今年6月19日，重慶碳排放權交易開市，國家確定的7個碳排放權交易試點市場全部上線。

  截至今年9月，7個碳交易試點已累計成交數量1260萬噸，累計成交金額近5億元。國家發改委氣候司副司長孫翠華透露，未來政府將進一步強化碳排放的約制，目前發改委正抓緊制定出臺專門的碳排放權交易管理辦法和配套辦法，預計2016年試運行。

  水泥行業是我國國民經濟建設的重要基礎材料產業，也是主要的能源資源消耗和污染物排放行業之一，同時受到資源不足、環境污染的嚴重制約。在此前提下，實施結構調整、完成產業升級，以低碳發展為導向走新型工業化道路，成為水泥行業可持續發展的必由之路。

  工欲善其事，必先利其器。在認識到水泥工業低碳發展已是大勢所趨的前提下，如何通過技術手段抓住這一契機加強轉型升級，實現水泥工業綠色發展？且看中國建筑材料科學研究總院高級工程師房晶瑞介紹的致勝“大招”。

  富氧燃燒升級版——全氧燃燒

  與國際先進水平相比，國內水泥企業的主要問題主要表現在高燃料(煤)消耗和高電耗；當前大部分企業利用余熱發電技術后降低了一部分電力成本，而煤耗大的問題還困擾著企業。因此，有效降低單位熟料(水泥)煤耗，是水泥企業亟待解決的問題。

  房晶瑞表示，經過多年的摸索實踐和水泥專家的廣泛論證，水泥熟料生產線富氧燃燒節能技改方案是一個有效的方法，能夠很好地幫助水泥企業降低煤耗問題。該項目以富氧燃燒技術為主要手段，在回轉窯中使用28%~35%的富氧空氣，提高燃料的燃燒效率；或使用劣質煤(或工業廢棄物)替代優質煤，從而大大降低熟料生產的燃料成本。當用替代燃料時，燃料的節約效果更為明顯，且可提高便利性，減少煙氣中的粉塵，提高爐窯穩定性。

水泥窯全氧燃燒流程示意圖

  如今，在富氧燃燒基礎上，業內又開始了水泥窯全氧燃燒技術的探索。水泥窯全氧燃燒即把燃料與85% ~ 100%的氧氣以及富含CO₂的循環廢氣按預定燃料比混合，將其代替空氣鼓入分解爐和回轉窯爐中助燃燃料的技術。

  相關資料表明，由于全氧燃燒時煙氣量大大減少，對確定尺寸的窯，窯內氣體流速與煙氣量呈正比。因此，煙氣量減少多少，則流速降低多少。流速降低則可降低窯內揚塵，相當于提高了窯的產量，降低最后一級旋風筒的負荷。此外，全氧燃燒幾乎沒有氮氣參與，因而幾乎不會產生NOx等污染物。加之粉塵排放降低，比及富氧燃燒在環保上更勝一籌。

  據房晶瑞介紹，該項技術無指定制氧方法，暫未發現安全隱患，目前在水泥行業中尚處于理論模擬階段，但在玻璃行業已有運用實踐。相信在不久的將來，全氧燃燒技術也將助益水泥行業節能降耗。

  創新概念型生產工藝——水泥預燒成技術

  業內周知，水泥回轉窯中存在堆積態傳熱，窯尾部分生料傳熱及反應熱量需求與熱量供給間存在矛盾，限制了熟料燒成熱耗的降低和單機窯產量的提高；而通過提高入窯生料活性，縮短物料在窯內的緩慢升溫，可以加快后續固液相反應。

  基于熟料燒成過程中多階段形成的客觀事實，房晶瑞介紹了具有創新性的概念型生產工藝——水泥預燒成技術。這一生產工藝旨在進一步增強換熱效率，提高物料反應活性，減少回轉窯熱損失和熱負荷，建立新一代高能效水泥窯爐工藝模型。

  在預燒成技術實施過程中，強調增強分解爐煅燒功能，可使物料全部分解反應及部分固相反應在分解爐中進行；物料入窯后直接進行后續的固相反應和液相反應，則提高反應速率，增強有效傳熱，從而大幅度提高回轉窯產量，降低生產熱耗。可達到噸熟料CO₂削減量約為2.0-3.7 %，5000t/d生產線年減排CO₂約2.7-4.5萬噸的減排效果。經濟效益方面，預燒成技術可使生產線綜合能耗降低5-10%，噸熟料運行成本降低5.9-10.8元。設備投資約為3000-9000萬元，回收期為1.5-9年。

  據了解，目前魯南中聯水泥有限公司2000t/d預分解窯爐正在進行技術改造，以驗證水泥預燒成技術理論成果及配套研發的多功能耐高溫材料。實踐成果如何，不妨一起期待！

  “高大上”管理方式——水泥生產能源管控技術

  隨著水泥工業量化融合的持續推進，水泥行業信息化建設已經取得了長足進步，而作為其中的一部分，能源管控系統的應用將通過基于“大數據”下的精細化管理手段，為水泥企業實現節能減排的目標。

  水泥生產能源管控一體化技術是以能源為核心，通過數據采集、管理、分析和應用對水泥生產實時監控、生產管理、設備管理、能源管理、質量管理等進行信息化管理，對分解爐、回轉窯、篦冷機、粉磨系統等重要工段進行智能控制。

  這一技術包含數據采集、數據管理和分析、生產報表和指標、實時高效數據庫技術、非線性模型預測控制技術、基于神經網絡的復雜過程建模技術等。通過安裝數據儀表對各種能源進行實時監測，以多種通訊方式傳輸到能源數據服務器。同時對海量的能源數據進行整理和統計，實時管理能耗并發現能耗異常情況，對能耗的各種影響因素進行分析，自動尋找能效薄弱環節。

  此外，還可在掌控企業所關注的關鍵能耗指標的基礎上，提升能源管理水平。并以國外主流實時數據庫系統為基礎，結合國內用戶的具體情況自主研發VEGOO實時數據庫系統，和具有振動、溫度信號的自動測量與采集技術，數據錄入技術，點檢定位管理技術，通過預測模型來預估過程未來的偏差值，以滾動優化確定當前的最優輸入策略。

  如此一來，不僅可以解決水泥生產過程中的大數據、多變量、非線性、大遲滯、多耦合等過程建模問題，建立精確的數學模型，還能基于逆向差分的不可測干擾抑制技術，預先調節操縱變量，實現超前調節。

  低碳節能減排是水泥行業永無止境的追求，更是許多水泥人畢生致力的事業。11月8-9日 “2014第二屆中國水泥節能環保技術交流大會”將在鄭州開幕，屆時主辦方中國水泥網將邀請行業領導，知名專家，水泥企業總工，節能技術負責人，科研院所研究員，廣大水泥行業服務商，行業各界人士共聚一堂，共同探討水泥工業的節能環保政策，交流最新裝備和技術措施。業內專家學者也將在會上解讀水泥工業環保控排政策，分享水泥工業NOx減排良策。敬請關注！

  詳情請點擊會議專題：2014第二屆中國水泥節能環保技術交流大會