【文章內(nèi)容簡介】 外 ， 歐洲綜合污染防控局（ EIPPCB） 于 2023年提出的 “ 水泥石灰制造業(yè)現(xiàn)有最佳技術(shù) ” 參考文獻中認為利用現(xiàn)有最佳技術(shù)可實現(xiàn) NOX排放量為 ~， 并規(guī)定了下述 6種技術(shù)為 NOX減排的現(xiàn)有最佳技術(shù) （ 括號中數(shù)值為可達到的 NOX排放量 g/Nm3） （ a）窯頭噴水火焰冷卻（ ） （ b）低一次風低 NOX噴煤管（ ） （ c）礦化劑（ ） （ d）多段燃燒 MSC（ ~） （ e）選擇性非催化還原 SWCR（ ~） （ f）選擇性催化還原 SCR（ ~） 鑒于技術(shù) （ f） 實施成本過于昂貴 ， 而其余五種技術(shù)的效果因工廠條件而異尚不足以使所有水泥廠實現(xiàn)減排指標 ， 目前正積極開發(fā) MSC+SNCR技術(shù) ， SCR技術(shù)的降低成本措施也在半工業(yè)試驗開發(fā)階段 。 (5)預熱器節(jié)能技術(shù) 過去 20年里典型的水泥窯預熱器系統(tǒng)已由 4級增加為 56級 ， 借助于更合理的預熱器結(jié)構(gòu)設計及氣體和物料管路設計 ， 預熱器的分離效率和氣固傳熱效果得到了改善 ， 操作可靠性也得以提高 。 窯系統(tǒng)壓降和出一級筒氣體溫度呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢 。 這一預熱器單體技術(shù)優(yōu)化工作仍在進行中 。 此外 ， 在預熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計方面 ， 奧地利 Alpine公司開發(fā)的Pasec預熱器工藝采用平行氣流中物料錯流處理的工作原理在預熱器系統(tǒng)熱回收效率上一直處于領先地位 。 在要求窯系統(tǒng)不斷降低熱耗的壓力面前 ， 這一技術(shù)有望獲得推廣 。 (6)筒輥磨粉磨技術(shù) 法國 FCB公司于 1993年完成這一新粉磨技術(shù)的工業(yè)試驗 ， 1995年前為筒輥磨產(chǎn)品投放市場的第一階段 ， 實現(xiàn)銷售量折合裝機功率約 kw。 1995~2023年為技術(shù)消化期 ， 解決了投入市場第一階段工業(yè)實踐中的眾多問題 。 2023年以墨西哥 CEMEX公司 Tepetzingo水泥廠兩條 2023t/d生產(chǎn)線上由4臺相同規(guī)格筒輥磨組成的全部 （ 生料和水泥 ） 粉磨能力展示的優(yōu)異操作業(yè)績標志了這一新技術(shù)第二階段投放市場具備的強大競爭力 。 (7)輥壓磨粉磨技術(shù) 85年德國 KHD和 Polysius公司首次將新產(chǎn)品投放市場 。 隨后十年的第一期工業(yè)實踐雖然取得了折合裝機功率數(shù)十萬 kw的巨大銷售業(yè)績 ， 但推廣的勢頭終因軸承和擠壓工作面耐磨性這一類機械問題受到了抑制 。 1995~2023年期間的開發(fā)努力在很大程度上消化了這一階段工業(yè)實踐中出現(xiàn)的問題 。 近些年在生料終粉磨上輥壓磨應用勢頭有增 ，水泥終粉磨上因其產(chǎn)品水泥性能上的缺陷使推廣步伐受阻；水泥半終粉磨上以領先于立磨和球磨的節(jié)能效果取得了穩(wěn)定的市場地位 。 (8)立磨粉磨技術(shù) 在生料粉磨領域 ， 近 20年中立磨粉磨技術(shù)穩(wěn)居首選技術(shù)的地位 ， 為應對來自新技術(shù)的挑戰(zhàn) ， 近來半風掃復合選粉操作原理已被用來作為完善傳統(tǒng)全風掃粉磨與選粉一體化技術(shù)的新技術(shù)措施 ， 從而實現(xiàn)進一步降低粉磨電耗 。 在水泥粉磨領域 ， 受研磨件磨損和產(chǎn)品水泥質(zhì)量問題的困擾 ， 已取得的商業(yè)成功還只是有限的 。 目前在磨輥形狀和磨內(nèi)循環(huán)料除鐵技術(shù)上已取得的開發(fā)成果有望大幅度提高立磨在水泥粉磨領域的競爭力 。 上述三種料層擠壓粉磨技術(shù)連同傳統(tǒng)的基于概率破碎原理的球磨技術(shù)預期將在相當一段時間內(nèi)以各自的優(yōu)勢共存于水泥工業(yè)粉磨技術(shù)市場上 。 (9)選粉技術(shù) 面對應用日益廣泛的擠壓粉磨工藝中粉磨回路半成品粒級分布寬 （ 10mm~） 、循環(huán)量大 （ 循環(huán)負荷 4~10） 的新情況 ， 一些具有多段選粉功能但布置較復雜的設計方案一直被用于各種擠壓粉磨系統(tǒng)中 。 近來出現(xiàn)了在一臺設計緊湊的裝置中完成全部選粉功能的做法 。 KHD的 VSK選粉機采用的靜態(tài)兩相流折流裝置完成物料粗分選和離心力場逆流兩相流裝置完成物料細分選的技術(shù)代表著選粉技術(shù)適應擠壓粉磨工藝要求的這一最新進展 。 (10)除塵技術(shù) 與有害氣體 、 噪音 、 熱輻射等技術(shù)相比 ，粉塵治理技術(shù)是水泥工業(yè)在環(huán)境治理方面取得最大成功的一項技術(shù) ， 其技術(shù)創(chuàng)新活動持續(xù)于新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù) 30年的發(fā)展史 ， 并為新型干法技術(shù)增添了無可爭議的亮色 。 纖維袋除塵器和靜電除塵器為除塵技術(shù)中的兩大主流產(chǎn)品 。 當前 ， 除塵效率達 %的高入口粉塵濃度高效除塵器以其簡化工藝的效果已愈來愈多地成為現(xiàn)代水泥廠粉磨系統(tǒng)的標志性技術(shù)裝備 。 (11)水泥廠單機大型化裝備制造技術(shù) 以單機規(guī)格大型化為基礎的大型化生產(chǎn)方式是現(xiàn)代水泥工業(yè)的一大特點 。 國際上 ， 水泥制造過中的專用設備都是由相應專用設備制造商供應 ?，F(xiàn)代水泥工業(yè)把傳統(tǒng)的單機作業(yè)模式改變成了多項設備在特定工藝的綜合要求下運行的系統(tǒng)作業(yè)模式 。 適應這一變化 ， 各制造商強化并完善了各自的技術(shù)創(chuàng)新實驗體系 ， 特別是其中的中間試驗和工業(yè)試驗環(huán)節(jié) ， 有效地消除了技術(shù)創(chuàng)新及大型化過程中的工程風險 。 目前 ， 水泥工業(yè)日產(chǎn) 1萬噸熟料生產(chǎn)線的技術(shù)及裝備已經(jīng)成熟并獲加速推廣之勢 。 (12)水泥廠過程控制與信息處理技術(shù) 由中控室計算機借助于數(shù)據(jù)高速通道與其實現(xiàn)信息交換 ， 儲存編輯和對設備實時監(jiān)控集中管理的集散型計算機控制系統(tǒng)成為現(xiàn)代水泥廠過程控制與信息處理的基本模式 。 過去十年在一些跨國公司中 ， 上述系統(tǒng)已被發(fā)展為由過程現(xiàn)場信息采集 、 設備開閉環(huán)控制 、 過程控制 、 系統(tǒng)控制 、信息評估管理 、 工廠管理和公司管理等多個功能級別組成的 ， 由下而上信息量逐級減小而決策強度逐級增大的水泥廠信息綜合管理系統(tǒng) 。 在不斷提高技術(shù)效益的總發(fā)展趨勢下 ， 這一領域的技術(shù)創(chuàng)新可分述為三個方面： （ a）開發(fā)各種生產(chǎn)系統(tǒng)的過程控制軟件和信息管理軟件 幾乎所有供應商都開發(fā)了各自窯系統(tǒng)的基于操作經(jīng)驗和模糊邏輯原理自動控制程序；而對于磨或其他系統(tǒng)則較多是基于過程數(shù)學模型的數(shù)值模擬優(yōu)化作業(yè)程序 。 （ b）開發(fā)各種新型檢測技術(shù) 如在線料流成份計量技術(shù) ， 在線 X光衍射儀測定熟料游離鈣技術(shù) ，堿金屬發(fā)射光譜檢測燒成帶溫度技術(shù) 。 紅外線窯筒體表面溫度掃描技術(shù)在過去十年中獲得極大的推廣應用 。 （ c）適應信息技術(shù)的發(fā)展步伐 硬件裝備以 7~8年的周期不斷更斷 。 與軟件費用在技術(shù)總成本中的比例持續(xù)上升的趨勢成為對比 ，硬件費用的比例呈逐年下降趨勢 。 、二十年能給水泥行業(yè)帶來較大影響的新技術(shù) （ 1） 大型化技術(shù) 新型干法水泥技術(shù)最本質(zhì)的特點是大型化技術(shù) ，單機規(guī)模越大 ， 優(yōu)勢越明顯 。 （ 2） 節(jié)能技術(shù) 采用低壓損的旋風預熱器 ， 采取改進分解爐結(jié)構(gòu)等措施 ， 兩支承長徑比達 11左右短窯 ， 適應低性能燃料條件的新型的多通道燃燒器 。 “ 可控氣流 ” 式的第三代篦式冷卻機的研制與進一步優(yōu)化 。 利用中 、 低溫余熱發(fā)電技術(shù) ， 對二次能源加以利用 。 輥式磨 、 輥壓機和輥筒磨三種新型擠壓粉磨裝備顯示了巨大的節(jié)能潛力 。 （ 3）計算機信息技術(shù) 實現(xiàn)電動機成組程序控制 ， 過程量的采集 、 處理 、 顯示和調(diào)節(jié)的 DCS分散控制 、 集中管理的集散型控制系統(tǒng)已經(jīng)在世界水泥工業(yè)中得到廣泛的應用 。 管理信息系統(tǒng) （ MIS） 作為全廠的生產(chǎn) 、 財務 、 營銷 、 物資 、 備品備件預檢修計劃制訂和實施的管理 。 運用于水泥工藝生產(chǎn)各主要環(huán)節(jié)的優(yōu)化控制軟件開發(fā) 。 （ 4）環(huán)保生態(tài)技術(shù) 各種運行可靠 、 收塵效率在 %以上的電收塵器和袋收塵器 。 對于水泥煅燒工藝產(chǎn)生高溫廢氣中的 SO CO、 NOX氣體的含量以及重金屬的排放量 ， 全面進行控制 。 利用水泥工藝其自身可以大量處理其他工業(yè)產(chǎn)生的廢料 （ 粉煤灰 、 礦渣 、 爐渣 、廢輪胎 、 城市垃圾 、 危險性廢料 ） 作為其可利用的原料 、 燃料的特點 ， 進行廢料的再加工和再利用的研制開發(fā)工作 。 （ 1）新型高效分解爐技術(shù) 分解爐是預分解煅燒系統(tǒng)的核心 ， 其所承擔的生料碳酸鹽分解任務是吸熱量最大 ， 影響熱效率最大的環(huán)節(jié) ， 也是實際煅燒過程中對窯系統(tǒng)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)影響最顯著的關鍵之一 。 近年來我國水泥技術(shù)界通過艱苦攻關研究 ， 提出了 “ 高效預燒 ” 的創(chuàng)新概念 ， 不斷優(yōu)化爐內(nèi)流體運動 ， 提高燃燒和傳熱效率 ， 降低阻力損失 ， 開發(fā)出了多種新型的高效分解爐 。 效果是使爐體規(guī)格增加不多 ，但產(chǎn)量大幅增加 。 尤其是生料分解率顯著提高 ，從 95%以下 ， 穩(wěn)定提高至 98%左右 ， 突破了以往的傳統(tǒng)界限 ， 真正實現(xiàn)了窯外分解 ， 從而為大幅提高系統(tǒng)的產(chǎn)能奠定可靠保證 。 這方面武漢理工大學與華新水泥公司共同合作 ， 作了很多研發(fā)工作 ， 已取得了很好的成果 。 （ 2）原料與生料的新型控制與均化技術(shù) 采用預分解窯生產(chǎn)方法 ， 水泥生產(chǎn)線能力大幅提高 ， 對原料和燃料的需求同時大幅增加 。 而水泥原 、 燃料主要為不可再生的天然礦物原 、 燃料 ， 例如石灰石 。 隨著時間的推移和資源的大量消耗 ， 優(yōu)質(zhì)原燃料越來越少 ， 其成分的波動也越來越頻繁 。這對生產(chǎn)過程和熟料質(zhì)量的穩(wěn)定都是越來越突出的矛盾 ， 已經(jīng)成為新型干法水泥健康發(fā)展的不可回避的緊迫問題 。 針對這一挑戰(zhàn) ， 除了采用以往已經(jīng)很成熟的預均化技術(shù)外 ， 近期的相關技術(shù)進展就是充分利用計算機技術(shù)和專家系統(tǒng) ， 以盡可能少的硬件設施投入 ， 通過盡可能高效的軟件技術(shù)尋求突破 。 從我國目前的具體發(fā)展看 ， 投入少 、成效大的相關技術(shù)一個是 “ 原料礦山三維彩色模型系統(tǒng)技術(shù) ” ， 該成果主要是利用一套三維礦山開采軟件 ， 詳盡提供原料礦山開采分層及各臺段的礦石品位和詳細儲量 ， 從而使企業(yè)制定科學的搭配開采方案 ， 能夠保證所開礦石中CaO、 SiO MgO、 R2O等主要成分和雜質(zhì)的穩(wěn)定性 ， 減少波動 ， 從而保證后續(xù)工段原料和生料的均化效率 。 這一技術(shù)對提高礦山資源綜合利用程度 ， 尤其是對一些低品位原料的有效利用效果突出 ， 可以顯著減少剝離量 ， 合理利用夾層 ， 使礦山的剝采比和開采成本均大幅降低 ， 同時為企業(yè)的生產(chǎn)指揮和調(diào)控提供了一套簡便高效的技術(shù)手段 。 礦山合理搭配開采可以為后續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造重要的前提條件 ， 與主要依靠后續(xù)的預均化堆場和空氣均化庫技術(shù)實現(xiàn)生料成分的穩(wěn)定相比 ， 具有事半功倍的效果 。 另一項新技術(shù)是 “ 生料率值控制系統(tǒng) ” ， 這是我校近期開發(fā)出的一項創(chuàng)新技術(shù) ， 其主要原理為取樣快速分析生料化學成分和燒失量 ， 計算出相應生料三率值 ， 然后與原設計指標相對照