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六零路上 | 华新地维:“零化石能源”探索者

2024-06-0518325次

(中国建材杂志)看到现场作业环境和相关数据,工信部原材料司和重庆市经信委的领导都用“震撼”一词表达自己的感受。

化石燃料替代率达到60%以上,熟料单位产品综合能耗降至50kgce/t以下……2024年5月15日,bet36体育官网app子公司重庆华新地维水泥有限公司(以下简称“华新地维”)大比例替代燃料技术研发应用标杆项目通过验收并于次日举办现场交流会。

从提出技改方案时的10%左右到如今60%以上的燃料替代率,华新地维只用了一年多的时间。

老厂也能树标杆

川黔、成渝铁路交汇地——重庆江津区珞璜镇,华新地维水泥厂矗立长江南岸。

这是一家创立于1971年的老水泥厂,历经辉煌与风雨。一条设计产能2500 t/d的新型干法水泥熟料回转窑生产线已有近20年窑龄,2010年就开始为周边区域协同处置固废、危废,如污染土、市政污泥等。2017年,公司更名为重庆华新地维水泥有限公司。

华新是国内较早研究和布局水泥窑协同处置固废的水泥企业。加入华新后,地维公司的环保业务迈入了高速发展快速的快车道。处置量逐年提升的同时,2022年成为建材行业碳达峰试点企业之一。其2500t/d水泥熟料生产线成为建材行业典型企业碳排放解剖“麻雀”试验田,开展节能降碳改造提升,并承担水泥窑大比例燃料替代技术研究攻关应用及验证工作。

2022年8月,中国建筑材料联合会组织专家团队对华新地维解剖“麻雀”课题进行指导、交流;2022年9月16日,其节能降碳技术改造综合解决方案通过审议;2022年11月17日,中国建筑材料联合会向华新地维授牌“建材行业碳达峰试点企业”。

方案通过后,华新地维就开始紧锣密鼓的技改之路。

2023年2月,固废机械入窑设施建成;2023年7月,预处理一期建成;2023年11月预处理二期建成。

“机械入窑设施投入使用之后,燃料替代率从10%左右提升到了20%;预处理一期投入使用后,替代率最高时达到了30%以上。”华新地维总经理周志鹏介绍。

2023年11月29日预处理二期投用后,华新地维的燃料替代率攀升至50%以上,到了2024年3月,燃料替代率已经达到63.43%。不过,对外公布的数据仍比较保守,他们只说60%以上。水泥行业人大代表周金波此前调研了解到的数据是,国内水泥行业的平均燃料替代率只有5%左右。

另一个指标也同样令人震撼。根据相关部委文件确定的数值,国内熟料单位产品能耗在100kgce/t即属于标杆水平,能达到标杆水平的生产线目前仍属少数,而华新地维今年3月份的数据是47.98kgce/t,远远优于标杆水平。

技术“打怪升级”

“非常不容易。”这不仅是参与这一项目的华新人的感慨,更是验收会上很多专家的评价。

“大比例、全流程。”这是bet36体育官网app副总裁杨宏兵为地维公司替代燃料项目技术创新点总结的两个关键词。两个简单的关键词背后,是企业不断遇到问题、解决问题的“打怪升级”过程。

“光是替代燃料的选用就经历了很长时间的摸索。”华新地维技术部长雷根雨向《中国建材》杂志记者表示。

经过近两年不断寻源、试用对比和规模使用,木屑、家电拆解物、橡胶颗粒、造纸轻渣等十余种替代燃料,华新地维最后选择了三种主要替代燃料:一般工业固废、汽车拆解物及内饰还有废布条(料)。它们的经济性及性价比最高。

周志鹏说,目前国内替代燃料没有分类,不仅进厂质量波动大,有时还会掺有生活垃圾、杂物、易爆物等,造成处理困难,效率低下,消防安全风险高。

为解决上述问题,华新地维一方面要求燃料供应商分类筛选,禁止大块杂物、铁质物掺入,制定热值结算标准及退货协议;一方面要求收货人员进行初检,望闻问切,“不湿、不臭、无异物”的垃圾才可进入预处理车间,质控人员也会取样监测垃圾中的水分、热值、氯离子等指标。

为了解决替代燃料水分含量大、热值不稳、料流输送不稳定等难题,他们开发设计了替代燃料储存、预处理、喂料等成套装备技术与工艺。

由于替代燃料在破碎、运输过程中火灾风险较高,他们建立了一个全系统的消防中心,使预警监控、火情处置、隐患排查、安全管理形成严密的消防管理系统。

优化分解炉的替代燃料喂料系统,基本实现零尾煤;自主设计开发出的多组分替代燃料混烧的窑头主燃烧器,首次实现了窑头的燃料替代……

由于一些替代燃料里含有较高的氯,为解决氯离子对窑系统的影响,他们建设了窑尾旁路放风系统,既解决了系统结皮、结圈、结蛋的问题,还控制了熟料中的氯离子含量,确保产品中的氯离子含量符合国家标准。

“由于旁路灰内掺水泥不能完全被消耗干净,需要同时增设旁路灰水洗提盐系统。”华新地维技术人员介绍,经水洗提盐处理后,一部分产物作为原料可再次入窑,提取出的钾盐还可出售给化肥厂。

再加上料流自动化、中控智能操作系统、TES系统及水泥立磨系统,华新地维为此共投资8680万元。

瞄准“零化石能源”

60%的替代率,只是阶段性成果。华新地维的目标远不止于此。

周志鹏透露,华新地维的目标是今年年底燃料替代率达到75%,2025年底达到100%,实现中国建筑材料联合会提出的“六零工厂”的其中一个零——零化石能源。

煤炭和电力是构成水泥生产过程中成本的核心,占比高达55%-60%。使用替代燃料,也是水泥企业缓解生产成本压力的重要举措。

华新地维提供的数据显示,项目实施后熟料单位产品综合能耗下降46.56%,替代燃料热量替代率增加了353.07%。以熟料产量年产60万吨、水泥粉磨立磨系统年产量60万吨计算,项目实施后熟料单位产品综合能耗降低41.80kgce/t,水泥粉磨系统电耗降低21.19 kWh/t,共可节约标煤2.66万吨/年。

同时,替代燃料在水泥工业中的应用不仅可以节约一次能源,降低企业生产成本,经济效益显著的同时也兼具环境和社会效益。

国建联信认证中心曾对华新地维公司熟料生产替代燃料项目开展了温室气体减排量核查,出具了行业首张水泥窑大比例替代燃料技术温室气体核查陈述(项目减排量)证书。

经核查,熟料生产替代燃料项目相对于基准线情景产生的减排量为12287.74吨CO2当量,单位熟料产品化石燃料燃烧排放强度下降48.20%。经计算,项目实施后单位熟料碳排放强度0.6556tCO2/t,单位熟料碳排放强度下降17.80%,以熟料产量60万吨/年计算,可降低碳排放8.52万吨/年。

“华新地维公司的实践充分证明,水泥熟料生产线并非是规模越大越先进;技术应用合适,日产2500吨的窑线也能做到领先水平。”bet36体育官网app总裁李叶青表示,在欧美等发达地区,现存的水泥熟料生产线多为2500吨/天,广泛使用工业固废、城市生活垃圾等替代燃料,资源容易获得,已成为社会环境功能不可或缺的一部分。

“水泥不应该是‘污染’的代名词,华新要让‘美好的世界从我们开始’。”这十几年里,bet36体育官网app总裁李叶青一直在履行他的誓言。

生活垃圾、市政污泥、污染土、漂浮物、工业固废危废和医疗废弃物等,源源不断进入华新旗下的水泥窑,或成原料或为燃料。华新地维只是众多华新绿色工厂的一个缩影。

在李叶青的预想中,未来的华新,水泥只是副产品,企业的主要功能是能够替社会处置各种废弃物。对此,他满怀信心。

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