水泥綠色功能產(chǎn)業(yè)是第二代新型干法技術(shù)的一種概念
硅酸鹽水泥的產(chǎn)生至今約有200年的歷史了，它在人類歷史的文明進(jìn)程中起到了舉足輕重的作用。無論民用建筑、工業(yè)建筑或是要求特殊性能的工程建、構(gòu)筑物。硅酸鹽水泥都是所選用的主要材料。因此，水泥是全球基本建設(shè)使用為普遍又為重要的材料，已經(jīng)成為不可或缺的建筑物資，在今天或今后很長的個歷史時期，可能難有新的膠凝材料問世，來替代硅酸鹽水泥，故其生命力還是旺盛的。2012年水泥產(chǎn)量達(dá)37億噸，我國水泥產(chǎn)量22.3億噸，充分表明水泥是典型的建筑用原材料，也說明水泥在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用。多年來，經(jīng)濟(jì)工作者如此評價(jià)水泥是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)的原材料，為此，水泥工作者也引以為榮。
近期，中國建筑材料聯(lián)合會提出“為加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，依靠科技創(chuàng)新引和支撐水泥工業(yè)的發(fā)展，中國建筑材料聯(lián)合會計(jì)劃用四五年的時間，組織并凝聚全行業(yè)的智慧力量，在現(xiàn)有水平基礎(chǔ)上，完成我國水泥工業(yè)設(shè)計(jì)化、工藝改革、裝備提升，以及節(jié)能減排、主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到先水平的第二代新型干法水泥的創(chuàng)新研發(fā)任務(wù)。”對第二代新型干法水泥技術(shù)與水泥綠色功能產(chǎn)業(yè)聯(lián)系較為密切且有代表性的表述有兩種：
A.第二代新型干法水泥技術(shù)，是指以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為重要，利用現(xiàn)代流體力學(xué)、燃燒動力學(xué)、熱工學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)、粉體工學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)進(jìn)行水泥工業(yè)生產(chǎn)的綜合技術(shù)。其主要產(chǎn)品為能不斷滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)各種功能要求的膠凝物質(zhì)。具有高效節(jié)能減排、“協(xié)同處置”廢棄物、充分利用余熱、高效防患未然污染、低碳技術(shù)等功能，其產(chǎn)業(yè)將逐步發(fā)展成新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)的員。（中材集團(tuán)劉志江：協(xié)同創(chuàng)新推進(jìn)“第二代”）
B.第二代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，是指以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為重要，進(jìn)步強(qiáng)化熱交換和熟料煅燒過程，大幅度提高窯爐熱效率和容積率;利用新型節(jié)能粉磨技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效粉磨;同時采用網(wǎng)絡(luò)化信息、功能化、智能化、高效利用廢棄物和污染物防患未然等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行水泥工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化綜合技術(shù)。（中國建材姚燕：協(xié)同研發(fā)“第二代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)”）
水泥工業(yè)成為綠色功能產(chǎn)業(yè)的形式和內(nèi)涵與第二代新型干法水泥技術(shù)“高效利用廢棄物和污染物防患未然”，即“具有高效節(jié)能減排、協(xié)同處置廢棄物、充分利用余熱、高效防患未然污染、低碳技術(shù)等功能，其產(chǎn)業(yè)將逐步發(fā)展成新型環(huán)保產(chǎn)業(yè)的員”的概念是相融合的。
傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)工藝簡化為“兩磨燒”，采用石灰石，粘土質(zhì)原料為主要原料，以化石燃料燃燒獲取熱源煅燒熟料，后熟料配以其他輔助材料磨制水泥的生產(chǎn)方法直沿用至今。盡管窯外分解技術(shù)、立磨、輥壓機(jī)等粉磨技術(shù)在水泥生產(chǎn)中有了突破性進(jìn)展，降低了能源消耗，但水泥生產(chǎn)依然要消耗大量的原燃材料和動力，生產(chǎn)過程中還排出了大量含有溫室氣體、有毒有害氣體和粉塵的煙氣。新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)代先進(jìn)的水泥技術(shù)，按照低碳經(jīng)濟(jì)的概念衡量，水泥工業(yè)扔被定為高排放、高污染和高耗能的工業(yè)，又因其消耗大量資源還被稱之為資源依賴型工業(yè)。2011年我國新型干法熟料產(chǎn)能達(dá)到12.6億噸，實(shí)際產(chǎn)量為9.5億噸。其單位熟料(噸)綜合耗能為115千克標(biāo)準(zhǔn)煤，消耗石灰石為1.25噸，排放煙氣2.0×103NM3，其中二氧化碳1噸，粉塵1.21千克，由此計(jì)算出相應(yīng)的消耗量和排放量：標(biāo)準(zhǔn)煤1.0925億噸;石灰石11.875億噸;煙氣1900億NM3;二氧化碳9.5億噸;粉塵0.011495億噸，(NOx、SO2略)。此數(shù)據(jù)雖然是“十五”期間較好的單位熟料指標(biāo)計(jì)算結(jié)果，但它還是提示我們，水泥工業(yè)非低碳經(jīng)濟(jì)的形象還有改變的必要，水泥工業(yè)走低碳經(jīng)濟(jì)之路是水泥工業(yè)發(fā)展進(jìn)步的必然。低能源消耗、低資源消耗、低排放、低污染的重要是節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新，以此引導(dǎo)和有利于水泥工業(yè)的進(jìn)步，采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新裝備實(shí)施淘汰落后產(chǎn)能，具體操作采用水泥窯低溫余熱發(fā)電技術(shù)、工業(yè)廢渣綜合利用技術(shù)、礦產(chǎn)資源有效利用技術(shù)。化粉磨技術(shù)，其中包括立磨、輥壓機(jī)的選用，粉磨工藝流程的選用，耐磨材料與抗磨技術(shù)的選用，助磨劑的選用。化煅燒技術(shù)，其中包括燒成系統(tǒng)高效熱工設(shè)備的選用，隔熱保溫耐火耐磨材料的選用及水泥生產(chǎn)線的環(huán)保除塵、減排技術(shù)的使用等。落實(shí)上述技術(shù)以實(shí)現(xiàn)“低碳水泥”的生產(chǎn)。
近年關(guān)于水泥工業(yè)的新概念不斷推出，如人們已熟知的“生態(tài)水泥”、“綠色水泥”等，其多以清潔生產(chǎn)技術(shù)、綠色制造技術(shù)為特點(diǎn)，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的理念，因而基本上還具有環(huán)保行為為主體的特點(diǎn)。新世紀(jì)初，我國水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物，有毒有害廢棄物，生產(chǎn)垃圾、污泥處理的技術(shù)剛剛起步，經(jīng)過十年的探索研究和實(shí)踐，這項(xiàng)技術(shù)逐步走向成熟，協(xié)同處置的過程中，對環(huán)境、對水泥產(chǎn)品無害化也成為大的亮點(diǎn)。處置過程中，生活垃圾、城市污泥、廢棄物的異味飄散，些重金屬離子污染等，已經(jīng)得到初步解決。所以，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)成為水泥工業(yè)變身環(huán)保產(chǎn)業(yè)的支撐力量。直承擔(dān)節(jié)能環(huán)保減排重任的水泥行業(yè)將變身為環(huán)保產(chǎn)業(yè)，尤其是身處大中城市周邊的水泥企業(yè)通過技術(shù)改造，形成協(xié)同處置城市生活垃圾和城市污泥以及廢棄物的能力，成為既生產(chǎn)水泥又處置污染物的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)的綠色發(fā)展。我國城市近660個，要有相應(yīng)的水泥企業(yè)利用現(xiàn)有的生產(chǎn)線，投資建設(shè)協(xié)同處置設(shè)施，對應(yīng)靠近的城市污染物進(jìn)行處理。條協(xié)同處置設(shè)施按1億元左右估算，其市場預(yù)期投資超過660億人民幣。海螺集團(tuán)銅陵水泥協(xié)同處置示范線處置垃圾數(shù)量10萬噸/年，以此估算全國660個城市年處置量接近7000萬噸。另方面，水泥行業(yè)轉(zhuǎn)身環(huán)保產(chǎn)業(yè)之前，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念處理利用工業(yè)廢渣由來已久，到2010年末，年利用量達(dá)到4億噸，預(yù)計(jì)到2015年，如噸水泥中利用量達(dá)500公斤，水泥工業(yè)將處理利用近10億噸。
然而，現(xiàn)在水泥工業(yè)的主產(chǎn)品仍是水泥，及兼顧處置污染物。如何準(zhǔn)確定位水泥工業(yè)?通過以上介紹水泥工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的地位、責(zé)任和發(fā)揮的有效作用，可知水泥工業(yè)是基礎(chǔ)原材料工業(yè)，綠色制造的環(huán)保產(chǎn)業(yè)，是帶動上、下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到拉動作用的關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)。工信部頒布的《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》的附件1(水泥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃)講到：加快水泥工業(yè)向綠色功能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，這提法引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。因?yàn)樵趪窠?jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變攻堅(jiān)時期，加快水泥工業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，有利于水泥工業(yè)轉(zhuǎn)型開放的關(guān)鍵時期，定位水泥工業(yè)為綠色功能產(chǎn)業(yè)，充分體現(xiàn)對水泥工業(yè)定位的科學(xué)性和今后水泥工業(yè)發(fā)展的方向。
究竟如何認(rèn)識理解水泥工業(yè)定位于綠色功能產(chǎn)業(yè)而實(shí)施第二代新型干法水泥技術(shù)呢？具有什么內(nèi)涵，符合什么要求才是綠色功能產(chǎn)業(yè)呢？水泥工業(yè)本身涵蓋礦業(yè)、窯業(yè)和粉碎業(yè)的內(nèi)容，已經(jīng)十分豐富了。但這樣的說法僅僅將水泥工業(yè)限定在制造業(yè)上，進(jìn)步講，其產(chǎn)業(yè)鏈的延伸、擴(kuò)展也就是將制造業(yè)升級為加工制造品業(yè)。水泥工業(yè)大量利用廢渣生產(chǎn)水泥，使其走上循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路，余熱發(fā)電供熱使其涉足于初級中低壓狀態(tài)的電力行業(yè)，協(xié)同處置污染物被贊譽(yù)為環(huán)保產(chǎn)業(yè)。而功能產(chǎn)業(yè)是指此產(chǎn)業(yè)對社會、對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要發(fā)揮出有效作用。水泥工業(yè)轉(zhuǎn)向功能產(chǎn)業(yè)，表明水泥工業(yè)發(fā)揮出的有效作用更有益社會的文明和進(jìn)步。功能產(chǎn)業(yè)冠以綠色二字為綠色功能產(chǎn)業(yè)，對水泥工業(yè)的發(fā)展提出更新更高的要求了。那么，對水泥綠色功能產(chǎn)業(yè)有什么要求呢?
先水泥工業(yè)產(chǎn)品數(shù)量須保證工業(yè)化，城鎮(zhèn)化、農(nóng)村建設(shè)和水利、道路、交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求。這種產(chǎn)量規(guī)模是合理產(chǎn)能下產(chǎn)出的。產(chǎn)能過剩是資源浪費(fèi)的表現(xiàn)，它既不是行政規(guī)劃的穩(wěn)健指導(dǎo)型數(shù)量，也不是市場需求的經(jīng)濟(jì)平衡型數(shù)量。
其次，水泥質(zhì)量、品種及功能要達(dá)到形成的水泥基材料及制成品，以致終工程的性能要求。生產(chǎn)高性能水泥配制的混凝土強(qiáng)度、變形、耐久性、抗凍性、抗?jié)B耐蝕性等指標(biāo)要符合要求，使其綜合性能得到提高。水泥品種中硅酸鹽系列的特種水泥和其他系列水泥要擴(kuò)大應(yīng)用范圍。根本問題是以質(zhì)量效益替代規(guī)模效益，轉(zhuǎn)變水泥工業(yè)發(fā)展方式。
第三，建立水泥所用原燃料、材料的新觀念，降低質(zhì)石灰石、質(zhì)煙煤的用量。盡量有效利用礦山表層土、夾層、裂縫土，搭配使用高硅、高鎂石灰石，利用工業(yè)廢渣作原料，做混合材料和做調(diào)凝劑。使用細(xì)磨或超細(xì)磨、礦渣粉、粉煤灰、天然沸石等替代部分水泥。水泥熟料煅燒用化石燃料選擇低劣質(zhì)煤、低揮發(fā)煤，選用替代燃料做二次熱源，充分挖掘石煤、煤矸石、高碳粉煤灰及協(xié)同處置垃圾污泥的熱量作為補(bǔ)充熱源。做到生態(tài)化生產(chǎn)水泥。
第四，采用水泥生產(chǎn)新技術(shù)、新工藝、新裝備，以技術(shù)進(jìn)步作為杠桿淘汰落后產(chǎn)能。水泥熟料煅燒采用窯外分解工藝技術(shù)，在整個燒成系統(tǒng)中的新技術(shù)裝備包括：六級或五級高效熱回收型預(yù)熱器，生料、燃料快速均勻分散混合，燃料無焰燃燒與生料進(jìn)行熱交換，生料瞬間基本完成分解反應(yīng)，高速排出化學(xué)反應(yīng)氣體的分解爐;二支承長徑比約1：(10-12)的短窯;高性能大推力燃燒器，適合燃燒替代燃料的燃燒器;步進(jìn)式無漏料，推動十字棒式無漏料冷卻機(jī)，研究探索富氧煅燒技術(shù)，沸騰窯生產(chǎn)熟料，平行氣流交叉物流高固比預(yù)熱分解窯外技術(shù)，新型干法電石渣煅燒水泥熟料技術(shù)。推廣應(yīng)用廢棄物替代原燃材料煅燒熟料技術(shù);利用石煤、氣煤、褐煤燃燒及助燃節(jié)煤劑技術(shù)。推行余熱發(fā)電等余熱回收技術(shù)。降低CO2、NOx、SO2排放量，降低煙氣總量。粉碎技術(shù)包括：移動式破碎機(jī)、烘干破碎機(jī)、滾齒篩分破碎機(jī)在水泥原料礦山的應(yīng)用;輥式破碎機(jī)在冷卻機(jī)上替代錘破技術(shù)。大型立磨、輥壓機(jī)生料粉磨技術(shù);立磨終粉磨水泥技術(shù);預(yù)粉磨與其他粉磨設(shè)備及流程化技術(shù);筒輥磨、倍它磨技術(shù);水泥各組分材料分別粉磨后混合均化生產(chǎn)水泥技術(shù);超細(xì)粉煤灰、礦渣用立磨或球磨粉磨技術(shù);新型雙邊緣傳動立式生料輥磨，單傳動輥壓機(jī)等新型設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)。
烘干技術(shù)：電石渣烘干、脫硫石膏烘干、濕排粉煤灰烘干等難以處理濕物料的烘干技術(shù)。
燒成系統(tǒng)熟料煅燒技術(shù)、礦山石灰石、生料、水泥、破碎粉磨技術(shù)，物料烘干技術(shù)的節(jié)能減排效果明顯，其他節(jié)能減排技術(shù)如配料設(shè)計(jì)的原材料利用、配料結(jié)果易燒易磨，無害無害技術(shù)，水泥工藝外加劑，耐磨、耐火材料等高效防塵技術(shù)等，綠色制造技術(shù)，做到節(jié)能減排低碳淘汰落后產(chǎn)能。
第五，協(xié)同處置城市生活垃圾，污泥等工業(yè)廢棄物，有毒有害廢棄物。社會效益方面表現(xiàn)為解決日益嚴(yán)重的城市環(huán)境污染，即空氣、水體、土壤污染，解決占用土地的詬病，取代造成二次污染焚燒垃圾的處理方式以及其他破壞環(huán)境質(zhì)量的落后方法，發(fā)揮水泥窯外協(xié)同處置的勢，凸顯水泥工業(yè)處置污染物的社會功能。環(huán)境效益突出表現(xiàn)為排放氣體及其含有的顆粒無害無害，水泥產(chǎn)品不被放射性物質(zhì)污染，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理規(guī)程的要求，投放市場可靠可靠。生產(chǎn)處置過程無外溢、無泄漏、無滲透，工作環(huán)境清潔亮麗。如海螺銅陵的生產(chǎn)線，是令人滿意的處置環(huán)境。企業(yè)效益定位在從處置物中獲得部分原材料和替代燃料，變城市污泥、生活垃圾廢棄物為原料、燃料資源。企業(yè)效益還理應(yīng)得到社會、中國給予的合理處置費(fèi)用。其中包括協(xié)同處置設(shè)施的中國無償投資，這是加快協(xié)同處置力度的關(guān)鍵環(huán)。社會、環(huán)境、企業(yè)效益共進(jìn)并舉，彰顯水泥工業(yè)綠色功能產(chǎn)業(yè)的科學(xué)定位。
第六，水泥礦山所轄礦區(qū)土地復(fù)林復(fù)墾，治理因開采形成的裸露巖石，恢復(fù)植被，綠化美化環(huán)境。礦山生態(tài)，地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，成為礦山開采規(guī)劃的組成部分，借鑒環(huán)境治理的做法，在礦山的應(yīng)用就是有開采就要有恢復(fù)生態(tài)、地質(zhì)環(huán)境的計(jì)劃和實(shí)施計(jì)劃的措施，不能等到“閉坑”才做。礦山開采爆破瞬間產(chǎn)生的氣體的污染，爆破產(chǎn)生的震動對地下水系可是能產(chǎn)生的負(fù)作用引起重視。所謂功能指事物或方法所發(fā)揮的有效作用，因此，那些發(fā)生的不利作用都是綠色功能產(chǎn)業(yè)不能容納的。
第七，延伸產(chǎn)業(yè)鏈、拓展水泥材料域制品的數(shù)量和質(zhì)量，提高水泥工業(yè)的綠色功能作用，同時實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)自礦山至伸延產(chǎn)品的增值，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動力，形成具有重要競爭力的綠色功能產(chǎn)業(yè)。
延長產(chǎn)業(yè)鏈，水泥工業(yè)向砂石材料產(chǎn)業(yè)，混凝土建筑及制品產(chǎn)業(yè)進(jìn)軍。目前，國內(nèi)砂石用量約90億噸，人工砂石用量日益增多。水泥石灰石礦山生產(chǎn)砂石具有先天勢和有利條件。混凝土由砂石骨料、水泥、水和礦物及化學(xué)外加劑組成。以C30級混凝土為例，每立米混凝土用水泥270、砂1128，粉磨灰60，礦粉48，水175，外加劑7.6千克(實(shí)際配合比)。總量2380.6kg/m3，水泥企業(yè)如生產(chǎn)石料、水泥、細(xì)礦渣粉等數(shù)量達(dá)到1446kg，占總量的60%，可以實(shí)現(xiàn)礦山石料第價(jià)值段，水泥熟料第二價(jià)值段，水泥第三價(jià)值段，混凝土第四價(jià)值段的價(jià)值提升。水泥制品、干混砂漿，防水材料，水泥基材的板材，砌塊等制品離不開水泥，自然這些制成品都應(yīng)是水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，拓展水泥基材料制品形成的綠色功能產(chǎn)業(yè)，較之單的水泥工業(yè)的影響力系數(shù)會更大。拉動系數(shù)表示拉動其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。水泥制造業(yè)生產(chǎn)1億元產(chǎn)品，拉動3億元的其他產(chǎn)業(yè)需求，這是前幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。目前，高速公路、高速鐵路、房地產(chǎn)、水利設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，水泥功能產(chǎn)業(yè)的拉動作用有增無減，體現(xiàn)社會貢獻(xiàn)率的拉動系數(shù)百尺竿頭更進(jìn)步。
水泥工業(yè)成為綠色功能產(chǎn)業(yè)的內(nèi)容豐富多彩、內(nèi)涵深邃厚重，它是第二代新型干法技術(shù)的種概念，這是綠色功能產(chǎn)業(yè)與水泥工業(yè)技術(shù)概念高度統(tǒng)，更是開創(chuàng)水泥工業(yè)個新階段的起點(diǎn)。