发展生态水泥，促进资源利用，保护生态环境

李 江

(太原市辰宇市政工程有限公司)

发展生态水泥，促进资源利用，保护生态环境

李 江

(太原市辰宇市政工程有限公司)

水泥作为重要的建筑材料，要在环境保护和资源利用的基础上发展生态水泥，就要做到减少环境污染的同时，最大限度的降低物质和能源的消耗。为此，本文从生态水泥发展的可行性、发展现状和具体环保模式进行分析，以便在生态水泥发展过程中更好的保护环境，从而促进资源重复利用，达到可持续发展目的。

生态水泥 可行性 现状 生态循环模式 预防和控制

前言

生态、环保和健康的建材越来越受到人们的追捧，水泥作为重要的建材之一，其安全、环保以及可持续发展也受到国家及生产企业的高度重视。我国政府在第十个五年计划中就提出了重点开发“生态水泥”等生态建材产品的生产工艺及装备，改造提升现有生产能力的经济发展要求。所谓生态水泥就是借助先进的技术，利用各种工业废弃物和城市生活垃圾等作为资源循环利用到水泥生产过程中，从而制造出有利于环境保护和资源再利用的节约型水泥。在可持续发展和环境保护的政策要求下，水泥工业发展生态水泥成为时代发展的趋势和必然，如何将城市生活垃圾和工业废弃物成功运用到生态水泥的生产过程中来，有效降低城市废弃物处理负荷，达到资源与环境共同发展的目的，是新时代水泥生产企业面临的巨大挑战，也是一项艰巨的任务[1]。

1. 发展生态水泥的理论依据和可行性分析

总所周知，随着我国人口不断增加，城市化进程不断加剧，城市化垃圾的数量及增长速度不断攀升，传统的焚烧和填埋方式不仅给环境造成了巨大的破坏，而且严重威胁着城市居民的身体健康。研究表明，城市生活垃圾焚烧灰、污泥的化学成分与水泥生产所需的原材料具有一定程度的相似性，这使得生态水泥的发展具备充足的物料支持；再加上水泥窑炉具有燃烧温度高、处理物料量大等特点，且水泥回转窑在处理城市垃圾和污泥是具备温度高、氧气足、高温反应时间长等特点，使得利用回转窑处理废弃物安全、可行[2]。反复的试验和测试表明，通过水泥回转窑处理城市垃圾和污泥是完全可行的，不仅降低了城市垃圾负荷，节约了天然资源，而且有效减少了二氧化硫、二氧化碳等废气的排放，有效保护了环境。

水泥生产回转窑之所以让生态水泥的发展成为可能，这主要是由回转焚烧窑的特点决定的，具体表现如下：第一，回转焚烧窑内较长的停留时间和极高的稳定，使得危险废物全面热解，部分低燃点的垃圾基本燃尽，有害有机物分解率高。回转窑内气体温度在1350-1650℃，高温区烟气停留时间为6-10秒，并且窑内物料呈高湍流化状态，不但使垃圾焚尽烧透，而且有效分解了二恶英，废料中的有害有机物成分焚烧率高达99%，即使稳定的有机物也能被完全分解。

第二，回转窑内无论是耐火砖还是原料、窑皮、熟料，均为碱性，因而可有效吸收和抑制二氧化硫、氯气等废气的排放。同时超高的温度还可将废料中可能存在的重金属元素转变成难溶的化合状态，最终固定在熟料中，这样不但可以免去对焚烧灰渣的再处理，而且对重金属起到了很好的高温固化效果。

第三，二氧化硫、二氧化碳等废气在焚烧炉中燃烧时，不仅可以作为窑内废物衍生燃料，还可以充当部分原料的作用，节约燃料的同时，起到了减少废气排放的效果。

2. 我国生态水泥发展现状

我国水泥生态化发展起步晚，粉尘排放量、成本高、耗能大、环境污染代价远高于国外先进水平，生态化水平较低，目前尚处于技术型阶段。水泥生态化发展水平可具体分为四个阶段，粗放型、技术型、集约型、绿色型。其中粗放型表现为设备差、资源浪费严重、产量少、品质差、环境污染严重；技术型表现为有规范的利用资源，借助新技术和新设备达到减少资源损耗的目的，环境污染较以前逐步减轻；集约型实施资源综合利用，广泛采用新技术，有害气体排放减少，对环境污染较弱；绿色型就是建立在资源利用和环境保护基础之上的最高生态发展水平，将资源利用和城市、工业垃圾有效结合，达到粉尘、废渣和废弃零排放的目的，并有效改善现有城市垃圾负荷[3]。面对我国水泥生态化发展所处阶段需不断研发新技术，统筹资源、环境等综合因素，实现水泥产业经济、环境可持续发展目标。

3. 发展生态水泥的具体循环模式

生态水泥的循环模式就是依据生态规律，在水泥生产环节和环境之间建立资源循环利用的模式，达到低消耗、低排放、高效益的生态循环。

3.1 回收循环模式

回收废旧产品和排放物，按照其有效成分和用途进行水泥再加工，这种模式就是回收循环模式，也是最常见的资源循环利用模式。譬如利用水泥焚烧回转窑废弃低温余热发电，回收的电能循环利用于水泥生产过程中，大大提高了水泥生产环节的效益[4]。再如利用回转窑排放的尾气二氧化碳为原料，生产二氧化碳共聚物，经过一定的技术用于生产碳酸饮料瓶和快餐饭盒等。不仅避免了传统塑料产品对环境的污染，而且可以让水泥工业生产形成物质循环的良性发展态势，显著降低了天然资源的损耗，对环境也起到了重要的保护作用。

3.2 连续循环模式

在企业之间建立连续循环模式，譬如A企业的排放物可以被B企业利用，C企业又利用B企业排放物，C企业的排放物最终又被A企业所利用，企业之间形成连续循环的资源利用模式。不仅企业之间，同一企业不同生产环节之间与可以建立连续循环模式，以内蒙最大水泥集团为例，乌兰水泥集团循环生产，以水泥产业为核心，加强与周边电厂合作，电力和水泥两大产业资源互用，衍生发展与水泥相关产业、形成发电、水泥生产、灰渣利用、污水利用、煤矿等产业一体化新格局，将采煤、发电直供、供热、污水利用、灰渣生产水泥、熟料生产、余热发电、调频改造、风积沙利用、小水泥重组技改等相关产业发展在一起，形成了上道生产工序产生的废弃物是下道生产工序的原料，同时有效结合周边其他企业，实现资源相互循环和相互支持[5]。该产业循环链使其走出一条独特的、富有乌兰特色的循环经济之路，成为水泥绿色型发展的成功之路。

3.3 反馈循环模式

反馈循环模式就是将相关的两个或两个以上生产环节按照一定的先后顺序连接起来，前一个生产环节的排放物成为后一生产环节的原料，后一生产过程的部分产品又可以作为原材料提供给前面的生产过程，重新参与到生产中来。譬如某化工厂利用磷石膏和硫酸作为原料，生产出产品磷铵，同时利用该生产过程的排泄物加其他原料生产水泥和硫酸，其中硫酸又可用于前面的生产过程再生产磷铵。这一过程就是反馈循环模式，部分资源得到充分的循环利用，有效降低成产成本。

3.2 分解循环模式

分解循环模式的理论依据就是物质化学元素守恒定律，其经典案例就是水分子的分解和利用，通过不断研发新技术，获取人们需要的能源。分解循环系统随着技术和科研的不断创新，以后必将在水泥生态发展中发挥巨大的作用。

4. 结束语

水泥生产过程中因资源损耗大、同时产生大量的粉尘、有害气体及其他固体排放物而成为高污染行业之一，环境保护和资源的可持续发展相关工作及其重要。要想实现水泥生产的绿色发展，促进资源利用，减少对环境的污染，生产过程中就必须时刻树立环保意识，将环境因素分解到每一个生产环节；同时不断研发、采用新技术和新模式，充分利用城市废弃物和工业排放垃圾，显著降低水泥生产过程中对天然资源的损耗，逐渐改善城市环境，使我国水泥生产朝着低能耗、高产量和零污染的方向不断前进。

发展生态水泥不仅对我国资源可持续发展和环境保护具有重要意义，而且对于促进国民经济发展也具有同等重要的作用。

[1]周志刚.水泥工业物质代谢及生态化转型研究[D].天津大学,2011.

[2]王焕顺,矫学成.浅析我国发展生态水泥的保障措施[J].新世纪水泥导报,2014,02:1-4+7.

[3]滕飞,马成.生态水泥研究现状及趋势[J].建筑与预算,2014,05:47-50.

[4]刘成.新疆水泥产业可持续发展研究[D].武汉理工大学,2011.

[5]吴清仁.我国发展循环低碳生态型水泥产业的几个问题[J].建材发展导向,2014,20:12-19.

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1007-6344（2015）11-0010-01