水泥工业的清洁生产
环境工程0901班
小组成员：刘小青 李丰
陈健健 陈雪萍
水泥
水泥素有“建筑工业的粮食”之称，是三大重要建筑材料之一，使用广，用量大。（这里可以插入图片）
我国水泥工业的现状
目前，我国水泥行业的特点仍然是数量大而技术先进的新型干法企业少，发展快而平均规模小，粗放型管理等。例如，2004年全国水泥生产能力达9.7亿吨，其中窑力生产5.76亿吨，占总产量59.4%，旋窑生产量3.94亿吨，占40.6%（占旋窑生产量20%的为落后的湿法回转窑、半湿法、普通干法生产线生产）。技术先进的新型干法窑外分解窑回转窑的产量为3.15亿吨，水泥产品95%是通用水泥，商标号优质水泥比重较低。全国大中型水泥企业熟料单位耗煤比国外标准下需消耗先进水平高40%多；水泥综合耗电比国外先进水平约高13%--19%；在环境保护方面，与国际先进水平之间的差距更大。由于长期采用粗放式生产，促
使部分资源濒于枯竭，资源的短缺已是制约水泥工业可持续发展的严峻问题。因此，改进水泥生产工业的技术以实现资源结缘利用以及可持续发展已刻不容缓这里也可以插入图片
水泥工业与清洁生产
随着我国科学技术发展和人们对生态环境意识水平的不断提高，人们对水泥的加工制造业的清洁生产与可持续发展的希望和要求也在不断被提了出来，即水泥的生产要采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工业和城市废弃物，在生产过程中最大限度减少有害污染物排放，这样生产的产品无毒无害，有利于经济建设和促进循环经济的发展，使人们的生存环境成为一个生态乐园。水泥工业的范畴属于粉体工程，水泥工业的清洁生产必须采用创新的粉体技术和设备，要把生态环境意识贯穿或渗透到水泥产品和生产工艺的设计之中。
我国水泥工业取得了惊人的发展，然而我国水泥工业在传统工业化的道路上经历了相当迂回曲折的历程，虽然我国新型干法水泥——代表先进生产技术水平的水泥量已上升到总量的23%(2003年)，但仍有70%的立窑水泥和一些湿法窑、立波儿窑、干法中空窑等
生产方式的水泥，产业结构调整在我国仍然是一项艰巨的任务。我国水泥工业不可持续发展的因素很多。 就要按照生态规律组织生产、消费和处理废弃物，使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，水泥工业的范畴属于粉体工程，水泥工业的清洁生产必须采用创新的粉体技术和设备，要把生态意识贯穿或渗到水泥产品和生产工艺的设计之中，当前中印的一步就是“清洁生产”。
水泥工业清洁生产的概念 清洁生产的定义
清洁生产是一个相对抽象的概念，没有统一的标准，1996年联合国环境署对清洁生产的定义是：清洁生产是指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险。
在实际工业生产中，所谓清洁生产，就是在工业生产中不断改进设计，使用清洁的能源和原料，采用先进的工艺技术和设备，改善管理，综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
水泥工业清洁生产指的是，合理而有限的利用自
然资源和能源，使用先进的生产技术和装备，生产全过程控制污染，有效利用废弃物，生产符合工业标准的且无毒无害的水泥产品。
清洁生产的范围
在水泥产品的生命周期中，“原料和燃料、生产制造、包装出厂”的3个环节，是清洁生产主要控制的3个阶段，因为水泥的应用是以混凝土或水泥制品的形式完成的，因此产品的使用对环境负荷的影响，已经不在水泥产品工艺范围之内了，同样废旧的混凝土作为混凝土骨材的再循环使用或完全废弃对环境负荷的影响，也不属于水泥生产范畴，因此，水泥工业的清洁生产不考虑产品出厂后的工程应用、再利用以及废弃等环节的内容。
控制范围
水泥工业的清洁生产范围是从石灰石原料矿山(其他原料是从到达厂内)开始，直到产品出厂为止，包括了生产的全过程。
清洁生产的内容包括两方面，即水泥生产工艺和水泥产品，在生产中贯彻环境意识，控制水泥产品在原料、燃料准备、生产过程和水泥产品质量的环境负荷，不对环境造成污染和损害，使水泥产品不单满足工业标准要求而且不含有毒有害物。
清洁生产的目标
清洁生产是水泥工业变革的表现之一，它推动了以环境保护为基础的绿色建材的蓬勃发展。实行清洁生产是可持续发展战略的要求，关键因素是要求水泥生产提高能效，开发更清洁的技术，消纳工业废渣和城市垃圾等对环境有害的废弃物，实现环境和资源的保护和有效管理。具体来说水泥工业清洁生产的目标是： (1)通过资源的综合利用，天然资源的高效利用或代用，二次资源的利用及节能、降耗、节水，减缓石灰石、粘土、煤炭、水资源的耗竭。
(2)减少废物和污染物的生成和排放，使水泥产品与环境相容，降低整个水泥工业生产活动对人类和环 境的风险。
清洁生产制定的原则
“清洁生产规范”根据产品生命周期分析理论的要求，对水泥工业的资源能源的节约使用及有效利用、生产技术与设备的要求、生产过程控制、工业废弃物利用以及排放污染物的控制指标等方面进行了规定，重点 是由末端治理污染控制向生产全过程控制转变，主要制定原则如下：
(1)珍惜有限的自然资源和能源，减少石灰石等天然矿物及煤炭、电力的消耗，因此推荐采用先进生产技
术和装备，在推广新型干法水泥的同时，加快淘汰落后的水泥工艺技术，特别是立窑生产线。
(2)按照从源头抓治理的思路，体现生产全过程的生产控制和污染预防控制的原则。
(3)污染物排放控制完全符合国家环保总局提出的要求。
(4)废弃物的再循环使用以及城市垃圾、下水污泥等有效使用，是循环经济与可持续发展对水泥工业提出的要求，将废弃物减量化、资源化和无害化、或消灭于水泥生产过程中，将对人类社会作出重大贡献。清洁生产规定的基准数值是在参考了国内外现有企业的综合数据基础上，考虑到国内现有基础和实际情况下确定的，无论是现有企业还是新建企业，必须通过技术进步和加强管理才可以达到，同时对先进企业进行鼓励。
水泥工业清洁生产的内容
水泥工业清洁生产的内容，主要包括在水泥生命周期(原燃料一生产制造—包装出厂一工程应用一废弃)中的前3个环节中，即：
◆原料、燃料：能否使用低品位的原燃料，能否使用替代燃料和原料，是有效利用资源的关键； ◆生产制造：在加工生产过程中，若能采用先进技术
和装备，可以降低各种消耗指标和减少排放或不排放污染物，即从源头上进行有效控制，解决末端治理存在的问题，在生产控制设计上，要使中央控制室24 h 都对废气废水排放、噪音、振动等进行环境检测与管理，同时工厂对环境有无超标影响(如粉尘、s0
2、No小C02等)，都能远程监察，以利当地环保部门对水泥厂的监督管理；
◆包装出厂：中央化验室要对产品严格检测，产品要符合工业标准和不含有毒有害物。尽量散装出厂，可节省大量制袋所需的木材等原料以及造纸用水。 关于工程应用，主要由用户按照自己的需要去使用，因为要先甩水泥制成混凝土才能在工程上应用，所 以产品水泥一定要符合相关工业标准，并且要无毒无害。
建筑物或构筑物被废弃后，将产生大量废弃混凝土，可叫做建筑垃圾，也是一种公害，现在正在研究将其 破碎后作为新混凝土骨材，或磨细后作为水泥的原料，但现在还没有被正式应用。
清洁生产的要求和指标
关于生产工艺和生产线规模
我国新型干法水泥(即现代水泥工业)产量只占全国总产量23％，而70％以上的水泥产品仍属于传统的
落后的水泥工艺，如普通立窑、机械立窑、湿法窑、干法中空窑、立波尔窑、余热发电窑、半干法窑、立筒预热器窑和旋风预热器窑等。但在国外，新型干法水泥生产线是普遍采用的生产形式，在可以预见的将来，仍将定位在以新型干法水泥生产技术上，目前尚没有其它更好的水泥制造技术可以取代新型干法水泥生产技术。 而水泥熟料高温烧成设备仍将坚持采用回转窑，原因是回转窑热工场容易稳定，易于大型化。生产线大型化是规模化生产的必备条件，而规模化生产又是现代化工业的基础，水泥制造业作为基础工程材料工业，生产线大型化是必然趋势，世界上先进国家纷纷推出大型生产线，我国还存在大量规模很小的(
我国发改委正在制定水泥工业《产业结构调整方向暂行规定》和《产业结构调整指导目标》，主要提出的内容是鼓励兴建4000 L／d及以上新型干法水泥生产线(西部地区为2000 L／d及以上新型干法水泥生产线)， 对于2000∥d以下生产线(西部地区为1000 L／d以下生产线)将属于限制类，而立窑、中空窑、湿法窑和立
波窑是禁止新建的，并且现存在的这几种窑型生产线将被改造或淘汰。
此外由于回转窑所具有的独特的高温煅烧环境以及水泥熟料生产工艺的特点，使水泥工业具有消纳工业废弃物的功能，因此水泥生产要加强废弃物的利用。 根据以上情况，在清洁生产的工艺方法和生产线规模方面，有如下考虑：
◆鼓励兴建新型干法水泥生产线，其规模最好在日产2000 t熟料以上；
◆现存的新型干法以外回转窑生产线(中空窑、湿法窑和立波窑等)，要按清洁生产的指标搞好企业生产，希望改建成新型干法；
◆一般立窑应尽快淘汰，生产指标和环境指标好的机械立窑生产线，应执行清洁生产的有关规定，希望尽快淘汰或改建成新型干法。一般来说，从原材料的有效利用和防止对环境有害影响方面，立窑生产线是很难达到清洁生产要求的，立窑工艺也不能使用可燃废弃物，从可持续发展方面来看，立窑是没有前途的。
生产设备
在清洁生产规范中应遵循这一精神，水泥企业应采用技术先进、运行可靠、节能降耗、清洁生产的成套设备，以促进产业升级和结构调整。
20多年来，我国水泥行业的科研、设计、生产企业与装备制造厂家紧密合作，共同攻关，开发了一大批有自主知识产权的水泥机械和装备，并且在大型化、高效化、智能化、环保化等方面取得了很大成绩，如各种
新型大型化的分解炉、预热器、高效篦冷机、大型的滑履轴承球磨机、大型高效辊磨、大型高效辊压机、大型高温风机、大型高效破碎机、大型预均化堆场所用的堆取料机以及它们的控制设备等。在推行我国水泥工业清洁生产时，首先应推荐用户使用国产节能降耗、环保型的设备，在行业制定清洁生产规范时，应介绍当前节能降耗、环保型国产设备的性能指标。
生产过程控制
要做到清洁生产，重要的是从“源头上”削减污染，提高资源的利用效率，应该改变过去重点抓“末端治理”的片面现象，因此生产全过程控制是清洁生产的核心。
生产全过程控制一般包括如下内容：
◆水泥单位产品的热耗、电耗及其他各种消耗，根据国外报导的最新和最先进指标以及国内标定的不同水平工厂实际情况，可以有几个不同级别的指标。 ◆低品位原燃料的利用天然矿物资源的逐步枯竭，已
引起世界各国的警觉和重视，今后再也不能以牺牲环境和资源为代价来发展生产，“既要满足当代人的需要又不影响子孙后代长期的需要”，这就是可持续发展的内涵，所以我们一定要节约使用天然资源。
在现实中，优质的石灰石及煤炭越来越少，迫使我们开发使用低品位的原燃料，近年来，cao含量
◆采用工业废弃物和城市垃圾
我国水泥工业自上世纪60年代开始，就已利用工业废渣，70～80年代工业废渣的种类和数量在不断增加，除矿渣外，粉煤灰、煤矸石、钢渣、磷渣、赤泥等相继进入水泥生产领域，在废渣利用上我国的成绩还是非常显著的，然而我国以往大部分是采用混合材的方法加入到水泥中，尽管这种利用方法也很重要，但随着技术的发展，必须考虑在水泥配料中使用和对超细混合材的研究，对混合材的评价除活性指标外，还要研究对水泥性能的影响及产品无害化的检测，如矿渣的放射性问题。我国现在每年约产生10亿t工业废弃
物，2亿t城市垃圾，今后还会有很大的增长，也就是说在水泥工业中处理城市垃圾、下水污泥及一些有毒有害物(不含医疗垃圾)是新出现的“任务”，国外在上世纪90年代中以后，这方面有很大的进展。例如：在欧洲和美国对焚烧垃圾和有毒有害物已取得很大进展，燃料替代率在20％。80％，而日本使用垃圾焚烧灰开发制造了新品种水泥——生态水泥，性能与强度几乎与硅酸盐水泥一样。在日本凡是可烧的工业废弃物与城市垃圾都可以送人回转窑燃烧，即处理了废弃物和垃圾又节约了天然燃料，降低了生产成本。然而，国外一些国家在利用废弃物时是有质量要求的。 我国最近几年也开展了这方面的研究和开发，但是，这件工作不单是水泥工业的事情，它是社会经济的一项系统工程，它需要全社会的综合平衡与考虑，需要全国环保和有关行业部门的共同参与，对工业废弃物、城市垃圾等的管理与供给系统应该建立全新的模式，国家要制定相关的政策，在外部环境上给水泥工业创造生态化的条件，当然，水泥工业与其他部们还要从技术上开发生态化的工艺和装备。
从清洁生产的要求来看，应有以下几方面的指标： ◆使用可燃废弃物燃料替代率；
◆工业废弃物作为混合材或填充材利用率；
◆工业废弃物在配料中使用的利用率； ◆ 以上三种情况的综合利用率。
关于余热利用
在水泥厂热工工程的单位操作中，有很多余热产生，如果不能利用是很大的浪费，到目前为止对回转窑 的筒体散热损失仍不能很好利用，然而烧成系统排出的废气有大量的热焓可以使用，一般用来余热发电，随着新型干法水泥的发展，主要利用窑尾预热器排气的400℃以下余热和窑头冷却机200℃左右的低温废气。
天津水泥工业设计研究院作为“八五”攻关项目，开发并逐步完善了两种发电系统：带补燃锅炉的中低温余热发电系统以及不带补燃锅炉的纯低温余热发电系统，现已积累了水泥厂余热发电技术指标。在清洁生产规范中应提出这方面的指标，而指标的确定要根据国内水泥厂的生产实际情况。
污染物排放限值的确定 、
这方面的数据应完全采用国家环保总局制定的GB4915—2004国家标准(水泥工业大气污染物排放标准)，在这个标准中相当详细地规定了现有生产设备和新建及2010年后生产设备排气筒颗粒物、s0
2、NO，和F化物排放限值，此外，还对环保相关生产工艺管
制和操作规范、排气筒的高度等作了规定，对排气筒中大气污染物监测方法和分析方法、对厂(场)界外粉尘无组织排放的监测进行了规定，水泥工业清洁生产应无条件执行这一标准。
环境管理和生产过程环境管理
以往我国对水泥厂的环境管理和生产过程环境管理，从来没有严格治理过，除新型干法水泥企业外，大部分水泥厂仍处于“脏、乱、差”的环境中，特别是小水泥企业每年排放的粉尘可达产量的2％～3％，一些矿山几乎是无序开采，开采后也不注意尾矿填埋和开采面的植被，不单对景观造成了很大损坏，而且对生态环境、矿产资源造成了很大破坏，一定要改变这种状况，必须对矿山开采专门做出环境保护的严格规定。 此外，在生产过程中的物料输送，贮存与处理都要有环境保护措施，对于废水和污水排放应执行GB8978—1996《污水综合排放标准》。关于噪声，应该按照国家GBl2348—90《：工业企业厂界噪声标准》执行。
关于水泥品质的规范要求
我国将水泥分为两大部分，即通用硅酸盐水泥和特种水泥。通用硅酸盐水泥分为6种，如：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，都有国家标
准。出厂水泥的质量要求如下：
◆必须符合工业标准；
◆放射性控制要满足GB6566标准中内照射指数和外照射指数的限量要求；
◆微量重金属含量必须在控制值之内(目前国内还没有标准，但是欧洲一些公司有控制值，我国可以作为参考)。
清洁生产的评价和审核
清洁生产评价
清洁生产是个相对性的概念，是与现有的生产工艺比较而言的，按照水泥生命周期评价或称为环境协调性评价原则(L．A)，从技术和装备、生产过程控制和产品品质等三大方面进行评价，可以分为若干子项设定分值，根据累加打分结果，评定一个企业的清洁生产水平。
子项的设定要根据我国水泥工业的现实情况，例如当前可以有：采用先进技术和设备情况，生产过程控制指标(热耗、电耗、节约资源与低品位原燃料的利用、代用粘土、循环水比例、废弃物利用比例和废弃物的品质要求、有否余热发电、污染防治和环境治理、生产环境治理等)，产品品质管理(是否符合工业标准、有无有毒有害物、放射性是否合乎标准)等。
清洁生产审核
清洁生产审核即为清洁生产审计，应该在政府有关部门(例如发改委和环保局)及行业主管部门组织下进行，具体评定可由专门成立的评价专家组进行。
实施清洁生产的可能性
随着我国科学技术发展和人们对生态环境意识水平的不断提高，人们对水泥的加工制造业的清洁生产与可持续发展的希望和要求也在不断被提了出来，并且认识到“绿色建材”是人们追求的目标，即水泥的生产要采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工业和城市废弃物．，在生产过程中最大限度减少有害污染物排放，这样生产的产品无毒无害，有利于经济建设和促进循环经济的发展，使人们的生存环境成为一个生态乐园。
因此可以说，对于清洁生产人们已有了感性和理性的认识。另外，近20年来，由于我国水泥行业全体职工的共同努力，使代表我国水泥生产技术水平的“新型干法水泥”得到了空前发展，取得了一大批具有自主知识产权的技术和装备，技术经济指标达到了国际先进水平，并正在推进卫so标准化，逐步纳人到国际经济一体化之中，这就使得我们推行清洁生产有了外部环境保证。
清洁生产的提出是考虑到我国水泥企业的现实状况，考虑了当前与未来环境保护及循环经济对水泥工业的要求而提出的，各项指标的确定考虑了先进性、代表性和最基本的要求。资源能源的利用好劣，主要体现在水泥单位产量的“热耗”和“能耗”上，也就是说这两项指标对水泥工业的清洁生产来说是最具有代表性的、最重要的。
为了搞好清洁生产必须从源头抓起，这就是说必须采用先进生产技术和装备，并以一定法规标准的形式 保证我国水泥工业的技术进步和可持续发展，因此我国推进产业结构调整，也必须推行清洁生产规范。 目前我国水泥产业总的特点是企业数量大，人员多，平均规模小，管理粗放，小水泥企业还占有绝对优 势，代表先进技术水平的新型干法企业数目还小，然而我们制定清洁生产的指标时，不能以落后的现实情况为标准，必须以新型干法的先进指标为目标，这对落后企业是一种鞭策，只有经过不断的努力和“艰苦奋斗”，我国水泥工业的总体面貌才能更快的改变。
结语
编制清洁生产规范，确立清洁生产制度，对我国水泥工业来说，具有很重要的现实意义，应尽快推进这一 工作，其社会效益与经济效益如下：
(1)社会效益
贯彻实行“水泥工业清洁生产技术规范”是形势的需要，是经济发展的需要，是全球经济一体化的需要， 也是走新工业道路的需要。
因此“水泥工业清洁生产技术规范”的实施有利于我国的环境保护，有利于水泥工业的结构调整，有利于 水泥工业的可持续发展，有利于走循环经济和绿色建材的道路。
(2)经济效益
实施“水泥工业清洁生产技术规范”后，可以有效节约天然石灰石和天然煤炭燃料的使用量，可以减少环境的粉尘、s0
2、NO；污染，还可以减少温室气体c02的排放，有效地利用工业和城市废弃物，同时水泥的质量可以提高，在混凝土工程中可以减少水泥的用量，总之带来的经济效益是很大的。 若按我国年水泥熟料产量8亿t和水泥产量按10亿t计，实施清洁生产法后，若水泥单位产量平均减少 消耗指标5％、工业废弃物利用率提高lo％，则可取得的经济效益是：每年可节约标准煤480万t(按120 kg／t熟料计)，节约50亿k吼电力(按100姆Ⅳt水泥计)，减少石灰石用量1．12亿t(按1．4 t石灰石／1t熟料计)。按目前市场价格初步估算全年经济效益为57～71亿元。
