2015年德國水泥工廠協會（VDZ）年會

2015年德國水泥工廠協會（VDZ）年會

2015年9月22～23日，德國水泥和混凝土工業400余名專家出席了德國水泥工廠協會（VDZ）組織的年會。約20余名代表在會上進行了發言，從工業和科學方面論述了有關的研究課題和技術發展以及水泥工業生產應考慮的政策和經濟問題。

2015年12月國際水泥雜志對會議作了介紹，現將有關水泥和混凝土技術發展的文章簡介如下，從中可看出德國水泥工業關注的發展趨勢。

1 水泥技術

（1）《水泥工業高效粉磨技術、挑戰和潛在勢頭》一文中，作者首先提出水泥粉磨技術的潛在勢頭和未來需求；強調粉磨裝置必須靈活高效；現代化的磨機必須具備運行成本低、能耗低、能生產高細水泥產品的特點，且能在生產過程中快速轉換，生產不同性能和不同標準的產品，生產的水泥產品范圍廣。

文章介紹了目前廣泛用于水泥粉磨的球磨、輥磨、輥壓機、筒輥磨等粉磨系統的粉磨原理、能源需求及特殊性能。

文中談到目前正在研究的干法攪拌棒式球磨（The dry stirrer ball mill）可能是今后技術裝置發展的趨勢。

（2）《能效和廢熱利用、現代冷卻機技術發展的方式》一文中，介紹了IKN公司對采用不同空氣熱風抽取方式的篦冷機的能效進行了調研。這些方式包括冷卻機是否為機身中部排風、抽取的熱風是否循環使用等。冷卻機需要做到熱回收率高、熟料得以冷卻、生產過程中動力消耗低且能效高。冷卻機的熱回收效率與生產過程中的各種因素有關。因此在工藝裝備設計時必須重視系統和漏風、輸送空氣數量和一次風等主要影響措施，同時注重直接和間接的熱利用以及旁路返回和循環用風等二次措施。

分析結果表明：采用現代制造技術制造的冷卻機已十分精細，且控制十分有效，但未來仍有發展空間。

（3）《有效的SNCR技術減少NOX排放》一文中，敘述了職能部門對采用SRCR和SCR技術減少NOX排放所進行的評估。認為現使用的SCR技術能將原燃料產生的NH3排放值降得更低，因而不再需要制定水泥工業免責條款。優化的SNCR技術被稱為高效的SNCR技術，通過在線計算與智能控制策略對不同管道高度的不同部位，噴槍噴射的還原劑噴射量進行單獨控制，可將NOX排放值大幅降低。五個實例表明，采用高效SNCR技術，在有利的狀況下，NOX排放值能夠達到200mg/m3。按照VDZ制定的方式計算，在臨界條件下直接操作，考慮到投資和操作費用，SCR和SNCR技術相比（歐元/噸熟料），SCR的費用高于SNCR2.56倍。

（4）《水泥工業回轉窯的燃燒工況》一文中，對燃燒工況尤其是二次燃料的燃燒工況進行了評估。評估燃點和燃燒特性、二次燃料的性能和顆粒尺寸分布及其性能以及燃燒空氣進入方式，確定空氣分級系統。這些數據用來選擇和設計最佳燃燒裝置，如主燃燒器、分解爐用粗顆粒二次燃料等。

PREPOL階梯燃燒器設置在分解爐上游，可明顯延長二次燃料燃燒的停留時間。主燃燒器可根據燃料性能和熟料質量需求調節火焰形狀。NOX的形成受大量變化的因素影響，而分解爐內階梯燃燒將減少NOX的排放。

文章對燃燒條件、燃料和排放之間的變化關系的重要性進行了介紹。燃燒制度是在最佳的燃燒和排放狀況下建立的，需進行整體考慮才能適應燃料和排放的需求。

（5）《奧地利使用二次原料》一文中，提出奧地利水泥工業將礦渣、型砂、粉煤灰、鐵屑等作為二次原料，現已占原料總量的14%。文章重點介紹了使用含六氯苯、六氯丁二稀、汞、砷等有害物的石灰碳化物和一些化學有害物作為水泥原料，生產中會出現一些事故。當被告知情況后，奧地利水泥工業即與德國水泥工業協會合作，由奧地利出資，德國水泥有關研究單位進行有害物作水泥原料的研究，找出使用此類廢料作為水泥工業原料的合理應用方式，目前研究項目已完成，待奧地利有關部門審定后，即在德國公開。

（6）《粉磨高爐礦渣的輥磨》一文中，談及德國某鋼鐵廠煉鐵時生產高爐礦渣，而距該廠140km的水泥廠生產CEM I型水泥。水泥廠決定興建一臺LM46.2+2輥磨以生產礦渣粉，然后與水泥一起混合生產混合水泥。該磨投入生產后，初期因裝備故障，停機時間較長，后經少量修改后正常生產?，F水泥廠將粉磨后的細礦渣粉和水泥混合，生產強度為32.5和52.5的CEMⅢ/A型水泥和強度為42.5的CEMⅢ/B型水泥。這些水泥的和易性和球磨水泥相當。高爐礦渣粉磨至500cm2/g，動力消耗僅為球磨的60%，為此節約了大量原料和電力。

（7）《水泥廠含氧燃料技術》一文中，提到水泥工業面臨的政策目標是減少CO2排放，為此歐洲水泥研究院開展CO2減排技術的研究。而后燃燒技術使用空氣用于回轉窯內燃燒，然后從煙氣中將CO2分離。含氧燃燒技術是將空氣分解成其組成成分和只用于燃燒的氧氣。燃燒所得的純度更高的CO2，適用于下游環節的開發。純的CO2深受入窯內過?？諝獾挠绊懀蚨仨殰p少漏風。

按政策目標要求，至2050年，59%的德國水泥工廠應安裝后燃燒裝置。項目的下一個目標是安裝一個試驗裝置，以減少推廣應用時技術經濟的不確定性。目前存在的問題是設置的試驗裝置必須靠近制氧工廠，很難找到合適的位置。到目前為止，還沒有資金投入。此外，CO2儲存和再次使用，在法律上還有一些困難，尚未得到公眾接受，也是難于推廣應用的原因。

上述燃燒、分離所產生的純度較高的CO2和H2反應能生成甲烷，在化工行業可取代天然氣作原料。

后燃燒試驗裝置費用估計，改造約2.1～3.0億歐元，新裝置約3.3～4.7億歐元。若引入含氧燃料技術，將使現有水泥生產費用增加40%～110%。

2 混凝土技術

2.1 代用膠凝劑策略綜合評述

報告包括鈣鐵石（Celite）、硫鋁酸鈣、貝利特以及硅灰石結合劑（solidia）等水泥。所有新的結合劑策略的目標是減少單位CO2的排放。同時，原料必須是可獲得的，生產必須具有成本效益，水泥生產必須容易可行。新的結合劑牢固且經久耐用。

才利特（鈣鐵石）水泥通過二級工藝，經高壓蒸鍋和活性磨生產出水泥，可節省能量和CO2排放量約50%。

貝利特水泥（貝利特-硫鋁酸鈣-ternesite），是以上述礦物作為基本相，由于煅燒溫度降低，CO2大約可節省30%。

硫鋁酸鈣水泥作為特殊水泥已使用多年。Solidia氣硬性水泥主要由低石灰含量的假灰硅鈣石（CaO·SiO2）和硅鈣石（3CaO·2SiO2）組成，其熟料中含有42%～48%的石灰（CaO），每噸熟料生產所排放的CO2為570kg，較P·C水泥低240kg。此外，需在CO2氣體內養護，消納300kgCO2，因而單位CO2排放較普通硅酸鹽水泥低約70%。

從現在的角度來看，所敘述的膠結劑策略仍然不能替代任何普通水泥熟料，往往是地區重要的合適產品。因此，就整體而論，企望未來更多品種的膠凝劑用于建筑結構上。

2.2 瑞士的混凝土標準和結構需要

2.3 確定混凝土內水泥含量

2.4 混凝土施工監管

2.5 創新的高性能混凝土的應用

上述部分文章將要在Z.K.G、CI等雜志上發表。

陳友德編譯自

No.6/2015 Cement International