北京建筑材料科學研究總院有限公司（以下簡稱“北京建材總院”或“總院”）成立于1959年，隸屬于北京金隅集團有限公司，作為金隅集團“1＋N＋X”科技創新綜合體中的“1”，下設水泥綠色發展研究院、綠色建筑技術研究院、低碳混凝土研究院、智能制造研究院、新材料研究院5個專業研究院，著力打造了水泥及環保產業科技創新鏈、混凝土及新材料產業科技創新鏈、綠色建材及綠色建筑協同科技創新鏈。本刊將分板塊介紹北京建材總院圍繞綠色低碳轉型、固廢資源化利用、節能建材方面的突出成果，以分享科技創新經驗，共謀行業綠色低碳安全高質量發展。

水泥及環保產業科技創新鏈

作為金隅集團“1＋N＋X”科技創新綜合體中的“1”，北京建材總院始終將綠色低碳安全高質量發展作為主線，將傳統認知上“兩高”的水泥工業與環保產業一體化發展。不斷加大科技創新投入，深度發掘產業優勢，形成了以水泥綠色發展研究院、智能制造研究院、河北省建筑材料工業設計研究院為核心的研發創新機構，圍繞水泥工藝節能改造、原燃料替代、氮氧化物超低排放、水泥窯協同處置廢棄物、智慧礦山、“雙碳”行動五大核心業務，打造“研發＋設計＋工程服務”的縱向一體化科技創新鏈。在為金隅集團水泥企業做好技術服務和工程服務的基礎上，深入水泥行業，助推綠色發展，并在工藝優化、裝備研發、工程設計與工程服務等方面達到國內領先水平。

用科技創新打造“零碳排放”工廠

2022年11月7日，工業和信息化部、國家發展和改革委員會、生態環境部、住房和城鄉建設部等四部門聯合發布《建材行業碳達峰實施方案》。實施方案指出，“十四五”期間，建材產業結構調整取得明顯進展，行業節能低碳技術持續推廣，水泥熟料單位產品綜合能耗水平降低3%以上，并明確要加快突破窯爐碳捕集、利用與封存技術，加強產業鏈協同合作。

長久以來，金隅集團始終秉承著綠色低碳安全高質量發展的理念，圍繞水泥工業的轉型升級形成了科學有效的綠色發展模式，也在不遺余力地投入資金與技術力量，探索水泥行業節能減排的有效路徑。作為該系統中的“中心智囊團”，北京建材總院圍繞節能減排開展了一系列行業創新研發工作，將“水泥”同“環保”緊密相連，形成一條整體的、縱向的創新產業鏈。

在水泥窯協同處置飛灰過程中，對于水洗廢液的處理，需要投加碳酸鈉和鹽酸分別去除水洗液硬度和降低水洗液pH值，以滿足后續機械式蒸汽再壓縮（MVR）蒸發脫鹽進水要求，化學藥劑消耗量大，成本降控需求迫切。基于以上現狀，北京建材總院開發了“水泥窯爐煙氣CO₂捕集及在協同處置飛灰中利用技術”，將水泥窯協同處置與碳捕集技術充分結合，進一步延伸了CCUS技術產業賽道。通過利用變壓吸附將水泥窯爐煙氣CO₂體積分數由8%左右提純至40%～60%，濃縮后的CO₂用于協同處置飛灰水洗廢液的水質調節，在較優的氣液反應條件下，實現了部分替代碳酸鈉去除水洗液硬度、全部替代鹽酸降低水洗液pH值，同時水洗廢液中重金屬含量也顯著降低。該項目集成創新開發了首臺套水泥窯煙氣碳捕集與其應用于協同處置飛灰成套技術裝備，實現了水泥窯煙氣CO₂工業化捕集與應用，對我國水泥行業碳減排具有示范作用，對促進我國碳減排技術進步具有重要意義。目前，該項目成果已在北京金隅琉水環保科技有限公司2000t/d水泥熟料生產線及協同處置飛灰水洗生產線一期（3萬噸/年）和二期（4萬噸/年）應用。經第三方評估核查，年捕集利用CO₂1500噸，年替代鹽酸和碳酸鈉約2100噸，噸飛灰處置成本下降50元。項目成果于2021年獲中國建筑材料聯合會·中國硅酸鹽學會建筑材料科學技術獎二等獎（技術進步類）。

近年來，CCUS成了應對全球氣候變化的關鍵技術之一，受到世界各國的高度重視，特別是在工業領域，成為眾多行業、企業節能減碳工作的主要嘗試。但其技術復雜，成本較高，產業難度大，需要相當大的技術、資金支持才能得以發展。

北京建材總院圍繞碳捕集、利用與封存技術（CCUS）展開研發與產業化探索。北京建材總院、大連理工大學、大連市化工設計院、北京金隅北水環?？萍加邢薰就ㄟ^產學研用合作，聯合開展了“10萬噸/年水泥窯煙氣二氧化碳捕集儲存利用”項目。該項目針對水泥窯煙氣成分復雜、CO₂濃度低，對水泥窯煙氣進行CO₂捕集除雜難、能耗高、成本高、投資大等問題進行深入研究分析，通過研究優選脫硫保碳預處理除雜技術、低再生能耗化學吸收劑應用，研究碳捕集吸收解吸工段、雙解吸塔、MVR閃蒸等節能工藝，研究貧富液高效換熱裝備等，形成了適用于水泥窯復雜煙氣低濃度CO₂捕集的低能耗、低成本、高純度碳捕集集成技術。該技術正在北水公司落地實施。

以技術進步守護綠水青山

金隅冀東水泥是北方地區最大的水泥制造商，“政府好幫手，城市凈化器”的企業使命也成了金隅冀東水泥的“金字招牌”。作為技術支撐的北京建材總院，也在背后對這份光榮與使命源源不斷地輸出著科技和創新的能量。

水泥窯協同處置技術一直以來是金隅集團的特色項目，技術水平長期在行業內處于領跑地位。2010年，北京建材總院被科技部批準建設“固廢資源化利用與節能建材國家重點實驗室”。作為國內唯一一家以固廢資源化利用為研究方向的國家重點實驗室，它先后承擔了多項國家及省部級重大項目和工程，已形成生活垃圾焚燒飛灰、工業危廢、生活垃圾、污泥、建筑垃圾、污染土處置六大類成套關鍵技術和大宗工業固廢制備綠色建材系列技術，成果推廣和輻射到全國23個省市，為我國固廢資源化與節能建材領域的重大科技進步起到源頭支撐作用。

除了要解決固體廢棄物，氣體廢棄物的排放也是多年困擾水泥工業發展的癥結所在。要守護“綠水青山”，超低排放技術的研發攻關必不可缺。

近年來，北京建材總院開展了多項圍繞水泥窯SCR脫硝技術方面的研究攻關——“水泥窯NO_x超低排放SCR技術產業化應用及SCR催化劑在線評價與優化研究”項目中，研究團隊圍繞水泥行業NO_x超低排放的環保需求，開展水泥窯NO_x超低排放技術研究，研究水泥窯特定煙氣對SCR脫硝效率的影響，開展催化劑效率衰減規律研究，預測催化劑使用壽命，開發新型清灰工藝，并優化與分級燃燒和精準SNCR脫硝技術的匹配等，建設落地多項水泥窯SCR脫硝示范工程。近期，“水泥窯SCR清灰控制”和“脫硝控制系統”連獲兩項由國家版權局頒發的計算機軟件著作權登記證書，相關研發團隊在國內外的先進脫硝技術的基礎上，開發了自有的SCR清灰控制系統，清灰邏輯具有高效、節能、故障少等特點，可以最大程度避免催化劑的堵塞，同時開發了SNCR＋SCR耦合脫硝控制系統，增強兩項脫硝技術的適配性，實現了最大程度減少氨水用量、避免氨逃逸超標。

承建靈壽冀東水泥SCR超低排放項目

今年5月，由北京建材總院承建的靈壽冀東水泥SCR超低排放項目，采用高溫高塵SCR脫硝工藝，達到在生料磨開磨或停車狀態下窯尾煙氣NO_x穩定控制≤35mg/Nm3，氨逃逸≤5mg/Nm3。各項先進的環保指標，為企業綠色轉型發展提供了堅實保障，并順利通過72小時試運行考核。截至5月11日，系統已連續穩定運行168小時以上，各項性能指標均達到了國內水泥窯超低排放的先進水平。

不僅如此，總院還對集團水泥企業已運行SCR項目情況進行診斷測試。通過分析測試數據，對比脫硝效率、氨水耗量、SCR系統阻力、氨逃逸等關鍵運行參數，評估各廠線SCR系統運行情況，并與企業負責人進行溝通交流，提出問題所在，并給出解決方案，為金隅集團水泥企業下一步SCR項目建設及優化提供技術支持，助力水泥企業綠色可持續發展。

承建河北金隅鼎鑫三分公司2#窯SCR脫硝系統

多措共舉 打造“宜業尚品”

6月6日，在北京三里河路11號“建材大院”里，在眾多的建材行業企業家、專家學者的共同注視下，金隅集團與其他59家行業重點企業共同參與、發起了“建材行業綠色低碳發展一致行動”。這也表明，綠色、低碳成為行業發展主線。北京建材總院作為金隅集團的重要科研單位，不僅承載著集團內部的轉型升級綠色低碳發展任務，更是要擔起實現建材行業“宜業尚品、造福人類”發展目標之重任。

未來，北京建材總院水泥及環保產業縱向一體化科技創新鏈將以工藝節能、超低排放、水泥窯協同處置、綠色礦山、“雙碳”技術五大核心業務為重點，為集團水泥企業做好技術和工程服務工作，充分發揮水泥窯協同處置技術優勢，加大對集團產業的支撐力度，持續深入攻克“雙碳”技術，形成具有金隅特色的可復制推廣的成套轉化技術，針對水泥廠智能化升級集成中的痛點開發關鍵軟件，著力補齊工藝節能薄弱環節短板，用更多的創新、更先進的科技服務行業綠色低碳安全高質量發展。