發展生態水泥，促進資源利用，保護生態環境

李 江

(太原市辰宇市政工程有限公司)

發展生態水泥，促進資源利用，保護生態環境

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，要在環境保護和資源利用的基礎上發展生態水泥，就要做到減少環境污染的同時，最大限度的降低物質和能源的消耗。為此，本文從生態水泥發展的可行性、發展現狀和具體環保模式進行分析，以便在生態水泥發展過程中更好的保護環境，從而促進資源重復利用，達到可持續發展目的。

生態水泥 可行性 現狀 生態循環模式 預防和控制

前言

生態、環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、環保以及可持續發展也受到國家及生產企業的高度重視。我國政府在第十個五年計劃中就提出了重點開發“生態水泥”等生態建材產品的生產工藝及裝備，改造提升現有生產能力的經濟發展要求。所謂生態水泥就是借助先進的技術，利用各種工業廢棄物和城市生活垃圾等作為資源循環利用到水泥生產過程中，從而制造出有利于環境保護和資源再利用的節約型水泥。在可持續發展和環境保護的政策要求下，水泥工業發展生態水泥成為時代發展的趨勢和必然，如何將城市生活垃圾和工業廢棄物成功運用到生態水泥的生產過程中來，有效降低城市廢棄物處理負荷，達到資源與環境共同發展的目的，是新時代水泥生產企業面臨的巨大挑戰，也是一項艱巨的任務[1]。

1. 發展生態水泥的理論依據和可行性分析

總所周知，隨著我國人口不斷增加，城市化進程不斷加劇，城市化垃圾的數量及增長速度不斷攀升，傳統的焚燒和填埋方式不僅給環境造成了巨大的破壞，而且嚴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、污泥的化學成分與水泥生產所需的原材料具有一定程度的相似性，這使得生態水泥的發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，且水泥回轉窯在處理城市垃圾和污泥是具備溫度高、氧氣足、高溫反應時間長等特點，使得利用回轉窯處理廢棄物安全、可行[2]。反復的試驗和測試表明，通過水泥回轉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荷，節約了天然資源，而且有效減少了二氧化硫、二氧化碳等廢氣的排放，有效保護了環境。

水泥生產回轉窯之所以讓生態水泥的發展成為可能，這主要是由回轉焚燒窯的特點決定的，具體表現如下：第一，回轉焚燒窯內較長的停留時間和極高的穩定，使得危險廢物全面熱解，部分低燃點的垃圾基本燃盡，有害有機物分解率高。回轉窯內氣體溫度在1350-1650℃，高溫區煙氣停留時間為6-10秒，并且窯內物料呈高湍流化狀態，不但使垃圾焚盡燒透，而且有效分解了二惡英，廢料中的有害有機物成分焚燒率高達99%，即使穩定的有機物也能被完全分解。

第二，回轉窯內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。同時超高的溫度還可將廢料中可能存在的重金屬元素轉變成難溶的化合狀態，最終固定在熟料中，這樣不但可以免去對焚燒灰渣的再處理，而且對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，不僅可以作為窯內廢物衍生燃料，還可以充當部分原料的作用，節約燃料的同時，起到了減少廢氣排放的效果。

2. 我國生態水泥發展現狀

我國水泥生態化發展起步晚，粉塵排放量、成本高、耗能大、環境污染代價遠高于國外先進水平，生態化水平較低，目前尚處于技術型階段。水泥生態化發展水平可具體分為四個階段，粗放型、技術型、集約型、綠色型。其中粗放型表現為設備差、資源浪費嚴重、產量少、品質差、環境污染嚴重；技術型表現為有規范的利用資源，借助新技術和新設備達到減少資源損耗的目的，環境污染較以前逐步減輕；集約型實施資源綜合利用，廣泛采用新技術，有害氣體排放減少，對環境污染較弱；綠色型就是建立在資源利用和環境保護基礎之上的最高生態發展水平，將資源利用和城市、工業垃圾有效結合，達到粉塵、廢渣和廢棄零排放的目的，并有效改善現有城市垃圾負荷[3]。面對我國水泥生態化發展所處階段需不斷研發新技術，統籌資源、環境等綜合因素，實現水泥產業經濟、環境可持續發展目標。

3. 發展生態水泥的具體循環模式

生態水泥的循環模式就是依據生態規律，在水泥生產環節和環境之間建立資源循環利用的模式，達到低消耗、低排放、高效益的生態循環。

3.1 回收循環模式

回收廢舊產品和排放物，按照其有效成分和用途進行水泥再加工，這種模式就是回收循環模式，也是最常見的資源循環利用模式。譬如利用水泥焚燒回轉窯廢棄低溫余熱發電，回收的電能循環利用于水泥生產過程中，大大提高了水泥生產環節的效益[4]。再如利用回轉窯排放的尾氣二氧化碳為原料，生產二氧化碳共聚物，經過一定的技術用于生產碳酸飲料瓶和快餐飯盒等。不僅避免了傳統塑料產品對環境的污染，而且可以讓水泥工業生產形成物質循環的良性發展態勢，顯著降低了天然資源的損耗，對環境也起到了重要的保護作用。

3.2 連續循環模式

在企業之間建立連續循環模式，譬如A企業的排放物可以被B企業利用，C企業又利用B企業排放物，C企業的排放物最終又被A企業所利用，企業之間形成連續循環的資源利用模式。不僅企業之間，同一企業不同生產環節之間與可以建立連續循環模式，以內蒙最大水泥集團為例，烏蘭水泥集團循環生產，以水泥產業為核心，加強與周邊電廠合作，電力和水泥兩大產業資源互用，衍生發展與水泥相關產業、形成發電、水泥生產、灰渣利用、污水利用、煤礦等產業一體化新格局，將采煤、發電直供、供熱、污水利用、灰渣生產水泥、熟料生產、余熱發電、調頻改造、風積沙利用、小水泥重組技改等相關產業發展在一起，形成了上道生產工序產生的廢棄物是下道生產工序的原料，同時有效結合周邊其他企業，實現資源相互循環和相互支持[5]。該產業循環鏈使其走出一條獨特的、富有烏蘭特色的循環經濟之路，成為水泥綠色型發展的成功之路。

3.3 反饋循環模式

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

3.2 分解循環模式

分解循環模式的理論依據就是物質化學元素守恒定律，其經典案例就是水分子的分解和利用，通過不斷研發新技術，獲取人們需要的能源。分解循環系統隨著技術和科研的不斷創新，以后必將在水泥生態發展中發揮巨大的作用。

4. 結束語

水泥生產過程中因資源損耗大、同時產生大量的粉塵、有害氣體及其他固體排放物而成為高污染行業之一，環境保護和資源的可持續發展相關工作及其重要。要想實現水泥生產的綠色發展，促進資源利用，減少對環境的污染，生產過程中就必須時刻樹立環保意識，將環境因素分解到每一個生產環節；同時不斷研發、采用新技術和新模式，充分利用城市廢棄物和工業排放垃圾，顯著降低水泥生產過程中對天然資源的損耗，逐漸改善城市環境，使我國水泥生產朝著低能耗、高產量和零污染的方向不斷前進。

發展生態水泥不僅對我國資源可持續發展和環境保護具有重要意義，而且對于促進國民經濟發展也具有同等重要的作用。

[1]周志剛.水泥工業物質代謝及生態化轉型研究[D].天津大學,2011.

[2]王煥順,矯學成.淺析我國發展生態水泥的保障措施[J].新世紀水泥導報,2014,02:1-4+7.

[3]滕飛,馬成.生態水泥研究現狀及趨勢[J].建筑與預算,2014,05:47-50.

[4]劉成.新疆水泥產業可持續發展研究[D].武漢理工大學,2011.

[5]吳清仁.我國發展循環低碳生態型水泥產業的幾個問題[J].建材發展導向,2014,20:12-19.

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1007-6344（2015）11-0010-01