1、国家工业节能降碳技术应用指南与案例(2024 年版)之四:建材行业节能降碳技术(一)粉煤灰节能降碳利用关键技术与装备1.技术适用范围技术适用范围适用于建材行业。2.技术原理及工艺技术原理及工艺研发新型干法节能型立式研磨装备,物料通过上部喂料装置进入磨机,研磨介质和物料作整体多维循环运动和自转运动,精准匹配研磨整形所需能量,成品由下部卸料口排出。利用研磨介质之间的摩擦力、挤压力、剪切力和冲击力研磨物料,研磨整形后的粉煤灰可替代部分水泥熟料。闭路工艺装备布置如图 1 所示。图1 闭路工艺装备布置图3.技术功能特性技术功能特性及指标及指标利用粉煤灰玻璃微珠分离整形工艺,研磨整形后粉煤灰玻璃微珠完好率
2、80%,颗粒形貌改善,替代水泥熟料量10%。4.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为厦门艾思欧标准砂有限公司,应用单位为福能环保新材(泉州)有限责任公司。改造前使用传统的球磨机加工处理粉煤灰,主要耗能种类为电力,年加工粉煤灰约 30 万吨左右,单位产品能耗 8 千克标准煤/吨。(2)主要技术改造内容:安装新型干法立式研磨机,配套粉煤灰无损剥离关键工艺技术和激光粒度检测在线分析系统,增设刚玉材质衬板和研磨介质。2020 年 1 月实施节能改造,实施周期 2 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,单位产品能耗降低至 4.96 千克标准煤/吨,实现节能量 912 吨标准煤/年
3、,二氧化碳减排量 2426 吨/年。投资额为 1196 万元,投资回收期为 2 年。(二)外循环水泥立磨终粉磨装备与系统1.技术适用范围技术适用范围适用于水泥行业。2.技术原理及工艺技术原理及工艺采用外循环式水泥终粉磨立磨作为唯一研磨装备并配套“外循环立磨+粗选选粉机+精选选粉机”工艺系统。所有物料从外循环立磨粉磨后经粗磨提升机全部通过外置式粗选选粉机进行初级分选。分选后粗料再次进入外循环立磨粉磨,细料进入二级精选选粉机再次进行分选,分选后细料中的粗粉返回外循环立磨继续粉磨,细料中的细粉作为成品经大布袋收集入库。工艺流程如图 2 所示。图2 工艺流程图3.技术功能特性技术功能特性及指标及指标(
4、1)水泥立磨终粉磨工艺系统全外循环,系统风机能耗降低 34 千瓦时/吨;(2)采用外置式动静耦合选粉系统,选粉效率70%。4.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为中材国际智能科技有限公司,应用单位为鲁南中联水泥有限公司。改造前水泥粉磨车间采用 4 台套3.812 m 单圈流水泥球磨生产设备,主要耗能种类为电力,年生产水泥 180 万吨,单位产品电耗为 36.9 千瓦时/吨。(2)主要技术改造内容:采用外循环水泥立磨及外置式动静选粉系统及成品收尘系统组成的水泥粉磨系统,替换该厂原球磨设备。2013 年8 月实施节能改造,实施周期 10 个月。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成
5、后,单位产品工序电耗降低至 21.92 千瓦时/吨,实现节能量 2399.4 吨标准煤/年,二氧化碳减排量 6382.4 吨/年。投资额为 5000 万元,投资回收期为 2.4 年。(三)水泥低碳制造智能化关键技术1.技术适用范围技术适用范围适用于水泥行业。2.技术原理及工艺技术原理及工艺构建水泥低碳制造的智能化运营体系,该体系涵盖先进过程控制系统、智能联合储库物料处理系统、在线质量控制和智能设备监测优化系统等。在生产操作、原燃料处理与搭配、质量控制、设备运维等方面解决大规模使用复杂替代燃料所带来的热工、质量波动以及设备劣化加速问题,实现大比例复杂替代原燃料使用条件下的全流程智能化高效生产运行
6、。智能化运营体系如图 3 所示。图3 智能化运营体系图3.技术功能特性及指标技术功能特性及指标(1)大比例使用替代燃料工况下窑炉可长期高效、稳定燃烧,温度波动性降低40%,化石燃料替代率提升5%;(2)质量在线检测及模型预测可使熟料产品质量稳定性提升10%,水泥产品熟料消耗系数降低2%。4.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为华新水泥股份有限公司,应用单位为华新水泥(黄石)有限公司。改造前依靠人工操作,主要耗能种类为煤炭、电力、生活垃圾衍生燃料、工业废料及生物质燃料,年生产熟料 285 万吨,熟料单位产品综合能耗为 82.9千克标准煤/吨。