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煅燒黏土–未來水泥碳減排的高潛力途徑

來源:徐榮 日期:2024-10-21 訪問量:1019 次
?水泥行業(yè)碳交易即將開始,低碳水泥是降低碳排放量的有效途徑。在國際水泥工業(yè)節(jié)能減排、環(huán)境友好發(fā)展的科技路線圖中,開發(fā)和應(yīng)用高性能的輔助膠凝材料大摻量替代水泥和熟料是被國際上公認為水泥和混凝土行業(yè)低碳發(fā)展最重要的技術(shù)途徑之一,據(jù)統(tǒng)計預測該技術(shù)對水泥工業(yè)2050 總碳排放降低的貢獻率為37%。

? ? 而黏土的開發(fā)利用就是實現(xiàn)該目標的高潛力途徑。

煅燒粘土混合材

? ? 與目前常用的粉煤灰、礦渣混合材相比,煅燒黏土被認為是未來最有前景的火山灰質(zhì)材料。一方面煅燒黏土可以解決部分地區(qū)缺乏粉煤灰、礦渣等混合材問題。另一方面,煅燒黏土的化學成分變化較小,以其作為混合材生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品的性能更可預測和可控。

? ??在煅燒黏土混合水泥中,在不影響性能的情況下,煅燒黏土的最大熟料替代比例可達30%。

LC3新型三元系統(tǒng)水泥

? ? LC3新型三元系統(tǒng)水泥源于瑞士聯(lián)邦理工學院的研究,是一種由石灰石、煅燒黏土、石膏和熟料組成的水泥。該水泥通過石灰石與煅燒黏土會發(fā)生反應(yīng)生成碳鋁酸鹽水合物,促進水泥水化,水化產(chǎn)物隨著煅燒黏土摻量的增加而增加,因此在較高水泥熟料替代率時,水泥仍具有較高的力學性能。在熟料替代率50%時,仍具有普通硅酸鹽水泥的性能。

煅燒黏土的缺點

? ? 煅燒黏土作為原料生產(chǎn)水泥,會導致砂漿混凝土的和易性降低、需水量升高、強度發(fā)展滯后問題,但通過高效減水劑等技術(shù)措施可以予以解決,經(jīng)濟效益顯著。

? ? 煅燒黏土中鐵含量較高,會導致產(chǎn)品發(fā)紅,這可以通過還原氣氛煅燒及急冷等措施予以就解決。

LC3

煅燒黏土生產(chǎn)的水泥及其調(diào)色后產(chǎn)品

煅燒黏土的生產(chǎn)和減碳潛力分析

? ? 煅燒黏土的主要原料分為天然黏土和二次黏土。天然粘土包括高嶺石族黏土、蒙脫石族黏土及伊利石族黏土。二次粘土包括(1)廢黏土,在應(yīng)用前需要進行活化處理,例如采石場制造副產(chǎn)品、造紙工業(yè)污泥和大壩沉積物等;(2)黏土廢物 ,包括破碎的瓷磚、磚塊碎片或陶瓷廢物等,它們已經(jīng)受到不同程度的熱處理并具有一定程度的火山灰反應(yīng)性,但需經(jīng)過進一步的機械及熱處理保證其性能一致性。

? ? 各類黏土的煅燒溫度均在850℃以下,超過該溫度后基本喪失火山灰活性。黏土活化工藝包括回轉(zhuǎn)窯、流化床和閃燒(懸浮煅燒)工藝。這其中懸浮煅燒工藝是目前最佳技術(shù)途徑,可降低能耗40%,大量球形顆粒產(chǎn)物也可以減小水泥產(chǎn)品需水量。

? ? 中材國際(南京)在自主開發(fā)的新一代懸浮煅燒生產(chǎn)線上600 t/d 黏土尾礦的工業(yè)試生產(chǎn),產(chǎn)品燒成熱耗為1 800 kJ/kg,生產(chǎn)的產(chǎn)品完成了 LC3水泥的試制和工業(yè)化應(yīng)用。

? ? 煅燒黏土作為原料生產(chǎn)水泥,減碳潛力巨大,熟料熱耗約3200kJ/kg,煅燒黏土熱耗僅為熟料的56%左右。單位熟料碳排放量約900公斤/噸,其中石灰石分解約0.5噸,燃料消耗約0.4噸。煅燒黏土基本不涉及碳酸鹽分解,因此其生產(chǎn)過程中碳排放約0.2噸/噸產(chǎn)品。

? ? 因此,用煅燒黏土替代30-50%的熟料生產(chǎn)水泥碳減排效果極其顯著,而碳減排產(chǎn)生的收益可以反補煅燒黏土的生產(chǎn)成本。未來在沒有混合材的地區(qū)以及協(xié)同處置處置廢瓷磚、紅磚等建筑垃圾的水泥企業(yè)可考慮該技術(shù)路線。而粘土類廢棄物的處置利用可進一步提升碳減排量及效益。

? ? 由中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所主辦的“2024中國水泥技術(shù)年會暨未來水泥與混凝土發(fā)展研討會”即將于12月6-8日在北京工業(yè)大學召開。此次會議將圍繞低碳水泥發(fā)展、各類混合材的利用、固廢基輔助膠凝材料的開發(fā)等展開研討。歡迎大家屆時參會交流。

圖片
第二十四屆中國水泥技術(shù)年會暨未來水泥與混凝土發(fā)展學術(shù)研討會擬定報告預覽

2024年12月6-8日?北京工業(yè)大學

(1)綜合報告

1、高性能水泥及生態(tài)建材現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(題目待定)

崔素萍?北京工業(yè)大學教授/材料學院副院長

2、德國VDZ水泥大會技術(shù)動態(tài)綜合介紹

崔源聲?中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會秘書長/建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所首席專家

3、行業(yè)技術(shù)進展(題目待定)

蔡玉良?全國工程勘察設(shè)計大師/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副會長

4、綜合報告 題目待定

張文生?中國建筑材料科學研究總院首席專家

(2)未來水泥與混凝土專題

1、鐵鋁酸鹽水泥及發(fā)展前景展望

齊冬有?建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所副所長/教授

2、水泥及混凝土材料技術(shù)進展 題目待定

李 ?悅?北京工業(yè)大學建工學院教授/黨委書記

3、新型功能膠凝材料技術(shù)進展 題目待定

劉 ?曉?北京工業(yè)大學材料學院教授

4、固廢基膠凝材料研究進展

王棟民?中國礦業(yè)大學教授

5、硅鋁質(zhì)磷酸鹽水泥的發(fā)展及性能優(yōu)化

林 ?輝?北京工業(yè)大學博士

6、德國VDZ水泥大會低碳水泥與低碳混凝土技術(shù)進展介紹

? ? 發(fā)言人待定

(3)水泥窯燒成、協(xié)同處置與替代原燃料、超低排放專題

1、題目待定 邀請中

彭學平?中國建材裝備集團有限公司副總工

2、氫能新能源行業(yè)應(yīng)用技術(shù)進展/氮氧化物超低排放技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢 題目待定

汪 ?瀾?中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副會長/中國建筑材料科學研究總院教授

3、替代原燃料應(yīng)用技術(shù)及案例

陶從喜?華潤水泥技術(shù)總監(jiān)

4、協(xié)同處置水泥窯系統(tǒng)的能耗標定

周曉東?金隅北京建筑材料科學研究總院專家

5、微晶新材料在水泥窯協(xié)同處置防腐蝕、抗結(jié)皮領(lǐng)域的應(yīng)用

呂 ?暘?晶牛微晶集團有限公司經(jīng)理/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副理事長單位

6、金隅冀東水泥替代燃料等綠色低碳發(fā)展技術(shù)介紹(題目待定)

姜雨生?金隅冀東水泥綠色低碳推進部部長

7、水泥行業(yè)工業(yè)潤滑油技術(shù)現(xiàn)狀及其在節(jié)能降耗中應(yīng)用/余熱發(fā)電換熱器防結(jié)皮防腐技術(shù)介紹

王運強?中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會專家

8、納米隔熱材料在水泥生產(chǎn)節(jié)能降耗中的應(yīng)用

劉禮龍?天津南極星隔熱材料有限公司總經(jīng)理/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副理事長單位

9、碳基脫硝爐聯(lián)合氨基SNCR氮氧化物超低排放技術(shù)及應(yīng)用

過建新?陜西柏能工業(yè)技術(shù)有限公司經(jīng)理/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副理事長單位

10、水泥企業(yè)能效提升及氮氧化物超低排放一體化技術(shù)改造技術(shù)及案例分享

李向東?中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會專家

11、氮氧化物超低排放技術(shù)進展及新一代SCR稀土基催化劑介紹

祝社民?南京工業(yè)大學教授

12、水泥窯NOx超低排放的工程技術(shù)與實踐

肖國先?南京巨華工業(yè)技術(shù)有限公司總經(jīng)理

13、國內(nèi)外混合材使用概況及多元復合硅酸鹽水泥標準介紹

徐 ?榮?建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所水泥技術(shù)中心主任

14、德國VDZ水泥大會燒成領(lǐng)域技術(shù)進展介紹

??? 發(fā)言人待定

(4)粉磨專題

1、國內(nèi)外粉磨技術(shù)進展

杜 ?鑫?天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司專家

2、實現(xiàn)水泥粉磨最佳電耗的技術(shù)途徑與措施

3、粉磨系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造案例及經(jīng)濟效益分析

4、智能控制系統(tǒng)在水泥粉磨系統(tǒng)的應(yīng)用及案例分析

5、地聚物水泥等新型低碳膠凝材料的生產(chǎn)及發(fā)展前景

6、水泥粉磨過程中顆粒級配控制方法及其分布對水泥性能的影響

7、水泥粉磨系統(tǒng)最佳實用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝備

8、德國VDZ水泥大會粉磨技術(shù)進展介紹

(5)水泥與混凝土助劑專題

1、水泥與混凝土助劑技術(shù)進展 題目待定

王劍鋒?北京工業(yè)大學教授

2、未來水泥與混凝土展望 題目待定

王子明?北京工業(yè)大學教授

(6)六零工廠管理與技術(shù)專題

1、六零工廠管理科學與技術(shù)進展 題目待定

孫星壽?中國建筑材料聯(lián)合會總經(jīng)濟師

2、題目待定? 邀請中

蔣德洪?新天山水泥總工/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副會長

3、題目待定

陳延信?西安建筑科技大學教授/中國硅酸鹽學會工程技術(shù)分會副會長

4、水泥行業(yè)碳資產(chǎn)管理現(xiàn)狀及碳交易分析

吳端靜?建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所認證評價中心主任

5、德國VDZ水泥大會碳捕集技術(shù)進展介紹

? ? 發(fā)言人待定

6、德國VDZ水泥大會數(shù)字化、數(shù)據(jù)利用、人工智能應(yīng)用在水泥企業(yè)應(yīng)用介紹

? ? 發(fā)言人待定

? ??更多報告和議題,正在征集之中…

會議組委會

主??? 任:

崔源聲 崔素萍 李 ?江 于興敏

合作商洽:

徐? 榮(18610680816)蔣永富(13901154129)

會議報名:

張麗穎(13641192109)

專題召集人:

(1) “未來水泥與混凝土專題”

聯(lián)系人:徐? 榮(18610680816)

(2)“水泥窯燒成、協(xié)同處置與替代原燃料、超低排放專題”

聯(lián)系人:徐? 榮(18610680816)蔣永富(13901154129) 蔡成軍(13810147101)

(3)“粉磨新技術(shù)專題”

聯(lián)系人:田桂萍(15810712209)

?(4)“水泥與混凝土助劑技術(shù)專題”

聯(lián)系人:吳端靜(13701141788)

(5)“六零工廠管理與技術(shù)專題”

聯(lián)系人; 徐? 榮(18610680816)蔣永富(13901154129)

電話/傳真:010-51164615/65763981

地? 址:北京市朝陽區(qū)管莊東里1號 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所 ??

論文投稿郵箱:infocement@126.com

第二十四屆中國水泥技術(shù)年會邀請函鏈接

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