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    六零路上 | 華新地維:“零化石能源”探索者

    2024-06-055991次

    (中國建材雜志)看到現場(chǎng)作業(yè)環(huán)境和相關(guān)數據,工信部原材料司和重慶市經(jīng)信委的領(lǐng)導都用“震撼”一詞表達自己的感受。

    化石燃料替代率達到60%以上,熟料單位產(chǎn)品綜合能耗降至50kgce/t以下……2024年5月15日,華新水泥子公司重慶華新地維水泥有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華新地維”)大比例替代燃料技術(shù)研發(fā)應用標桿項目通過(guò)驗收并于次日舉辦現場(chǎng)交流會(huì )。

    從提出技改方案時(shí)的10%左右到如今60%以上的燃料替代率,華新地維只用了一年多的時(shí)間。

    老廠(chǎng)也能樹(shù)標桿

    川黔、成渝鐵路交匯地——重慶江津區珞璜鎮,華新地維水泥廠(chǎng)矗立長(cháng)江南岸。

    這是一家創(chuàng )立于1971年的老水泥廠(chǎng),歷經(jīng)輝煌與風(fēng)雨。一條設計產(chǎn)能2500 t/d的新型干法水泥熟料回轉窯生產(chǎn)線(xiàn)已有近20年窯齡,2010年就開(kāi)始為周邊區域協(xié)同處置固廢、危廢,如污染土、市政污泥等。2017年,公司更名為重慶華新地維水泥有限公司。

    華新是國內較早研究和布局水泥窯協(xié)同處置固廢的水泥企業(yè)。加入華新后,地維公司的環(huán)保業(yè)務(wù)邁入了高速發(fā)展快速的快車(chē)道。處置量逐年提升的同時(shí),2022年成為建材行業(yè)碳達峰試點(diǎn)企業(yè)之一。其2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)成為建材行業(yè)典型企業(yè)碳排放解剖“麻雀”試驗田,開(kāi)展節能降碳改造提升,并承擔水泥窯大比例燃料替代技術(shù)研究攻關(guān)應用及驗證工作。

    2022年8月,中國建筑材料聯(lián)合會(huì )組織專(zhuān)家團隊對華新地維解剖“麻雀”課題進(jìn)行指導、交流;2022年9月16日,其節能降碳技術(shù)改造綜合解決方案通過(guò)審議;2022年11月17日,中國建筑材料聯(lián)合會(huì )向華新地維授牌“建材行業(yè)碳達峰試點(diǎn)企業(yè)”。

    方案通過(guò)后,華新地維就開(kāi)始緊鑼密鼓的技改之路。

    2023年2月,固廢機械入窯設施建成;2023年7月,預處理一期建成;2023年11月預處理二期建成。

    “機械入窯設施投入使用之后,燃料替代率從10%左右提升到了20%;預處理一期投入使用后,替代率最高時(shí)達到了30%以上?!比A新地維總經(jīng)理周志鵬介紹。

    2023年11月29日預處理二期投用后,華新地維的燃料替代率攀升至50%以上,到了2024年3月,燃料替代率已經(jīng)達到63.43%。不過(guò),對外公布的數據仍比較保守,他們只說(shuō)60%以上。水泥行業(yè)人大代表周金波此前調研了解到的數據是,國內水泥行業(yè)的平均燃料替代率只有5%左右。

    另一個(gè)指標也同樣令人震撼。根據相關(guān)部委文件確定的數值,國內熟料單位產(chǎn)品能耗在100kgce/t即屬于標桿水平,能達到標桿水平的生產(chǎn)線(xiàn)目前仍屬少數,而華新地維今年3月份的數據是47.98kgce/t,遠遠優(yōu)于標桿水平。

    技術(shù)“打怪升級”

    “非常不容易?!边@不僅是參與這一項目的華新人的感慨,更是驗收會(huì )上很多專(zhuān)家的評價(jià)。

    “大比例、全流程?!边@是華新水泥副總裁楊宏兵為地維公司替代燃料項目技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)總結的兩個(gè)關(guān)鍵詞。兩個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)鍵詞背后,是企業(yè)不斷遇到問(wèn)題、解決問(wèn)題的“打怪升級”過(guò)程。

    “光是替代燃料的選用就經(jīng)歷了很長(cháng)時(shí)間的摸索?!比A新地維技術(shù)部長(cháng)雷根雨向《中國建材》雜志記者表示。

    經(jīng)過(guò)近兩年不斷尋源、試用對比和規模使用,木屑、家電拆解物、橡膠顆粒、造紙輕渣等十余種替代燃料,華新地維最后選擇了三種主要替代燃料:一般工業(yè)固廢、汽車(chē)拆解物及內飾還有廢布條(料)。它們的經(jīng)濟性及性?xún)r(jià)比最高。

    周志鵬說(shuō),目前國內替代燃料沒(méi)有分類(lèi),不僅進(jìn)廠(chǎng)質(zhì)量波動(dòng)大,有時(shí)還會(huì )摻有生活垃圾、雜物、易爆物等,造成處理困難,效率低下,消防安全風(fēng)險高。

    為解決上述問(wèn)題,華新地維一方面要求燃料供應商分類(lèi)篩選,禁止大塊雜物、鐵質(zhì)物摻入,制定熱值結算標準及退貨協(xié)議;一方面要求收貨人員進(jìn)行初檢,望聞問(wèn)切,“不濕、不臭、無(wú)異物”的垃圾才可進(jìn)入預處理車(chē)間,質(zhì)控人員也會(huì )取樣監測垃圾中的水分、熱值、氯離子等指標。

    為了解決替代燃料水分含量大、熱值不穩、料流輸送不穩定等難題,他們開(kāi)發(fā)設計了替代燃料儲存、預處理、喂料等成套裝備技術(shù)與工藝。

    由于替代燃料在破碎、運輸過(guò)程中火災風(fēng)險較高,他們建立了一個(gè)全系統的消防中心,使預警監控、火情處置、隱患排查、安全管理形成嚴密的消防管理系統。

    優(yōu)化分解爐的替代燃料喂料系統,基本實(shí)現零尾煤;自主設計開(kāi)發(fā)出的多組分替代燃料混燒的窯頭主燃燒器,首次實(shí)現了窯頭的燃料替代……

    由于一些替代燃料里含有較高的氯,為解決氯離子對窯系統的影響,他們建設了窯尾旁路放風(fēng)系統,既解決了系統結皮、結圈、結蛋的問(wèn)題,還控制了熟料中的氯離子含量,確保產(chǎn)品中的氯離子含量符合國家標準。

    “由于旁路灰內摻水泥不能完全被消耗干凈,需要同時(shí)增設旁路灰水洗提鹽系統?!比A新地維技術(shù)人員介紹,經(jīng)水洗提鹽處理后,一部分產(chǎn)物作為原料可再次入窯,提取出的鉀鹽還可出售給化肥廠(chǎng)。

    再加上料流自動(dòng)化、中控智能操作系統、TES系統及水泥立磨系統,華新地維為此共投資8680萬(wàn)元。

    瞄準“零化石能源”

    60%的替代率,只是階段性成果。華新地維的目標遠不止于此。

    周志鵬透露,華新地維的目標是今年年底燃料替代率達到75%,2025年底達到100%,實(shí)現中國建筑材料聯(lián)合會(huì )提出的“六零工廠(chǎng)”的其中一個(gè)零——零化石能源。

    煤炭和電力是構成水泥生產(chǎn)過(guò)程中成本的核心,占比高達55%-60%。使用替代燃料,也是水泥企業(yè)緩解生產(chǎn)成本壓力的重要舉措。

    華新地維提供的數據顯示,項目實(shí)施后熟料單位產(chǎn)品綜合能耗下降46.56%,替代燃料熱量替代率增加了353.07%。以熟料產(chǎn)量年產(chǎn)60萬(wàn)噸、水泥粉磨立磨系統年產(chǎn)量60萬(wàn)噸計算,項目實(shí)施后熟料單位產(chǎn)品綜合能耗降低41.80kgce/t,水泥粉磨系統電耗降低21.19 kWh/t,共可節約標煤2.66萬(wàn)噸/年。

    同時(shí),替代燃料在水泥工業(yè)中的應用不僅可以節約一次能源,降低企業(yè)生產(chǎn)成本,經(jīng)濟效益顯著(zhù)的同時(shí)也兼具環(huán)境和社會(huì )效益。

    國建聯(lián)信認證中心曾對華新地維公司熟料生產(chǎn)替代燃料項目開(kāi)展了溫室氣體減排量核查,出具了行業(yè)首張水泥窯大比例替代燃料技術(shù)溫室氣體核查陳述(項目減排量)證書(shū)。

    經(jīng)核查,熟料生產(chǎn)替代燃料項目相對于基準線(xiàn)情景產(chǎn)生的減排量為12287.74噸CO2當量,單位熟料產(chǎn)品化石燃料燃燒排放強度下降48.20%。經(jīng)計算,項目實(shí)施后單位熟料碳排放強度0.6556tCO2/t,單位熟料碳排放強度下降17.80%,以熟料產(chǎn)量60萬(wàn)噸/年計算,可降低碳排放8.52萬(wàn)噸/年。

    “華新地維公司的實(shí)踐充分證明,水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)并非是規模越大越先進(jìn);技術(shù)應用合適,日產(chǎn)2500噸的窯線(xiàn)也能做到領(lǐng)先水平?!比A新水泥總裁李葉青表示,在歐美等發(fā)達地區,現存的水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)多為2500噸/天,廣泛使用工業(yè)固廢、城市生活垃圾等替代燃料,資源容易獲得,已成為社會(huì )環(huán)境功能不可或缺的一部分。

    “水泥不應該是‘污染’的代名詞,華新要讓‘美好的世界從我們開(kāi)始’?!边@十幾年里,華新水泥總裁李葉青一直在履行他的誓言。

    生活垃圾、市政污泥、污染土、漂浮物、工業(yè)固廢危廢和醫療廢棄物等,源源不斷進(jìn)入華新旗下的水泥窯,或成原料或為燃料。華新地維只是眾多華新綠色工廠(chǎng)的一個(gè)縮影。

    在李葉青的預想中,未來(lái)的華新,水泥只是副產(chǎn)品,企業(yè)的主要功能是能夠替社會(huì )處置各種廢棄物。對此,他滿(mǎn)懷信心。

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