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德国水泥行业替代燃料发展概况及其启示

来源:徐荣 日期:2024-06-07 访问量:394 次

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今年是波特兰水泥发明200周年,水泥技术发明于英国,产业兴起于法国,技术完善于德国。当前形势下,水泥企业如何能够渡过难关,转型升级,成为“未来水泥厂”?在我国水泥生产成本50%左右来自于燃料的情况下,今天我们从德国水泥工业及替代燃料使用的概况解析角度来寻找可能答案。

德国水泥行业概况

    德国现有31个水泥厂及21个水泥粉磨站,年熟料产能约2390万吨,水泥产能约3200万吨,相对应的德国人口约8300万人。

    德国拥有新型干法水泥窑39条,还有6台立波尔窑和8台立窑。新型干法窑平均规模为2600吨/天左右。

    水泥综合能耗方面,德国水泥单位综合能耗约116公斤标煤/吨水泥。构成上,其中电耗约7公斤标煤/吨水泥,替代燃料约68公斤标煤/吨水泥,化石燃料约41公斤标煤/吨水泥。

    熟料热耗方面德国水泥工业通过采用新型超短窑、低阻高效预热器、多点多层喂料喂煤分解炉、高效篦冷机、新型多风道煤粉燃烧器、高效的密封装置和新型自动控制系统等一系列新技术,使熟料单位热耗已降到92-102标煤/吨熟料的高水平。

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德国水泥工业替代燃料发展概况

    德国水泥工业自上世纪50年代开始以废旧轮胎作为部分替代燃料在水泥窑中应用;1970年代煤炭逐渐被石油焦和替代燃料取代;1980年代开始使用家庭废弃物作为替代燃料。但是直到1985年,德国燃料替代率仅为2%左右,与我国近年情况类似。1985年之后其替代燃料逐渐扩展到工业、商业及环保废弃物。

    直到1990年前后,德国水泥企业还都是每家专门装备一套处置可燃废弃物的预处理设备系统,用以预处理少量的原生可燃废弃物,分离出来的可燃物为自己的水泥窑炉所专用。我国现在利用水泥窑炉协同处理原生态城市生活垃圾等可燃废弃物的所有模式与德国30年前的状态基本一致,显然处在初级阶段。后来发现这种模式不仅效率低、处理可燃废弃物量小、不经济,而且使大面积推广受到了限制。于是出现了不少专业从事回收处理城市生活垃圾等可燃废弃物的技术公司,将其制成方便运输和储存小颗粒状的称为“垃圾衍生燃料”RDF。2000年以后,那些专业的生活垃圾、工商业废弃物回收公司已能生产出更好的“固体回收燃料”SRF(Solid  Recovered  Fuel)。SRF是在RDF基础上研发出来的,性能比垃圾衍生燃料RDF更好,热值基本在3600-5000大卡左右。并且,SRF是一种非常环保的燃料,其CO2的排放量仅为煤炭的四分之一,NOx的排放量也显著降低。

    目前德国替代燃料的70%被其水泥行业使用,其次是火电和垃圾焚烧发电厂。水泥行业燃料替代率也超过了68%。替代燃料热能利用效率上水泥厂能达到68-70%,而垃圾焚烧电厂仅为33-35%。

    替代燃料种类上,德国水泥行业使用的替代燃料固体类包括:废轮胎、废橡胶、塑料、碎地毯、干化生活垃圾、漂白土(吸附有机杂质后)、碎纸及造纸废渣、废木料、骨肉粉、可燃工业固废、废屋面材料、废沥青等;液体类包括:废煤油、废漆剂、废清漆、动物脂肪、液态可燃有机废弃物、废机油、浆状油渣、蒸馏残渣等;气体类主要为贫煤气。

对我国水泥行业的启示

  1. 烧成合格熟料的理论热值不可改变,技改固然可以降低能耗,但更大的降低能耗空间是替代燃料。实际来说德国水泥生产线的先进度已经不能与我国的先进生产线相比,但是通过替代燃料的使用,使其煤耗远低于我国水泥企业。
  2. 目前我国替代燃料不管是所用种类、替代率还是技术设备及运营模式仍处于起步阶段。德国的发展经验值得借鉴。
  3. 替代燃料的主要来源首要考虑的仍是市政废弃物及地域特色的工业固废。我国水泥行业也将是未来替代燃料消耗的第一行业,稳定足量的替代燃料需要提前布局。未来没个水泥厂,至少每个水泥集团要有自己的替代燃料工厂,才能保证品质降低成本。
  4. 从德国经验来看,长远上未来我国水泥企业使用替代燃料可降低能耗、成本、碳排放,也会有相应的政府补贴。是值得企业重点关注的领域。
  5. 也许,未来市政垃圾处置补贴将不再补在发电上而是直接补贴到垃圾本身。那对我们水泥行业来说将是绝对的大事件。
   即将于7月19-21日在厦门举办的“水泥窑协同处置废弃物与固废替代原燃料技术交流大会”将围绕替代燃料开展深入交流,欢迎大家届时参会交流。

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