李 江

(太原市辰宇市政工程有限公司)

發(fā)展生態(tài)水泥，促進(jìn)資源利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

李 江

(太原市辰宇市政工程有限公司)

水泥作為重要的建筑材料，要在環(huán)境保護(hù)和資源利用的基礎(chǔ)上發(fā)展生態(tài)水泥，就要做到減少環(huán)境污染的同時(shí)，最大限度的降低物質(zhì)和能源的消耗。為此，本文從生態(tài)水泥發(fā)展的可行性、發(fā)展現(xiàn)狀和具體環(huán)保模式進(jìn)行分析，以便在生態(tài)水泥發(fā)展過程中更好的保護(hù)環(huán)境，從而促進(jìn)資源重復(fù)利用，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展目的。

生態(tài)水泥 可行性 現(xiàn)狀 生態(tài)循環(huán)模式 預(yù)防和控制

前言

生態(tài)、環(huán)保和健康的建材越來越受到人們的追捧，水泥作為重要的建材之一，其安全、環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展也受到國(guó)家及生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。我國(guó)政府在第十個(gè)五年計(jì)劃中就提出了重點(diǎn)開發(fā)“生態(tài)水泥”等生態(tài)建材產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及裝備，改造提升現(xiàn)有生產(chǎn)能力的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。所謂生態(tài)水泥就是借助先進(jìn)的技術(shù)，利用各種工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾等作為資源循環(huán)利用到水泥生產(chǎn)過程中，從而制造出有利于環(huán)境保護(hù)和資源再利用的節(jié)約型水泥。在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的政策要求下，水泥工業(yè)發(fā)展生態(tài)水泥成為時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)和必然，如何將城市生活垃圾和工業(yè)廢棄物成功運(yùn)用到生態(tài)水泥的生產(chǎn)過程中來，有效降低城市廢棄物處理負(fù)荷，達(dá)到資源與環(huán)境共同發(fā)展的目的，是新時(shí)代水泥生產(chǎn)企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)，也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)[1]。

1. 發(fā)展生態(tài)水泥的理論依據(jù)和可行性分析

總所周知，隨著我國(guó)人口不斷增加，城市化進(jìn)程不斷加劇，城市化垃圾的數(shù)量及增長(zhǎng)速度不斷攀升，傳統(tǒng)的焚燒和填埋方式不僅給環(huán)境造成了巨大的破壞，而且嚴(yán)重威脅著城市居民的身體健康。研究表明，城市生活垃圾焚燒灰、污泥的化學(xué)成分與水泥生產(chǎn)所需的原材料具有一定程度的相似性，這使得生態(tài)水泥的發(fā)展具備充足的物料支持；再加上水泥窯爐具有燃燒溫度高、處理物料量大等特點(diǎn)，且水泥回轉(zhuǎn)窯在處理城市垃圾和污泥是具備溫度高、氧氣足、高溫反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，使得利用回轉(zhuǎn)窯處理廢棄物安全、可行[2]。反復(fù)的試驗(yàn)和測(cè)試表明，通過水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市垃圾和污泥是完全可行的，不僅降低了城市垃圾負(fù)荷，節(jié)約了天然資源，而且有效減少了二氧化硫、二氧化碳等廢氣的排放，有效保護(hù)了環(huán)境。

水泥生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯之所以讓生態(tài)水泥的發(fā)展成為可能，這主要是由回轉(zhuǎn)焚燒窯的特點(diǎn)決定的，具體表現(xiàn)如下：第一，回轉(zhuǎn)焚燒窯內(nèi)較長(zhǎng)的停留時(shí)間和極高的穩(wěn)定，使得危險(xiǎn)廢物全面熱解，部分低燃點(diǎn)的垃圾基本燃盡，有害有機(jī)物分解率高?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)氣體溫度在1350-1650℃，高溫區(qū)煙氣停留時(shí)間為6-10秒，并且窯內(nèi)物料呈高湍流化狀態(tài)，不但使垃圾焚盡燒透，而且有效分解了二惡英，廢料中的有害有機(jī)物成分焚燒率高達(dá)99%，即使穩(wěn)定的有機(jī)物也能被完全分解。

第二，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)無論是耐火磚還是原料、窯皮、熟料，均為堿性，因而可有效吸收和抑制二氧化硫、氯氣等廢氣的排放。同時(shí)超高的溫度還可將廢料中可能存在的重金屬元素轉(zhuǎn)變成難溶的化合狀態(tài)，最終固定在熟料中，這樣不但可以免去對(duì)焚燒灰渣的再處理，而且對(duì)重金屬起到了很好的高溫固化效果。

第三，二氧化硫、二氧化碳等廢氣在焚燒爐中燃燒時(shí)，不僅可以作為窯內(nèi)廢物衍生燃料，還可以充當(dāng)部分原料的作用，節(jié)約燃料的同時(shí)，起到了減少?gòu)U氣排放的效果。

2. 我國(guó)生態(tài)水泥發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)水泥生態(tài)化發(fā)展起步晚，粉塵排放量、成本高、耗能大、環(huán)境污染代價(jià)遠(yuǎn)高于國(guó)外先進(jìn)水平，生態(tài)化水平較低，目前尚處于技術(shù)型階段。水泥生態(tài)化發(fā)展水平可具體分為四個(gè)階段，粗放型、技術(shù)型、集約型、綠色型。其中粗放型表現(xiàn)為設(shè)備差、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、產(chǎn)量少、品質(zhì)差、環(huán)境污染嚴(yán)重；技術(shù)型表現(xiàn)為有規(guī)范的利用資源，借助新技術(shù)和新設(shè)備達(dá)到減少資源損耗的目的，環(huán)境污染較以前逐步減輕；集約型實(shí)施資源綜合利用，廣泛采用新技術(shù)，有害氣體排放減少，對(duì)環(huán)境污染較弱；綠色型就是建立在資源利用和環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)之上的最高生態(tài)發(fā)展水平，將資源利用和城市、工業(yè)垃圾有效結(jié)合，達(dá)到粉塵、廢渣和廢棄零排放的目的，并有效改善現(xiàn)有城市垃圾負(fù)荷[3]。面對(duì)我國(guó)水泥生態(tài)化發(fā)展所處階段需不斷研發(fā)新技術(shù)，統(tǒng)籌資源、環(huán)境等綜合因素，實(shí)現(xiàn)水泥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

3. 發(fā)展生態(tài)水泥的具體循環(huán)模式

生態(tài)水泥的循環(huán)模式就是依據(jù)生態(tài)規(guī)律，在水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)和環(huán)境之間建立資源循環(huán)利用的模式，達(dá)到低消耗、低排放、高效益的生態(tài)循環(huán)。

3.1 回收循環(huán)模式

回收廢舊產(chǎn)品和排放物，按照其有效成分和用途進(jìn)行水泥再加工，這種模式就是回收循環(huán)模式，也是最常見的資源循環(huán)利用模式。譬如利用水泥焚燒回轉(zhuǎn)窯廢棄低溫余熱發(fā)電，回收的電能循環(huán)利用于水泥生產(chǎn)過程中，大大提高了水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效益[4]。再如利用回轉(zhuǎn)窯排放的尾氣二氧化碳為原料，生產(chǎn)二氧化碳共聚物，經(jīng)過一定的技術(shù)用于生產(chǎn)碳酸飲料瓶和快餐飯盒等。不僅避免了傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染，而且可以讓水泥工業(yè)生產(chǎn)形成物質(zhì)循環(huán)的良性發(fā)展態(tài)勢(shì)，顯著降低了天然資源的損耗，對(duì)環(huán)境也起到了重要的保護(hù)作用。

3.2 連續(xù)循環(huán)模式

在企業(yè)之間建立連續(xù)循環(huán)模式，譬如A企業(yè)的排放物可以被B企業(yè)利用，C企業(yè)又利用B企業(yè)排放物，C企業(yè)的排放物最終又被A企業(yè)所利用，企業(yè)之間形成連續(xù)循環(huán)的資源利用模式。不僅企業(yè)之間，同一企業(yè)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間與可以建立連續(xù)循環(huán)模式，以內(nèi)蒙最大水泥集團(tuán)為例，烏蘭水泥集團(tuán)循環(huán)生產(chǎn)，以水泥產(chǎn)業(yè)為核心，加強(qiáng)與周邊電廠合作，電力和水泥兩大產(chǎn)業(yè)資源互用，衍生發(fā)展與水泥相關(guān)產(chǎn)業(yè)、形成發(fā)電、水泥生產(chǎn)、灰渣利用、污水利用、煤礦等產(chǎn)業(yè)一體化新格局，將采煤、發(fā)電直供、供熱、污水利用、灰渣生產(chǎn)水泥、熟料生產(chǎn)、余熱發(fā)電、調(diào)頻改造、風(fēng)積沙利用、小水泥重組技改等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在一起，形成了上道生產(chǎn)工序產(chǎn)生的廢棄物是下道生產(chǎn)工序的原料，同時(shí)有效結(jié)合周邊其他企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源相互循環(huán)和相互支持[5]。該產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈?zhǔn)蛊渥叱鲆粭l獨(dú)特的、富有烏蘭特色的循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，成為水泥綠色型發(fā)展的成功之路。

3.3 反饋循環(huán)模式

反饋循環(huán)模式就是將相關(guān)的兩個(gè)或兩個(gè)以上生產(chǎn)環(huán)節(jié)按照一定的先后順序連接起來，前一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排放物成為后一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的原料，后一生產(chǎn)過程的部分產(chǎn)品又可以作為原材料提供給前面的生產(chǎn)過程，重新參與到生產(chǎn)中來。譬如某化工廠利用磷石膏和硫酸作為原料，生產(chǎn)出產(chǎn)品磷銨，同時(shí)利用該生產(chǎn)過程的排泄物加其他原料生產(chǎn)水泥和硫酸，其中硫酸又可用于前面的生產(chǎn)過程再生產(chǎn)磷銨。這一過程就是反饋循環(huán)模式，部分資源得到充分的循環(huán)利用，有效降低成產(chǎn)成本。

3.2 分解循環(huán)模式

分解循環(huán)模式的理論依據(jù)就是物質(zhì)化學(xué)元素守恒定律，其經(jīng)典案例就是水分子的分解和利用，通過不斷研發(fā)新技術(shù)，獲取人們需要的能源。分解循環(huán)系統(tǒng)隨著技術(shù)和科研的不斷創(chuàng)新，以后必將在水泥生態(tài)發(fā)展中發(fā)揮巨大的作用。

4. 結(jié)束語

水泥生產(chǎn)過程中因資源損耗大、同時(shí)產(chǎn)生大量的粉塵、有害氣體及其他固體排放物而成為高污染行業(yè)之一，環(huán)境保護(hù)和資源的可持續(xù)發(fā)展相關(guān)工作及其重要。要想實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)的綠色發(fā)展，促進(jìn)資源利用，減少對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)過程中就必須時(shí)刻樹立環(huán)保意識(shí)，將環(huán)境因素分解到每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)；同時(shí)不斷研發(fā)、采用新技術(shù)和新模式，充分利用城市廢棄物和工業(yè)排放垃圾，顯著降低水泥生產(chǎn)過程中對(duì)天然資源的損耗，逐漸改善城市環(huán)境，使我國(guó)水泥生產(chǎn)朝著低能耗、高產(chǎn)量和零污染的方向不斷前進(jìn)。

發(fā)展生態(tài)水泥不僅對(duì)我國(guó)資源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重要意義，而且對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有同等重要的作用。

[1]周志剛.水泥工業(yè)物質(zhì)代謝及生態(tài)化轉(zhuǎn)型研究[D].天津大學(xué),2011.

[2]王煥順,矯學(xué)成.淺析我國(guó)發(fā)展生態(tài)水泥的保障措施[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào),2014,02:1-4+7.

[3]滕飛,馬成.生態(tài)水泥研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].建筑與預(yù)算,2014,05:47-50.

[4]劉成.新疆水泥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D].武漢理工大學(xué),2011.

[5]吳清仁.我國(guó)發(fā)展循環(huán)低碳生態(tài)型水泥產(chǎn)業(yè)的幾個(gè)問題[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2014,20:12-19.

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1007-6344（2015）11-0010-01