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水泥行业“抢戏”低碳环保 协同处理垃圾成趋势

更新时间:2014-11-14      点击次数:1384

我国是水泥生产与消费大国,占世界水泥产量的一半以上,近年来,随着水泥行业产能过剩、排放过高等产生的环保问题也逐渐显现。去年,我国发布*zui严的水泥行业污染物排放标准,此外国内多个碳排放权有偿与交易试点的启动,也将水泥纳入控排行业。而从2008年国务院发布抑制水泥行业产能过剩的38号文开始,已经不再新批水泥项目,企业只能通过兼并、重组等形式调整产能。
一边是市场商机不时显现,一边是更为严格减排与环保约束。记者近日走访相关企业发现,不少生产企业通过低碳、减排改造,并发展循环经济提高附加值,探索水泥行业缓解产能过剩,开拓市场蓝海的新路。广东省建材行业协会会长吴一岳表示,产业链延伸已经成为水泥行业趋势,并需要创新发展。越来越多水泥企业开始重视环保的背后,是该行业发展曾带来的环境问题,已引起了*、行业的重视。
烟气缭绕、尘土飞扬,这些人们印象中水泥厂的景象不见踪迹。取而代之的是广阔的绿地与青翠的树林,如果不是掩映树林后的几座高大塔吊和生产设备,难以令人察觉这是工业企业。近日,在中国台湾花莲县的台泥和平水泥厂。在厂区背后不远,便是水泥原料的来源地矿山。与传统的矿山露天开挖,矿石从裸露的山体倾斜而下,扬起漫天尘土不同,这里的矿山看不见开采的痕迹,记者乘车盘山而上,山体郁郁葱葱保存完好,直到半山腰上的隧道口,才发现内有乾坤。
从隧道进入就可以巡视矿井内情况,只需要6到7位员工就可以完成矿区的日常运作。台泥和平水泥厂厂长黄有进介绍,原来,该矿山采用“山顶平台式阶段开采以及竖井运输法”,从1000多米高的山顶进行平面式开采,初采后的矿石投入竖井——即在山内下挖的垂直通道,利用重力分三阶段运输到山下,每个阶段均设有一个平台与破碎机,将矿石进一步破碎。原料石灰石开采运输至山下之后,再运用封闭式皮带廊运送至水泥生产线。“整个流程全自动化、全密闭。”
该矿区目前有三套竖井,年产能达1500万吨,也是世界上zui大的竖井开采运输系统。此外,每开采完一个平面,都会进行种植复绿,目前已经复原了10公顷,占总面积的30%。不仅中国台湾,在中国大陆,越来越多水泥企业开始重视环保的背后,是该行业发展曾带来的环境问题,已引起了*、行业的重视。
环保部去年公布的数据,水泥工业颗粒物排放占全国颗粒物排放量的15%—20%,行业二氧化硫排放占全国的3%—4%,氮氧化物排放占全国的10%—12%,属污染控制的重点行业,水泥工业的矿山资源消耗与生态破坏也是突出问题。对此,国家要求“十二五”期间淘汰水泥落后产能3.7亿吨;在三大城市群等重点地区,对水泥项目实施zui为严格的特别排放限值。
在中国大陆,环保的竖井开采方式开始试水。广东英德一个水泥基地,就采用了“半竖井”的概念,“英德那边是一两百米高的几个小山头,较为分散且高度较低,不如和平厂的矿山质密,用*竖井的方法并不适合。”对此,该项目采用了二重山开采的方法,“我们刚好找到了围着的一圈山,中间有一个天然的洞,就将其当成天然的竖井。开采时粉尘都隔在里面,也保留了*重山的景观。”该生产基地负责人介绍。
碳捕捉仅是该水泥企业循环经济的一部分。当地还采用“港厂电”融合的“三合一”发展模式,即水泥厂、和平电厂和和平港三位一体开发,实现能源互补与资源互用。除了污染物排放收紧,在我国多地的碳交易试点中,水泥业也是重点碳控排行业。如何降低碳排放甚至变碳为“宝”,成为关乎水泥企业生产成本的重要话题。
今年7月,素有科技产业奥斯卡之称的“百大科技研发奖”揭晓。起源于水泥行业的钙回路捕获二氧化碳技术获殊荣。而台泥和平厂正是该项技术zui大的试验厂。运营1年多来,总捕获量达每小时1吨,捕获效率可达90%以上。
在该厂内的研发实验室看到,从水泥厂里捕捉到的二氧化碳通过细管输送到实验室里大小不一的瓶子和玻璃罐里,在光照等作用下,瓶罐里养殖出不同呈深浅绿色的藻类。这些藻类经过一个个大箱子状的萃取装置并加工后,得到的生物质燃料如藻油、沼气,以及更高价值的虾红素、DHA等健康食品、化妆品原料,完成整个微藻固碳的过程。当中,如何从水泥捕获二氧化碳是关键。据了解,其奥妙在于钙回路捕获二氧化碳技术,并在水泥生产线中增加了纯氧煅烧旋转窑煅烧炉等技术和设备。基本原理是利用氧化钙(俗称石灰)与二氧化碳结合后,所产生的碳酸钙(CaCO3)再经过控制条件下的高温处理,只将二氧化碳释放出来,而剩余的物质又还原为氧化钙,于是可以在吸放之间重复循环,并达到捕获二氧化碳的目的。废气中二氧化碳捕获并浓缩成95%的高浓度。此外,当二氧化碳从碳酸钙中释放出来后,废弃的生石灰(CaO)亦能*成为水泥原料或排烟脱硫吸收剂,实现废弃物*。碳捕捉仅是该水泥企业循环经济的一部分。当地还采用“港厂电”融合的“三合一”发展模式,即水泥厂、和平电厂和和平港三位一体开发,实现能源互补与资源互用。
“三合一”均濒临太平洋而建,海水可以用于电厂高温设备的冷凝,水泥厂每年将电厂产生的数十万吨煤灰全部作为水泥制造的原料,除节省水泥生产成本外,也节省电厂灰塘设置及处理成本。另外,电厂排烟脱硫设备所产生的脱硫石膏也作为水泥缓凝剂用;同时水泥厂产生的石灰石粉供应电厂脱硫作业所需。无论是碳捕捉养殖藻类、还是余热发电、协同处理垃圾等,循环经济更越来越多地在水泥这个传统的污染行业转型升级中“抢戏”。如果说二氧化碳捕捉利用尚处萌芽阶段,并更多着眼于生产的中后端环节,那么在前端的高温煅烧阶段,水泥生产协同处理垃圾已经在我国多地陆续布局发展。
中国水泥协会专家表示,利用全国水泥产能当中仅6亿吨的产能,即可处置全国一半的垃圾;如每年用水泥行业总产能的25%,就可以处理全国年产生60%的垃圾1亿吨。垃圾焚烧发电要求垃圾在850℃的炉温停留三秒,而使二噁英达标,但水泥窑温度非常高,垃圾在超过1000℃以上的环境中停留超过8秒,废渣和飞灰都可以和水泥形成的熟料结合,垃圾中的重金属也刚好为水泥所用而不会残留土地。
今年初,华新水泥在广东恩平年产水泥200万吨,并配套纯低温余热发电系统,以及协同处理城市生活垃圾、市政污泥的水泥熟料环保生产线。珠海华新水泥环保预处理工厂拟于年内投产,该项目一期工程每天可处理1000吨的生活垃圾。而台泥在韶关以及国内多个地方,也陆续布局这类水泥窖协同处理生活垃圾项目。
在挪威等不少欧美国家,水泥产业都是以服务于协同处理垃圾、发电的形式存在,有数据显示,目前发达国家已有约2/3的水泥厂使用替代燃料。以后生产水泥只是产业链的副业,可能主要在捕捉二氧化碳,用于生产健康食品,或者是生产化妆品的原料。这是未来的一个发展趋势。碳捕捉养殖一棵藻含有的虾红素,就相当于养1万只虾。目前生产水泥的碳捕捉成本从原来100-120美元/吨的水平降到60美元以下,未来要做成合乎经济效益的碳捕捉,而且大量地应用,将继续研发改进,将成本降至20美元/吨。 

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