近日，中國(guó)水泥網(wǎng)記者專訪了中材國(guó)際工程股份有限公司總工程師，“全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師”蔡玉良，就水泥生產(chǎn)企業(yè)NOx減排、水泥窯協(xié)同處置垃圾、第二代新型干法水泥技術(shù)、工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念等行業(yè)熱門話題進(jìn)行了深入交流。

　　

中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司總工程師蔡玉良

水泥行業(yè)脫硝應(yīng)以分級(jí)燃燒主，SNCR技術(shù)為輔，降低脫硝運(yùn)行成本，確保水泥企業(yè)能夠長(zhǎng)期有效的滿足氮氧化物減排的控制需要
　　水泥行業(yè)脫硝是當(dāng)前的熱門話題，蔡玉良表示對(duì)之大家很容易忽視一個(gè)問(wèn)題：水泥熟料生產(chǎn)線產(chǎn)生的氮氧化物基數(shù)變化范圍很大，不同的水泥企業(yè)，其初始基數(shù)會(huì)有不同。水泥窯NOx產(chǎn)生受幾個(gè)因素影響：1.燃料。如果燒的燃料里有機(jī)氮較多的話，那么燃用燃料的生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的NOx就比較多；2. 溫度。超過(guò)1400度，NOx產(chǎn)生量將隨溫度的升高成指數(shù)倍增。不同水泥品種對(duì)煅燒溫度要求不一樣，普通水泥、白水泥、高硅水泥等對(duì)煅燒溫度的要求是不一樣的，溫度越高，產(chǎn)生的NOx量就越多。
　　要控制NOx，首先要搞清楚水泥生產(chǎn)企業(yè)的原始基數(shù)情況，然后根據(jù)具體的情況，制定相應(yīng)的解決方案。
　　眾所周知，NOx的產(chǎn)生主要源于分解爐內(nèi)產(chǎn)生的燃料型NOx和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的燃料型NOx和熱力型NOx的總和。分解爐內(nèi)的操作溫度一般不超過(guò)1000度，主要形成的是燃料NOx，燃料型NOx在200℃以上燃料氮就可以直接轉(zhuǎn)化成NOx（主要是NO），回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的孰料煅燒溫度約1450℃，需要的氣體火焰溫度在1850℃以上，除了燃料氮直接轉(zhuǎn)化成NOx外，還因溫度較高，空氣中的氮直接轉(zhuǎn)化成熱力NOx。一般情況下，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的燃料型和熱力型NOx的總和占系統(tǒng)中NOx產(chǎn)生總量的65%~75%，分解爐內(nèi)產(chǎn)生的燃料型NOx約占系統(tǒng)總量的35%~25%。
　　分級(jí)燃燒技術(shù)就在回轉(zhuǎn)窯和分解爐之間增設(shè)一個(gè)獨(dú)立的還原燃燒區(qū)，將部分燃料轉(zhuǎn)移到還原區(qū)內(nèi)燃燒，形成還原氣氛，達(dá)到還原回轉(zhuǎn)窯中產(chǎn)生NOx的目的。一般情況下分級(jí)燃燒的脫氮效率可達(dá)60%，而回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的NOx約占系統(tǒng)總量的65%~75%，因此，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，分解燃燒的脫氮效率也僅有45%，也就是說(shuō)氮氧化物分級(jí)燃燒不可能達(dá)到50%。因?yàn)榉旨?jí)燃燒本身的效率只有60%，僅解決70%的60%的脫氮任務(wù)，顯然達(dá)不到《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》中脫除NOx效率60%的要求。
　　蔡玉良表示之所以強(qiáng)調(diào)分級(jí)燃燒技術(shù)的應(yīng)用，是因?yàn)榉旨?jí)燃燒技術(shù)解決40%左右NOx的脫出問(wèn)題，不需要化太多成本，僅有少量的設(shè)備改動(dòng)成本，但分級(jí)燃燒對(duì)系統(tǒng)的操作要求比較高，尤其對(duì)窯尾的氧含量控制要在0.8%左右，通過(guò)改變窯尾分解底的噴煤方式，以改變?nèi)紵齾^(qū)域環(huán)境氣氛，實(shí)現(xiàn)40%左右的脫硝目的。如果不采用分級(jí)燃燒，全部采用SNCR噴氨方式，會(huì)增加脫硝運(yùn)行的成本，相比，一噸水泥熟料成本要增加4~5元甚至更多，在當(dāng)前水泥企業(yè)本身利潤(rùn)不多的情況下，單純采用SNCR脫硝將大大降低企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)難于承受，在監(jiān)管不嚴(yán)的情況下，SNCR將會(huì)很快成為擺設(shè)。除此之外，低NOx燃燒器的應(yīng)用也應(yīng)成為水泥企業(yè)選擇使用的技術(shù)措施之一。
　　因此，蔡玉良認(rèn)為水泥企業(yè)不應(yīng)拒絕分級(jí)燃燒技術(shù)和低氮燃燒器的應(yīng)用，在可能的情況下，必須優(yōu)先選用分級(jí)燃燒技術(shù)和低氮燃燒器，以降低系統(tǒng)的NOx基數(shù)，如果上述技術(shù)難于達(dá)到控制的目標(biāo)要求，再采用SNCR噴氨技術(shù)進(jìn)一步處理。這樣就能保證水泥生產(chǎn)企業(yè)在脫氮上有效性，而且運(yùn)行成本低；如果直接上SNCR噴氨技術(shù)系統(tǒng)，運(yùn)行成本太高，很有可能企業(yè)今天上了系統(tǒng)，到后來(lái)就不運(yùn)行了。
　　蔡玉良認(rèn)為，目前SCR技術(shù)應(yīng)用于中國(guó)水泥企業(yè)暫時(shí)尚不合適，除非開發(fā)出能夠滿足低溫（80℃~120℃）操作要求的催化劑。其主要原因在于：一方面：現(xiàn)有SCR技術(shù)（用于SCR催化劑產(chǎn)品）的催化劑有效工作溫度窗口約300多度，同時(shí)還需要相對(duì)“干凈”的煙氣，以防止催化劑失效或中毒，而水泥廠的煙氣300℃的情況下，其含塵濃度高達(dá)80~120g/Nm³，如此高的粉塵濃度，極易導(dǎo)致催化劑功能失效或中毒，。另一方面，目前大部分水泥生產(chǎn)線都建有余熱發(fā)電裝置，無(wú)論實(shí)施的空間和條件均不能夠滿足實(shí)施SCR技術(shù)的要求。不僅如此，即使能夠使用，其投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高。[Page]
水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的技術(shù)已經(jīng)成熟，鼓勵(lì)政策和監(jiān)管體系應(yīng)該進(jìn)一步補(bǔ)充完善
　　今年4月底，中材國(guó)際在江蘇溧陽(yáng)建設(shè)的水泥窯無(wú)害化協(xié)同處置450噸/日生活垃圾示范線項(xiàng)目進(jìn)入調(diào)試期，到目前已經(jīng)過(guò)去了半年多時(shí)間。蔡玉良告訴記者，該示范線可日處理500噸城市生活垃圾，年處理總量為18.25萬(wàn)噸，由中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司（預(yù)處理車間）和新疆天山水泥股份有限公司（水泥廠接納部分）分別出資承擔(dān)建設(shè)并聯(lián)合運(yùn)營(yíng)管理。
　　在半年多的調(diào)試期中，遇到了各種各樣的困難。譬如季節(jié)變化因素，導(dǎo)致垃圾狀態(tài)變化對(duì)設(shè)備影響很大；垃圾種類復(fù)雜，包括農(nóng)村垃圾（藤狀農(nóng)作物）、城市垃圾、工業(yè)垃圾等，使處理難度增加；新設(shè)計(jì)的設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用上遇了一些問(wèn)題，而每個(gè)問(wèn)題的解決均需要一定的時(shí)間。蔡玉良表示，盡管在實(shí)際運(yùn)用中隨著季節(jié)時(shí)間的變化，所遇到的問(wèn)題，均努力得到了有效地解決。不容置疑水泥窯無(wú)害化協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
　　“今天控制的是未來(lái)的東西”， 蔡玉良表示水泥窯協(xié)同處置生活垃圾是好的，但是也要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的污染監(jiān)控，避免造成二次污染。盡管國(guó)內(nèi)水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾方面技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是蔡玉良告訴記者目前國(guó)內(nèi)對(duì)其的環(huán)保監(jiān)控方面相比國(guó)外還是有較大差距，國(guó)外水泥窯協(xié)同處置監(jiān)控指標(biāo)非常多（多達(dá)12種之多），粉塵、SOx、NOx、CO、氨、甲烷、VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）、苯類化合物、汞等在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)和定期檢測(cè)分析的指標(biāo)為：二惡英、重金屬等非在線監(jiān)控指標(biāo)。
　　此外，水泥廠不僅可以生產(chǎn)水泥，還可以處理各類廢棄物（危廢、生活垃圾、污泥、有機(jī)溶劑等）、另外，自身也有一些資源等待開發(fā)和挖掘利用。目前比較成功的是余熱利用，除此之外，廢氣中的一些氣體也可以回收利用。例如二氧化碳，可以收集用于合成納米級(jí)無(wú)機(jī)鹽填充材料，還可以利用生物吸收生成生物能源等，同時(shí)還可達(dá)到減排的目的以前之所以都沒有利用起來(lái)，是因?yàn)楣I(yè)體系不完整沒有鏈接起來(lái)，很多產(chǎn)業(yè)鏈斷掉了，比如氯堿工業(yè)，在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的電石渣（氫氧化鈣），以前大多堆放無(wú)用，現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈接起來(lái)了，可以把電石渣（氫氧化鈣）用作脫硫劑、生產(chǎn)水泥，還可以利用來(lái)合成納米碳酸鈣微粉，納米碳酸鈣微粉用處很多，在造紙、涂料、油漆、pvc塑料、電線絕緣皮、甚至牙膏等行業(yè)均較廣泛的應(yīng)用。
　　為了能夠讓更多的水泥生產(chǎn)企業(yè)積極地參與社會(huì)污染物的控制和處理，提高水泥生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)污染物的處理能力，國(guó)家應(yīng)該在此方面出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，并保證水泥企業(yè)能夠長(zhǎng)期積極有效地處置廢棄物，同時(shí)，為了滿足環(huán)?？刂埔螅仨毥⒑图訌?qiáng)監(jiān)管控制體系的建設(shè)，確保環(huán)境控制指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。[Page]
第二代新型干法水泥技術(shù)節(jié)能環(huán)保特征明顯 研發(fā)需要行業(yè)努力、國(guó)家支持
　　作為第二代新型干法水泥研發(fā)工作小組成員，蔡玉良向記者講述了第二代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，應(yīng)該具備如下一些特征：
　　一、節(jié)能降耗特征，在現(xiàn)有新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)協(xié)同優(yōu)化水泥生產(chǎn)各子系統(tǒng)，進(jìn)一步地提高各子系統(tǒng)換熱效率和能源利用效率；
　　二、廢棄物處置特征：在保證環(huán)境和設(shè)備安全的條件下，最大限度地提高系統(tǒng)對(duì)廢棄物的處理能力，滿足水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾、工業(yè)廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物、污泥等控制和資源最大化的利用要求，實(shí)現(xiàn)除了生產(chǎn)水泥材料職能外，還應(yīng)承擔(dān)起工業(yè)化社會(huì)和人類生活排放廢棄物的控制和處置方面的社會(huì)職能。
　　三、具有較強(qiáng)污染物擴(kuò)散控制的特征：尤其要以滿足大氣污染控制要求，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)在線指標(biāo)的監(jiān)控和離線協(xié)同監(jiān)控的環(huán)保目標(biāo)；
　　四、具有鮮明的技術(shù)結(jié)構(gòu)特征：應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)努力開拓，使其具有鮮明結(jié)構(gòu)和時(shí)代特征。
　　五、適應(yīng)新體系膠凝材料的生產(chǎn)特征：經(jīng)過(guò)努力和技術(shù)創(chuàng)新，繼續(xù)研發(fā)和拓展新型、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠凝材料或混合體系下的膠凝材料的生產(chǎn)技術(shù)。
　　六、具有智能化生產(chǎn)控制特征：在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高各生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能化控制要求。
　　七、帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)持續(xù)的特征：水泥工業(yè)與礦山、機(jī)械、新型材料（新型耐熱和保溫材料）的生產(chǎn)和應(yīng)用、工程建設(shè)業(yè)密切相關(guān)，能夠在其間發(fā)揮應(yīng)有的引領(lǐng)和促進(jìn)作用。
　　但由于各種因素的（氛圍、資金、手段、技術(shù)、政策等）因素的影響，目前第二代新型干法水泥技術(shù)的特征體現(xiàn)，還存在著較大困難和難度。盡管如此，但蔡玉良表示，在現(xiàn)有情況下，第二代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)再難，還需要繼續(xù)努力，不斷開拓、不斷創(chuàng)新、不斷實(shí)踐、不斷總結(jié)去完善和提高。同時(shí)他強(qiáng)調(diào)，第二代新型干法的研發(fā)不是個(gè)別企業(yè)的事情，需要行業(yè)共同努力，也需要國(guó)家相關(guān)政策的支持。[Page]
轉(zhuǎn)變系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念 滿足個(gè)性化需求
　　今年5月27日，中材國(guó)際（南京）承擔(dān)的“特殊原、燃料條件下日產(chǎn)萬(wàn)噸級(jí)熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目通過(guò)，作為該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人蔡玉良向中國(guó)水泥網(wǎng)記者講述了該項(xiàng)目所的背景，近年來(lái)中材國(guó)際在承擔(dān)國(guó)外的項(xiàng)目中，除了遇到各式各樣的原、燃料條件約束或限制外，往往業(yè)主要求也比較獨(dú)特，這些就給水泥工程技術(shù)提出了更高地要求，例如：解決原、燃料中富含高揮發(fā)性物質(zhì)（鉀、鈉、硫、氯）的系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)富集問(wèn)題，原料中含高磷物質(zhì)導(dǎo)致水泥不凝結(jié)問(wèn)題，要求系統(tǒng)能夠同時(shí)燃用各種燃料的問(wèn)題等等顯然國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)系統(tǒng)技術(shù)，難于滿足上述的要求；即當(dāng)時(shí)，一方面國(guó)內(nèi)的單一的以煤炭燃料為主的系統(tǒng)不能滿足業(yè)主需求；另一方面，由于國(guó)外項(xiàng)目中的原料含（有害）有成分不一樣，國(guó)內(nèi)系統(tǒng)很少有與之對(duì)應(yīng)的處理設(shè)施。目前，國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線沒有“純”旁路放風(fēng)系統(tǒng)，到了國(guó)外幾乎所有的中東市場(chǎng)都要求有旁路放風(fēng)系統(tǒng)，以解決氯含量過(guò)高、堿含量過(guò)高的問(wèn)題。這些就是“特殊原、燃料條件”。蔡玉良告訴記者，目前中材國(guó)際在沙特承擔(dān)建設(shè)的多條萬(wàn)噸線，均因原料中的氯含量高較高，其系統(tǒng)最大放風(fēng)量已經(jīng)達(dá)到60%，是全球最大的放風(fēng)處理系統(tǒng)；也是首次將該項(xiàng)新技術(shù)技術(shù)應(yīng)用國(guó)外項(xiàng)目中，一旦不成功，無(wú)論對(duì)于公司、還是對(duì)于承擔(dān)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)，壓力非常巨大，公司在技術(shù)的研發(fā)和設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，往往因?yàn)橐粋€(gè)不起眼的問(wèn)題就需要相應(yīng)的人員連續(xù)奮戰(zhàn)好多天才能完成，一個(gè)很小的不確定因素，只有反復(fù)論證和研究，才能質(zhì)量，使得“走出去”的工作站得更穩(wěn)。
　　作為中材國(guó)際的總工程師，同時(shí)肩負(fù)著南京公司技術(shù)中心主任，蔡玉良系統(tǒng)總結(jié)了二十多年來(lái)的開發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。將以原、燃料適應(yīng)系統(tǒng)原則的設(shè)計(jì)理念，轉(zhuǎn)換為以系統(tǒng)適應(yīng)于原、燃料的設(shè)計(jì)理念，從而拓展了生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境和資源的適應(yīng)能力，滿足了市場(chǎng)拓展的需要，從根本上改變了一種設(shè)計(jì)理念、方式，以前是以系統(tǒng)為主導(dǎo)，然后由外部環(huán)境和條件來(lái)滿足它，現(xiàn)在是以設(shè)計(jì)來(lái)滿足業(yè)主的需求為主導(dǎo)，凸顯適應(yīng)性和個(gè)性化的設(shè)計(jì)理念。
　　就在接受本網(wǎng)采訪前，蔡玉良剛從溧陽(yáng)天山水泥窯垃圾協(xié)同處置項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)回來(lái)，在采訪過(guò)程中，也不時(shí)有各種技術(shù)問(wèn)題遞交到他的手里需要解決。雖然工作相當(dāng)忙碌，但是蔡玉良在談到新系統(tǒng)的開發(fā)完善、脫硝、利廢等自己所關(guān)注的各種行業(yè)技術(shù)問(wèn)題時(shí)，依然認(rèn)真地為我們進(jìn)行解答，各種數(shù)據(jù)信手拈來(lái)，不禁讓我們深切地感受到他孜孜不倦地為水泥技術(shù)的發(fā)展而努力、鉆研。