今年6月19日，重庆碳排放权交易开市，国家确定的7个碳排放权交易试点市场全部上线。
截至今年9月，7个碳交易试点已累计成交数量1260万吨，累计成交金额近5亿元。国家发改委气候司副司长孙翠华透露，未来政府将进一步强化碳排放的约制，目前发改委正抓紧制定出台专门的碳排放权交易管理办法和配套办法，预计2016年试运行。
水泥行业是我国国民经济建设的重要基础材料产业，也是主要的能源资源消耗和污染物排放行业之一，同时受到资源不足、环境污染的严重制约。在此前提下，实施结构调整、完成产业升级，以低碳发展为导向走新型工业化道路，成为水泥行业可持续发展的必由之路。
工欲善其事，必先利其器。在认识到水泥工业低碳发展已是大势所趋的前提下，如何通过技术手段抓住这一契机加强转型升级，实现水泥工业绿色发展？且看中国建筑材料科学研究总院高级工程师房晶瑞介绍的致胜“大招”。
富氧燃烧升级版——全氧燃烧
与国际先进水平相比，国内水泥企业的主要问题主要表现在高燃料(煤)消耗和高电耗；当前大部分企业利用余热发电技术后降低了一部分电力成本，而煤耗大的问题还困扰着企业。因此，有效降低单位熟料(水泥)煤耗，是水泥企业亟待解决的问题。
房晶瑞表示，经过多年的摸索实践和水泥专家的广泛论证，水泥熟料生产线富氧燃烧节能技改方案是一个有效的方法，能够很好地帮助水泥企业降低煤耗问题。该项目以富氧燃烧技术为主要手段，在回转窑中使用28%~35%的富氧空气，提高燃料的燃烧效率；或使用劣质煤(或工业废弃物)替代优质煤，从而大大降低熟料生产的燃料成本。当用替代燃料时，燃料的节约效果更为明显，且可提高便利性，减少烟气中的粉尘，提高炉窑稳定性。
水泥窑全氧燃烧流程示意图
如今，在富氧燃烧基础上，业内又开始了水泥窑全氧燃烧技术的探索。水泥窑全氧燃烧即把燃料与85% ~ 100%的氧气以及富含CO2的循环废气按预定燃料比混合，将其代替空气鼓入分解炉和回转窑炉中助燃燃料的技术。
相关资料表明，由于全氧燃烧时烟气量大大减少，对确定尺寸的窑，窑内气体流速与烟气量呈正比。因此，烟气量减少多少，则流速降低多少。流速降低则可降低窑内扬尘，相当于提高了窑的产量，降低最后一级旋风筒的负荷。此外，全氧燃烧几乎没有氮气参与，因而几乎不会产生NOx等污染物。加之粉尘排放降低，比及富氧燃烧在环保上更胜一筹。
据房晶瑞介绍，该项技术无指定制氧方法，暂未发现安全隐患，目前在水泥行业中尚处于理论模拟阶段，但在玻璃行业已有运用实践。相信在不久的将来，全氧燃烧技术也将助益水泥行业节能降耗。
创新概念型生产工艺——水泥预烧成技术
业内周知，水泥回转窑中存在堆积态传热，窑尾部分生料传热及反应热量需求与热量供给间存在矛盾，限制了熟料烧成热耗的降低和单机窑产量的提高；而通过提高入窑生料活性，缩短物料在窑内的缓慢升温，可以加快后续固液相反应。
基于熟料烧成过程中多阶段形成的客观事实，房晶瑞介绍了具有创新性的概念型生产工艺——水泥预烧成技术。这一生产工艺旨在进一步增强换热效率，提高物料反应活性，减少回转窑热损失和热负荷，建立新一代高能效水泥窑炉工艺模型。
在预烧成技术实施过程中，强调增强分解炉煅烧功能，可使物料全部分解反应及部分固相反应在分解炉中进行；物料入窑后直接进行后续的固相反应和液相反应，则提高反应速率，增强有效传热，从而大幅度提高回转窑产量，降低生产热耗。可达到吨熟料CO2削减量约为2.0-3.7 %，5000t/d生产线年减排CO2约2.7-4.5万吨的减排效果。经济效益方面，预烧成技术可使生产线综合能耗降低5-10%，吨熟料运行成本降低5.9-10.8元。设备投资约为3000-9000万元，回收期为1.5-9年。
据了解，目前鲁南中联水泥(286.25元/吨，1.03%)有限公司2000t/d预分解窑炉正在进行技术改造，以验证水泥预烧成技术理论成果及配套研发的多功能耐高温材料。实践成果如何，不妨一起期待！
“高大上”管理方式——水泥生产能源管控技术
随着水泥工业量化融合的持续推进，水泥行业信息化建设已经取得了长足进步，而作为其中的一部分，能源管控系统的应用将通过基于“大数据”下的精细化管理手段，为水泥企业实现节能减排的目标。
水泥生产能源管控一体化技术是以能源为核心，通过数据采集、管理、分析和应用对水泥生产实时监控、生产管理、设备管理、能源管理、质量管理等进行信息化管理，对分解炉、回转窑、篦冷机、粉磨系统等重要工段进行智能控制。
这一技术包含数据采集、数据管理和分析、生产报表和指标、实时高效数据库技术、非线性模型预测控制技术、基于神经网络的复杂过程建模技术等。通过安装数据仪表对各种能源进行实时监测，以多种通讯方式传输到能源数据服务器。同时对海量的能源数据进行整理和统计，实时管理能耗并发现能耗异常情况，对能耗的各种影响因素进行分析，自动寻找能效薄弱环节。
此外，还可在掌控企业所关注的关键能耗指标的基础上，提升能源管理水平。并以国外主流实时数据库系统为基础，结合国内用户的具体情况自主研发VEGOO实时数据库系统，和具有振动、温度信号的自动测量与采集技术，数据录入技术，点检定位管理技术，通过预测模型来预估过程未来的偏差值，以滚动优化确定当前的最优输入策略。
如此一来，不仅可以解决水泥生产过程中的大数据、多变量、非线性、大迟滞、多耦合等过程建模问题，建立精确的数学模型，还能基于逆向差分的不可测干扰抑制技术，预先调节操纵变量，实现超前调节。
低碳节能减排是水泥行业永无止境的追求，更是许多水泥人毕生致力的事业。11月8-9日 “2014第二届中国水泥节能环保技术交流大会”将在郑州开幕，届时主办方中国水泥网将邀请行业领导，知名专家，水泥企业总工，节能技术负责人，科研院所研究员，广大水泥行业服务商，行业各界人士共聚一堂，共同探讨水泥工业的节能环保政策，交流最新装备和技术措施。业内专家学者也将在会上解读水泥工业环保控排政策，分享水泥工业NOx减排良策。敬请关注！
