'賈華平：水泥技術的發展與展望'

水泥行業的發展趨勢：追求生態文明，實施綠色發展；通過大數據、物聯網，實現智能工廠。

一、追求生態文明

追求生態文明，首先是解決環境汙染問題。水泥生產的汙染源，主要是生產排放的廢氣。而廢氣中的汙染物，主要有粉塵、二氧化硫和氮氧化物等。

　1、就粉塵治理來講，經過幾十年的發展，已經發生了翻天覆地的變化。

晴天“揚灰”廠，雨天“水泥”廠的狀況早已成為歷史，現在的水泥廠都已經成為花園式工廠。

上世紀六七十年代的主力立窯水泥廠

上世紀七八十年代的主力溼法水泥廠

新世紀現代化的水泥廠

2、二氧化硫和氮氧化物的治理，已達到世界領先水平。

拿最難治理的氮氧化物來講，與世界上環保最嚴的德國相比。德國在2018年才降到200毫克，我國多數地區已經降到100毫克，而且個別地區已經自發的降到50毫克(這是部分地區超低排放的標準)。

河南宏昌公司SNCR+(高溫電除塵+SCR)脫硝系統

目前，世界上能夠實現氮氧化物超低排放的措施，只有SCR技術。但SCR技術，不僅存在氨逃逸問題，而且採用V2O5/TiO2系催化劑。美國、歐盟環境署、中國國家環保部已經將V2O5定為劇毒汙染物，還存在一個催化劑回收處理問題。

可喜的是我國的南京工業大學，已經開發出環境友好型低溫催化劑。無須噴氨、不存在氨逃逸問題，無毒無害、不需要回收。目前，已經在青海、江蘇幾條水泥窯試驗，能穩定達到50毫克以下，多數運行在20-30毫克之間。進一步定型後，即可大面積推廣。

3、處理生活垃圾、消納其他工業汙染。

水泥行業不僅解決了自身的環境汙染問題，而且還消納了大量的廢礦和工業廢渣，而且還很好的開發了垃圾處理和危廢處理，正在為整個國民經濟的生態文明作出貢獻。

二、實現綠色發展

綠色發展的概念，除了前述的汙染治理和廢物利用以外，還包括減少各種資源消耗，特別是不可再生的礦物資源，當然包括二次能源-電能。

1，對現有工藝的優化

減少能源浪費-流化床水泥窯的開發。流化床水泥窯，將現有預分解系統的預熱、分解、煅燒、冷卻集成一體，大大簡化了系統工藝。縮短了工藝流程、減小了系統阻力、降低了電耗，減小了散熱面積、減小了散熱損失、降低了熱耗；特別是取消了最難維護管理的迴轉窯和冷卻機，既降低了電耗和熱耗，又簡化了管理、提高了裝備的可靠性和運轉率。

流化床水泥窯，與現有的預分解工藝相比：投資進一步降低，佔地大幅度減少，系統更加簡單，管理更加方便。特別是，熟料電耗降低約20%，熟料煤耗降低20%。

世界上第一臺，也是截止目前唯一的一臺，淄博1000t/d流化床燒成系統。

2，對能源結構的優化減少對礦物能源的消耗

國家發改委(2019年3月份)聯合7部門，發佈了《綠色產業指導目錄》，將綠色發展分為：①節能環保、②清潔生產、③清潔能源、 ④生態環境產業、⑤基礎設施綠色升級、 ⑥綠色服務。

對水泥行業來講重點是：①節能環保；②清潔生產；③清潔能源。　

在①節能環保方面，主要是抓好高效節能、先進環保、循環利用、廢物利用，等技術裝備的研發和推廣;

在②清潔生產方面，主要抓好生產全過程的廢物減量化、資源化、無害化，等技術裝備的研發和推廣。

在③清潔能源方面， 比如取消礦物能源，不允許水泥行業再使用煤炭、甚至石油等礦物燃料。

2019年3月26日國際能源署又發佈了全球碳排放報告，2018年全球與能源相關的CO₂排放，較2017年又增加1.7%，達到330億噸，再次疾呼：“再次凸顯各方需要採取緊急行動的迫切性，開發清潔能源的解決方案”。

2017年底，我國工信部曾對鋼鐵、水泥行業做過用電替代燃料的調查。這不是沒有可行性，比如利用地熱。2017年我國在青海共和盆地鑽獲的高溫乾熱巖體，初步勘探按照2016年的能源消耗，可以使用2900年(沒有打錯，就是2900年)，而且不會產生任何汙染。

既有需求、又有資源、還有效益，為什麼不幹？肯定是一個方向。或許只是一個時間問題，我們必須有所準備!

3，顛覆現有生產工藝，從根本上減少消耗、降低浪費

現有水泥生產已有100多年的歷史，雖然在技術和裝備上取得了很多、很大的進步，但在工藝原理上始終未能突破。然而，隨著現代技術的發展，現在可能已經具備了突破的條件。

我們先來看一張水泥工藝原理圖，看看有沒有問題、有沒有潛力可挖。

我們知道，所謂混凝土實際上就是一種人造岩石， 而大自然中的岩石並不都是經過高溫合成的。根據礦物學 P-T-t 成礦原理，大自然用了壓力、溫度、時間三個資源，而我們的水泥熟料生產只用了 T-t 兩個資源，如果我們也把 P 引進來會怎麼樣呢? 世界上已經有人在做這方面的研究，而且已經取得了實驗室成果，正在向工業化推進。

三，關於智能水泥廠

第四次工業革命的浪潮已經掀起，5G時代的呼聲越來越高，工業物聯網時代即將全面開啟。而且，必將為以智能工廠、智能運輸、智能物流為主題的工業4.0奠定基礎，智能工廠躍躍欲試。水泥行業也不甘落後，包括中國建材、海螺等水泥龍頭企業，也開始了建設自己的智能工廠。

1、什麼是智能工廠?

智能應該具備的起碼能力：一是具有感知能力； 二是具有記憶和思維能力;；三是具有學習和自適應能力； 四是具有行為決策能力。

所謂智能製造，並不單單是生產製造上的自動化、智能化，準確的說，自動化、機器人、無人化都不等於智能化！更是應用到從數據層的機器視覺、射頻識別、傳感器等，到網絡層的物聯網、大數據、雲計算等，再到執行層的智能裝備、機器人、3D打印等，最後形成智能工廠的總體方案，而且其產品也必須是智能的。

根據工信部《智能製造發展規劃(2016-2020年)》，對“智能製造”的定義：“智能工廠”涵蓋：智能裝備集成、計算機輔助工具、生產管理、供銷系統，通過大數據、物聯網、雲計算實現智能化互操互控、生產出智能產品，進而實現生產資源、裝備運行、工藝流程、業務流程、資金流程的動態協同配置，總體構成智能工廠。

所謂智能裝備，屬於上游裝備製造廠的智能產品。對自身關鍵部位的關鍵參數，諸如油品、上油、過水、位移、溫度、振動等，具有感知、分析、推理、決策、控制、外傳功能，能方便接入智能工廠的集成系統、方便智能工廠的運行管理和維護維修。

智能工廠具有如下特點：

生產廠通過物聯網獲取定製，通過物聯網把原料和生產設備連接起來，根據用戶喜好的特性，適時多品種、小批量、差異化針對性定製生產，再通過智能物流系統發送給用戶；

而且其產品也必須是智能的，可以收集用戶信息通過物聯網上傳給生產廠，方便生產廠提供售後服務和優化改進，進一步獲取附加值；

而且生產設備也是智能的，通過物聯網實時上傳數據反映自身狀況，方便生產廠調劑任務和檢修維護、方便原有設備製造廠的優化改進和售後服務。　

智能工廠的廣義發展，智能工廠不可能獨立存在，每個智能工廠都必須通過物聯網，將它的上游生產廠和下游生產廠聯接起來，人類勞動最終被人工智能取代。如果你的產品不是智能的，將無法與上下游的智能工廠聯接；因此，也無法在智能化時代贏得市場！

我們的水泥呢？也應該向智能產品邁步了！誰先行一步誰就會贏得主動，誰落後一步誰就會被動挨打。

2，關於智能水泥廠建設

中國水泥從1996年4.9億噸拿下世界第一後，就一路領先到現在，規模不可謂不大；　但勞動生產率還有待提高。國內5000t/d單線用工多數還在200人左右，先進水平的也在100人左右；而泰國同等規格的“老城堡”水泥廠，每班只有3個人，主要是應付突發事件。其中中控室1人(而且包括化驗室所有職能)、現場巡檢2人。

如此高的生產效率，一是要有可靠的裝備運行，二是要有高度的自動化和智能化。高度的智能化，離不開大數據。

智能水泥廠的建設是一個龐大的工程，目前尚處於起步階段，控制原理尚需要突破、特別是大數據需要逐步積累。因此，不一定就要建設嚴格意義上的智能水泥廠，不妨先行起步建設智能化水泥廠。把目標定的過高，只能坐失發展機會!

裝備、工藝、監測、計量、程控、可視、統計、分析、建檔、物聯等，這些基礎的東西，不僅是智能水泥廠的必須，對提高現有企業的運營水平也是卓有成效的。如果這些條件不具備，在建設真正的智能水泥廠以前，不妨先在這幾方面給予完善提高，這就是智能化水泥廠。

智能水泥廠建設不可能一步到位，特別是大數據需要自己逐步積累，別人替不了你，智能工廠的建設總是在逐步優化中完成的。

不完善不可怕、不到位不可怕，可怕的是一味的強調完美、到位，遲遲不肯起步!

（來源：水泥人網 ）