贵州省水泥工业可持续发展的挑战与机遇

图片源于:https://www.nature.com/articles/s41597-024-03621-5

普通硅酸盐水泥(OPC水泥)是土木与建筑工程中的一种重要材料,广泛用于生产混凝土、砂浆等产品。中国98%以上的OPC水泥厂在过去十年中引入了新型悬浮预热(NSP)工艺。NSP工艺中,由研磨后的石灰石和硅质矿石比例配制的生料在旋转窑中加热,首先将石灰石中的碳酸钙热分解为氧化钙,然后氧化钙与硅质矿石反应形成水泥熟料的葡萄花石和副矿石,而旋转窑中的温度高达1400°C,并通常使用化石燃料燃烧。水泥业是最能耗行业之一,占中国总能源消耗的约7.0%,每年总CO2排放量的约15.0%,没有显著变化。每生产一吨OPC水泥就会排放0.4962〜1.0015吨CO2排放量,这两种情况都包括脱碳源和能源源CO2排放,而这些区别在熟料和水泥产品材料、选择熟料窑类型以及窑炉燃料之间存在差异。因此,应该更多关注国家OPC水泥相关的CO2排放。过去的研究估计减少OPC水泥工业CO2排放的三种主要途径是提高能效、利用替代燃料和材料以及碳捕集与封存技术。贵州省作为一个典型的欠发达山区地区,面临矿产资源枯竭和环境恶化的挑战。贵州省在过去几年中已经占据了中国总OPC水泥产量的4.0〜5.0%。利用固体废弃物可以减少对燃料和原材料的需求,对可持续发展具有重要意义。