2015年德國(guó)水泥工廠協(xié)會(huì)（VDZ）年會(huì)

2015年9月22～23日，德國(guó)水泥和混凝土工業(yè)400余名專家出席了德國(guó)水泥工廠協(xié)會(huì)（VDZ）組織的年會(huì)。約20余名代表在會(huì)上進(jìn)行了發(fā)言，從工業(yè)和科學(xué)方面論述了有關(guān)的研究課題和技術(shù)發(fā)展以及水泥工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)考慮的政策和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

2015年12月國(guó)際水泥雜志對(duì)會(huì)議作了介紹，現(xiàn)將有關(guān)水泥和混凝土技術(shù)發(fā)展的文章簡(jiǎn)介如下，從中可看出德國(guó)水泥工業(yè)關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)。

1 水泥技術(shù)

（1）《水泥工業(yè)高效粉磨技術(shù)、挑戰(zhàn)和潛在勢(shì)頭》一文中，作者首先提出水泥粉磨技術(shù)的潛在勢(shì)頭和未來(lái)需求；強(qiáng)調(diào)粉磨裝置必須靈活高效；現(xiàn)代化的磨機(jī)必須具備運(yùn)行成本低、能耗低、能生產(chǎn)高細(xì)水泥產(chǎn)品的特點(diǎn)，且能在生產(chǎn)過(guò)程中快速轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)不同性能和不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品范圍廣。

文章介紹了目前廣泛用于水泥粉磨的球磨、輥磨、輥壓機(jī)、筒輥磨等粉磨系統(tǒng)的粉磨原理、能源需求及特殊性能。

文中談到目前正在研究的干法攪拌棒式球磨（The dry stirrer ball mill）可能是今后技術(shù)裝置發(fā)展的趨勢(shì)。

（2）《能效和廢熱利用、現(xiàn)代冷卻機(jī)技術(shù)發(fā)展的方式》一文中，介紹了IKN公司對(duì)采用不同空氣熱風(fēng)抽取方式的篦冷機(jī)的能效進(jìn)行了調(diào)研。這些方式包括冷卻機(jī)是否為機(jī)身中部排風(fēng)、抽取的熱風(fēng)是否循環(huán)使用等。冷卻機(jī)需要做到熱回收率高、熟料得以冷卻、生產(chǎn)過(guò)程中動(dòng)力消耗低且能效高。冷卻機(jī)的熱回收效率與生產(chǎn)過(guò)程中的各種因素有關(guān)。因此在工藝裝備設(shè)計(jì)時(shí)必須重視系統(tǒng)和漏風(fēng)、輸送空氣數(shù)量和一次風(fēng)等主要影響措施，同時(shí)注重直接和間接的熱利用以及旁路返回和循環(huán)用風(fēng)等二次措施。

分析結(jié)果表明：采用現(xiàn)代制造技術(shù)制造的冷卻機(jī)已十分精細(xì)，且控制十分有效，但未來(lái)仍有發(fā)展空間。

（3）《有效的SNCR技術(shù)減少NOX排放》一文中，敘述了職能部門(mén)對(duì)采用SRCR和SCR技術(shù)減少NOX排放所進(jìn)行的評(píng)估。認(rèn)為現(xiàn)使用的SCR技術(shù)能將原燃料產(chǎn)生的NH3排放值降得更低，因而不再需要制定水泥工業(yè)免責(zé)條款。優(yōu)化的SNCR技術(shù)被稱為高效的SNCR技術(shù)，通過(guò)在線計(jì)算與智能控制策略對(duì)不同管道高度的不同部位，噴槍噴射的還原劑噴射量進(jìn)行單獨(dú)控制，可將NOX排放值大幅降低。五個(gè)實(shí)例表明，采用高效SNCR技術(shù)，在有利的狀況下，NOX排放值能夠達(dá)到200mg/m3。按照VDZ制定的方式計(jì)算，在臨界條件下直接操作，考慮到投資和操作費(fèi)用，SCR和SNCR技術(shù)相比（歐元/噸熟料），SCR的費(fèi)用高于SNCR2.56倍。

（4）《水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯的燃燒工況》一文中，對(duì)燃燒工況尤其是二次燃料的燃燒工況進(jìn)行了評(píng)估。評(píng)估燃點(diǎn)和燃燒特性、二次燃料的性能和顆粒尺寸分布及其性能以及燃燒空氣進(jìn)入方式，確定空氣分級(jí)系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)用來(lái)選擇和設(shè)計(jì)最佳燃燒裝置，如主燃燒器、分解爐用粗顆粒二次燃料等。

PREPOL階梯燃燒器設(shè)置在分解爐上游，可明顯延長(zhǎng)二次燃料燃燒的停留時(shí)間。主燃燒器可根據(jù)燃料性能和熟料質(zhì)量需求調(diào)節(jié)火焰形狀。NOX的形成受大量變化的因素影響，而分解爐內(nèi)階梯燃燒將減少NOX的排放。

文章對(duì)燃燒條件、燃料和排放之間的變化關(guān)系的重要性進(jìn)行了介紹。燃燒制度是在最佳的燃燒和排放狀況下建立的，需進(jìn)行整體考慮才能適應(yīng)燃料和排放的需求。

（5）《奧地利使用二次原料》一文中，提出奧地利水泥工業(yè)將礦渣、型砂、粉煤灰、鐵屑等作為二次原料，現(xiàn)已占原料總量的14%。文章重點(diǎn)介紹了使用含六氯苯、六氯丁二稀、汞、砷等有害物的石灰碳化物和一些化學(xué)有害物作為水泥原料，生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)一些事故。當(dāng)被告知情況后，奧地利水泥工業(yè)即與德國(guó)水泥工業(yè)協(xié)會(huì)合作，由奧地利出資，德國(guó)水泥有關(guān)研究單位進(jìn)行有害物作水泥原料的研究，找出使用此類廢料作為水泥工業(yè)原料的合理應(yīng)用方式，目前研究項(xiàng)目已完成，待奧地利有關(guān)部門(mén)審定后，即在德國(guó)公開(kāi)。

（6）《粉磨高爐礦渣的輥磨》一文中，談及德國(guó)某鋼鐵廠煉鐵時(shí)生產(chǎn)高爐礦渣，而距該廠140km的水泥廠生產(chǎn)CEM I型水泥。水泥廠決定興建一臺(tái)LM46.2+2輥磨以生產(chǎn)礦渣粉，然后與水泥一起混合生產(chǎn)混合水泥。該磨投入生產(chǎn)后，初期因裝備故障，停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，后經(jīng)少量修改后正常生產(chǎn)?，F(xiàn)水泥廠將粉磨后的細(xì)礦渣粉和水泥混合，生產(chǎn)強(qiáng)度為32.5和52.5的CEMⅢ/A型水泥和強(qiáng)度為42.5的CEMⅢ/B型水泥。這些水泥的和易性和球磨水泥相當(dāng)。高爐礦渣粉磨至500cm2/g，動(dòng)力消耗僅為球磨的60%，為此節(jié)約了大量原料和電力。

（7）《水泥廠含氧燃料技術(shù)》一文中，提到水泥工業(yè)面臨的政策目標(biāo)是減少CO2排放，為此歐洲水泥研究院開(kāi)展CO2減排技術(shù)的研究。而后燃燒技術(shù)使用空氣用于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒，然后從煙氣中將CO2分離。含氧燃燒技術(shù)是將空氣分解成其組成成分和只用于燃燒的氧氣。燃燒所得的純度更高的CO2，適用于下游環(huán)節(jié)的開(kāi)發(fā)。純的CO2深受入窯內(nèi)過(guò)?？諝獾挠绊懀蚨仨殰p少漏風(fēng)。

按政策目標(biāo)要求，至2050年，59%的德國(guó)水泥工廠應(yīng)安裝后燃燒裝置。項(xiàng)目的下一個(gè)目標(biāo)是安裝一個(gè)試驗(yàn)裝置，以減少推廣應(yīng)用時(shí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的不確定性。目前存在的問(wèn)題是設(shè)置的試驗(yàn)裝置必須靠近制氧工廠，很難找到合適的位置。到目前為止，還沒(méi)有資金投入。此外，CO2儲(chǔ)存和再次使用，在法律上還有一些困難，尚未得到公眾接受，也是難于推廣應(yīng)用的原因。

上述燃燒、分離所產(chǎn)生的純度較高的CO2和H2反應(yīng)能生成甲烷，在化工行業(yè)可取代天然氣作原料。

后燃燒試驗(yàn)裝置費(fèi)用估計(jì)，改造約2.1～3.0億歐元，新裝置約3.3～4.7億歐元。若引入含氧燃料技術(shù)，將使現(xiàn)有水泥生產(chǎn)費(fèi)用增加40%～110%。

2 混凝土技術(shù)

2.1 代用膠凝劑策略綜合評(píng)述

報(bào)告包括鈣鐵石（Celite）、硫鋁酸鈣、貝利特以及硅灰石結(jié)合劑（solidia）等水泥。所有新的結(jié)合劑策略的目標(biāo)是減少單位CO2的排放。同時(shí)，原料必須是可獲得的，生產(chǎn)必須具有成本效益，水泥生產(chǎn)必須容易可行。新的結(jié)合劑牢固且經(jīng)久耐用。

才利特（鈣鐵石）水泥通過(guò)二級(jí)工藝，經(jīng)高壓蒸鍋和活性磨生產(chǎn)出水泥，可節(jié)省能量和CO2排放量約50%。

貝利特水泥（貝利特-硫鋁酸鈣-ternesite），是以上述礦物作為基本相，由于煅燒溫度降低，CO2大約可節(jié)省30%。

硫鋁酸鈣水泥作為特殊水泥已使用多年。Solidia氣硬性水泥主要由低石灰含量的假灰硅鈣石（CaO·SiO2）和硅鈣石（3CaO·2SiO2）組成，其熟料中含有42%～48%的石灰（CaO），每噸熟料生產(chǎn)所排放的CO2為570kg，較P·C水泥低240kg。此外，需在CO2氣體內(nèi)養(yǎng)護(hù)，消納300kgCO2，因而單位CO2排放較普通硅酸鹽水泥低約70%。

從現(xiàn)在的角度來(lái)看，所敘述的膠結(jié)劑策略仍然不能替代任何普通水泥熟料，往往是地區(qū)重要的合適產(chǎn)品。因此，就整體而論，企望未來(lái)更多品種的膠凝劑用于建筑結(jié)構(gòu)上。

2.2 瑞士的混凝土標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)需要

2.3 確定混凝土內(nèi)水泥含量

2.4 混凝土施工監(jiān)管

2.5 創(chuàng)新的高性能混凝土的應(yīng)用

上述部分文章將要在Z.K.G、CI等雜志上發(fā)表。

陳友德編譯自

No.6/2015 Cement International