 孔祥忠:2009年水泥工业发展与技术进步
三、2009年水泥行业科技进展
1、国家科技支撑计划——新型干法水泥生产线节能减排技术与装备研究项目正式启动
由天津水泥工业设计研究院有限公司牵头组织的国家科技支撑计划——“新型干法水泥生产线节能减排技术与装备研究”项目于2009年3月27日启动。项目主要包括新型干法烧成系统优化、提高技术及装备的研究;高效纯低温余热发电技术及装备研究;工业及城市废弃物在水泥窑中的处置技术及装备研究;城市生活垃圾在水泥窑中的处置技术与装备研究;电石渣制水泥规模化应用技术及装备研究;新型干法水泥生产节能减排测试技术与评价方法研究6个课题。项目通过技术优化和创新,将重点突破水泥行业节能减排、环保、资源综合利用等关键技术,降低水泥生产的能源消耗,提高我国水泥工业协同处置废弃物的技术水平,为水泥工业走循环经济道路起到示范的作用。
该项目涵盖了水泥生产和装备制造的基础研究、工程技术研究以及测试技术、关键装备开发等方面。项目将重点突破5项水泥行业节能减排集成技术和减少环境污染、资源综合利用关键技术,建立4条中试生产及应用示范线,促进水泥行业节能减排、循环经济发展,建立水泥工业循环经济的技术示范模式,建设以企业为主体、产学研结合的技术创新体系。
2、国家重点基础研究发展计划(“973”计划)——水泥低能耗制备与高效应用基础研究项目启动
由中国建筑材料科学研究总院承担的国家重点基础研究发展计划(973"计划)——“水泥低能耗制备与高效应用的基础研究”项目启动。
该项目以提高水泥性能和节能减排为中心,围绕水泥组成和结构优化、制备过程中节能与水泥高效应用的重大基础性问题深入系统地开展研究,完善或建立水泥低能耗制备和高效应用的系列理论。研究对实现高胶凝性熟料性能的优化设计,实现熟料形成过程最佳能量配置,指导新型高效节能粉磨技术和装备的研发,提高水泥应用效能,显著促进水泥科学由经验描述或半定量描述和预测向精确描述方面发展,研发水泥制备和应用的创新技术。项目将围绕水泥生产和应用过程的各个环节开展提高水泥性能和节能减排的基础研究,实现水泥科学理论和技术的重大创新,促进水泥工业产品结构调整,提高使用效能,提高能源与资源利用效率。项目拟解决4个关键科学问题,一是高价位阿利特微结构调控与高胶凝性熟料相匹配;二是熟料分段形成动力学;三是离心力场中的粉磨动力学与能量传递;四是水泥优化复合与结构稳定性。
3、广州越堡水泥有限公司建设大型环保水泥产业基地
广州越堡水泥有限公司利用水泥窑“规模化、无害化、资源化”处置污泥项目投入运行,这是目前我国最大的水泥窑协同处置污泥项目,设计处置能力达每年18.6万吨(日处置量为600吨)。广州市目前产生市政污泥的50%以上可通过该项目实现无害化、规模化处理。这对传统水泥产业结构的调整升级、城市生态环境的治理改善具有重要意义,标志着广州市探索建设大型环保水泥产业基地迈出了重要的一步。
越堡水泥公司日产6000吨新型干法水泥生产线的窑系统在设计之初就预留了处置城市废弃物的空间与能力。公司自行投资7000多万元配套建设的水泥窑处置污泥项目,利用水泥窑的废气余热烘干污泥,干化后的污泥进入水泥窑焚烧处理,既可替代部分原料和燃料,又可实现污泥的彻底无害化处置。项目由天津水泥工业设计研究院有限公司采用该院自主知识产权技术开发设计,被广东省环保局列为省水泥窑协同处置固体废弃物试验的试点示范工程,被国家“十一五”科技支撑计划列为工业及城市废弃物在水泥窑中的处置技术及装备研究攻关项目,同时也是中德双方在工业和环保领域的技术合作交流项目。
4、金隅集团琉璃河水泥有限公司被列为北京市首批循环经济试点单位
多年来,北京琉璃河水泥有限公司一直致力于发展循环经济,大力推进节能减排工作。该公司具有自主知识产权的创新型低温余热发电技术,利用窑头、窑尾排放的废气余热发电,公司还利用余热对50万平方米的房屋提供采暖。该项新技术获得了国家实用新型技术专利和国家发明专利。
公司每年平均消纳石灰石尾矿、铁矿尾矿、脱硫石膏等固体废弃物近40万吨,2008年处置污染土5.6l万吨。琉璃河水泥有限公司以打造生态友好型企业为目标,在利用水泥窑资源化、无害化处置城市生活垃圾和处理水厂污泥的新技术方面取得初步成功的同时,公司处理城市垃圾焚烧废弃物的飞灰中试线项目已经竣工并通过验收,具备了生产能力,目前可日处理飞灰30吨,该项目具有自主知识产权,填补了国内在飞灰无害化处置领域的空白,为下一步进行大规模的工业化处置奠定了基础。“垃圾焚烧飞灰水洗中试线”是北京市科委2008~2009年度重点研究攻关的“生活垃圾焚烧飞灰制备水泥”项目的核心技术。由北京金隅集团组织的项目攻关小组.克服了多项技术难关,解决了飞灰中重金属、二噁英等危险废物的有效处置和达标排放问题。飞灰通过中试线处理后,再经过水泥窑高温煅烧对其进行彻底无害化处置。
北京琉璃河水泥有限公司被列为北京市首批循环经济试点后,将得到政府对试点单位给予的政策、资金、税收、土地申请、政府采购等多方面支持。
5、北京建筑材料科学研究总院被授予“固体废物处理处置科技创新研发基地”
“固体废物处理科技创新研发基地”是以北京建筑材料科学研究总院为牵头单位,以北京建筑材料科学研究总院和北京机电院高技术股份有限公司两家单位为依托,汇聚和整合北京地区固体废物处理处置企业、科研院所、高校等科技资源、产业资源,共同建设的开放、共享、高效的科技创新研发基地。北京建筑材料科学研究总院将承担起北京地区固体废物处理处置领域科技资源的优化组合,通过研发基地的建设,充分发挥政府引导与市场化运作相结合的优势,以项目为纽带,开展环保固体废物处理处置领域重大、关键技术的研究,解决北京市环保固废领域污染的突出问题。为环保行业发展和政府决策提供技术支撑,并作为政府公共服务职能的延伸,成为政府科技工作的有力支撑和重要力量。
6、广西首家新型干法水泥工程技术研究中心落户鱼峰集团
作为广西水泥行业的老字号国有企业,鱼峰集团也是广西首家使用余热发电的企业。该企业拥有一支技术水平较高的工程技术人员队伍,能够独立承担工程试验任务,在水泥行业技术领域内具有雄厚的科研实力,再加上企业领导具有强烈的市场意识、创新意识及对技术创新的重视,这些优势都成为了水泥工程技术研究中心落户鱼峰集团的“亮点”。中心获准建立,既是广西自治区对鱼峰集团承担区内重大科研攻关项目能力的信任和肯定,也是对企业增强创新能力的促进和推动。中心建立后,在2009年完成了集团的工业废渣资源化的研究开发利用,计划在2015年完成对电石渣、废轮胎、城市垃圾、城市污泥等废弃物的开发利用,将把鱼峰水泥建成广西区建材行业循环经济的典范,填补广西建材产业循环发展研究领域的空白,也将为广西水泥行业企业创新发展工作起到示范带动作用。
7、北京金隅集团新北水处置污泥生产线竣工投产
国内首条拥有自主创新技术,依托水泥窑干化及资源化利用污水厂污泥——新北水水泥公司处置污水厂污泥生产线09年竣工投产。新北水水泥公司处置污水厂污泥工程是北京金隅集团打造循环经济示范基地的重点项目。该生产线为我国第一条污泥干化及最终处置与水泥新型干法工艺相结合的示范项目,日处置污泥700吨,年处置能力达22万吨,占北京市生活污泥产生总量的1/4。生产线按照“国内一流、国际先进”的标准进行设计和建设,其成功运营不仅可以实现城市生活污泥连续、稳定、安全地处置,而且有助于水泥生产过程的节能降耗,更为城市无害化、减量化处置生活污泥发挥借鉴和示范作用。
8、世界单线生产能力最大水泥熟料生产线在河南荥阳投产
由天瑞集团投资的日产1.2万吨新型干法水泥熟料生产线在河南荥阳投产。该生产线技术先进,采用了国际领先的新型干法水泥预分解生产新工艺、新技术,几乎可以实现“零污染”,从矿石进厂到水泥成品出厂全封闭运行,项目同时配套建设18兆瓦发电机组利用余热发电。项目正式投产后,每年可生产高标号水泥450万吨,年余热发电量1.15亿千瓦时,每天可消耗粉煤灰、硫酸渣等各种工业废渣7400吨,每年可减少粉尘排放1.6万多吨、二氧化硫30多吨。
9、亚洲产能最大的白水泥生产线投产
亚洲单线规模最大的新型干法白水泥生产线项目——阿尔博波特兰(安庆)有限公司年产40万吨白水泥熟料生产线于2009年11月28日在安徽省安庆投产,该项目的建成投产标志着中国白水泥制造技术达到世界先进水平。该项目为安徽省861项目,工程总投资6亿元人民币,由天津水泥工业设计研究院有限公司总承包,工程以建设资源节约型、环境友好型企业为目标,创新运用新工艺、新材料、新技术,为国内乃至亚洲首创。该生产线年产40万吨熟料,生产优质白水泥60万吨,白度90度(享特值)以上,能耗较中国其它现有白水泥工厂低30%,是亚洲单线规模最大的新型干法白水泥生产线项目,也是目前亚洲装备最好、技术最新、工艺最优、能耗最低、产能最大的白水泥生产基地,将为我国及远东市场客户提供世界级标准的白水泥产品。
10、《HKM4800大型生料立式磨粉磨技术的研究与装备开发》通过行业鉴定
由合肥水泥研究设计院中亚建材装备有限责任公司研制的HRM4800型立式磨,可满足5000t/d级水泥熟料生产线配套要求,替代进口设备。
合肥院长期以来致力于水泥粉磨技术的研究和装备的开发工作。自2003年成功开发出HRM3400型立式磨用于2500t/d新型干法水泥熟料生产线后,又开发出HRM4800型原料立式磨,并于2008年成功应用于南方水泥浙江虎山集团5000t/d水泥熟料生产线上,经过不断的完善和改进,合肥院的HRM4800型原料立式磨解决了有些立式磨对原料易磨性不适应,遇到难磨物料产量就下降的难题。
HRM4800型原料立式磨在浙江虎山集团有限公司5000t/d水泥熟料生产线上长期运行表明:在原料的粉磨Bond功指数为15.21kWh/t,产品细度(R0.08mm)在13.7%时,产量平均达450t/h以上,立磨系统单位产品电耗13.53Wh/t,设备整体结构合理,技术先进,控制简单,易于操作,运行稳定可靠,维修方便,主要技术经济指标达到国际先进水平。
11、TRM5341生料立式辊磨的研制与应用通过行业鉴定
由天津水泥工业设计研究院有限公司完成的TRM5341生料立式磨,经辽宁富山水泥有限公司5000t/d水泥熟料生产线一年多来使用表明:在粉磨中等易磨性原料时,台时产量440t以上,折算细度R=12%、系统电耗15.5kWh/t,辊套和衬板的吨生料磨耗约4.5g。该装备实现了5000t/d级水泥熟料生产线生料立式磨国产化,主要技术经济指标达到国际先进水平。
该装备技术已被117家水泥企业采用,替代进口并已出口到国外,对推动我国粉磨装备技术的发展和水泥工业的节能减排、结构调整起到了重要作用,经济社会效益显著。
12、德国著名立式磨机企业——莱歇公司进入我国水泥立磨市场
莱歇碾磨机械制造(上海)有限公司于2009年9月23日在上海开业,标志着具有百年历史的德国莱歇产品在中国建成生产基地,为我国水泥装备行业注入新的活力。德国莱歇公司1906年成立于柏林,是一家由业主管理以出口为主的专门从事立式磨机研发、设计、制造及相关技术服务的家庭企业。莱歇碾磨自公司开创起就在全球享有很高的声誉,其独创的立式磨工艺技术早在1928年就获得专利,这项技术成为莱歇公司先进工程技术的象征。
目前,莱歇碾磨机械(上海)制造有限公司拥有厂房达5000平方米,各类加工设备10余套,主要经营设计、生产碾磨机械设备及其零部件,并提供相关的技术咨询和技术服务。
13、首台为日产4000吨水泥熟料生产线配套的第四代冷却机成功应用
江西圣塔集团日产4000吨水泥熟料生产线采用了由天津水泥工业设计研究院有限公司自主研发设计和制造的全国首台第四代冷却机,经过1年多的实际运转,这条生产线连续稳定生产,实现了预期目标,这标志着天津水泥工业设计研究院有限公司在新型干法水泥关键、重大技术装备的开发与应用方面上了一个新台阶。其后,河北省燕赵水泥有限公司日产4000吨水泥熟料生产线也采用了该冷却机,并获得成功,成为国内水泥界关注的焦点。
据报道,第四代篦冷机已在成都建材工业设计研究院、江苏瑞泰公司等单位研制成功。其中,江苏瑞泰公司制定了第四代水泥熟料冷却机企业标准,规定了相关技术指标:吨水泥熟料配风电耗≤6.5kWh,每千克熟料冷却配风量≤1.9Nm3等技术性能指标。
14、新型干法水泥熟料生产线窑尾高温风机专用变频调速系统得到广泛应用
广州智光电气经过4年多来在水泥行业高压变频器应用与推广,推出了“水泥生产线窑尾高温风机专用变频调速系统”,采用自主研发的“瞬态尖峰负荷差分控制技术”,从设备的硬件设计、软件控制设计等多方面对高温风机的不定期的尖峰负荷运行进行全方位针对性的研发,使水泥生产线达到节能增效,降低电机、风机设备故障率,为水泥企业安全、经济生产提供了保证。
15、波特兰科氏力秤解决高水分煤粉计量难题
合肥水泥研究设计院完成的高水分煤粉计量秤(科氏力秤)在内蒙古乌兰水泥集团、辽宁富山水泥有限公司、山东沂州水泥有限公司3条5000t/d新型干法水泥熟料生产线上成功投入运行。投产1年多来各项技术指标均达到用户要求,使用效果理想,生产线全部顺利达标,波特兰科氏力秤得到用户好评。
内蒙古乌兰水泥集团、辽宁富山水泥有限公司投入运行的5000t/d新型干法水泥熟料生产线煤粉水分偏高,通常维持在4%以上,有时高于8%,其原因是原煤挥发分过高,曾发生煤粉在仓内自燃和煤磨袋收尘器烧袋事故。为了防止煤粉自燃、爆炸,保证收尘器运行安全和平衡煤磨产能,煤磨工段很难将水分控制在<1%的设计范围内。为满足用户工艺要求,适应高水分煤粉特性,合肥水泥研究设计院波特兰公司采取多项措施,通过给料与计量设备的结构优化和助流技术的应用,成功实现科氏力秤煤粉计量系统用于5000t/d新型干法水泥熟料生产线高水分煤粉准确计量与控制的目标。波特兰在该方面取得的突破,有力提升了科氏力秤煤粉计量系统技术水平,比进口设备具有更强的性价比和方便的售后服务。
16、NC型辊式筛分喂料机的开发应用
现代水泥工业原料粉磨广泛采用立磨系统,对入磨碎石粒径要求从原来管磨系统的25mm放宽到了100mm左右,此时原有破碎系统的入料中就含有更多粒径已经符合要求的物料。与传统的不带预筛分喂料装置的石灰石破碎系统相比,采用预筛分喂料技术可对矿山开采的矿石进行预处理,满足工艺产品粒度要求的细小物料在进入破碎机之前就筛分出来,不进入破碎机破碎,这样既减少系统电耗,又提高系统产量,同时还延长破碎机易损件的寿命,对提高石灰石破碎系统的产能、节能降耗和经济效益具有重要意义。
由南京水泥工业设计研究院研发的NC型辊式筛分喂料技术与装备,输送能力达1000~1200t/h,最大进料粒度可达1500×1250×1000mm,可以输送石灰石、砂岩、页岩、泥岩及其混合料等;在破碎机负荷不变的情况下,系统产量提高20%~30%。;破碎机锤头寿命延长30%~40%;系统电耗降低显著。该产品已实现了系列化、国产化,属国内首创。该系统已在台泥(英德)二期2×6000t/d新型干法水泥生产线的石灰石破碎系统成功应用两年以上,经过对台泥(英德)一、二期两套系统的使用情况的测试,以及对投产以来一年多的生产成功应用。
17、无铬耐火材料在新型干法水泥企业投入使用
随着我国对环境保护工作的重视和“绿色制造”在众多领域的应用,耐火材料在使用后带来的环境污染逐步提到议事日程。以水泥行业为例,目前每年需用镁铬砖30万吨,镁铬砖在使用中会生成剧毒和致癌的六价铬,年产生六价铬的残砖约12万吨,造成年排放六价铬约360吨。使用后的残砖可以污染相当自身重量5万~25万倍的地下水,严重地破坏了环境并威胁着人们的身体健康。近lO年来,国内外耐火材料界在寻找镁铬砖的替代材料方面作了大量工作,但效果均不十分理想。在国家"863"计划的支持下,北京瑞泰公司科技人员成功研制出具有良好抗热震性和挂窑皮性能的新型镁质复相材料。在此基础上,在“十一五”期间又一次针对水泥行业用不定形耐火材料低寿命的突出问题进行科技攻关,同时再一次得到国家“863”计划的立项支持。通过科技攻关,水泥行业新型干法水泥窑炉用无铬耐火材料的研制取得了可喜成果,获得4项国家发明专利,并已在山东宝山水泥、华润水泥、河南天广水泥、河南大地水泥和焦作千业水泥等成功使用,获得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。
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