论文《水泥工业绿色制造技术与生态设计研究》-仁创编译转载

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　　摘要：水泥工业要在十三五期间完成推进绿色制造和生态设计的重大任务，所以水泥厂必须在此期间内实现绿色生态设计。因此，近些年来我国水泥工业正在摸索循环经济道路的发展模式，在技术装备及制造技术方面深入研究，探讨如何将生态设计理念融入到工业制造中，从而实现水泥设计与生产的绿色化、循环化及经济化。

　　关键词：水泥工业;绿色制造;生态设计

　　水泥工业在践行绿色制造与生态设计上，以实际现状为切入点，通过发现问题、解决问题的模式，旨在研发新的水泥制造技术，降低水泥制造与设计环节中的能源消耗，促使水泥工业走循环经济道路，改变水泥工业高能耗高排放高污染的发展模式，采用可提高环境效率的水泥生产工艺和技术，提升水泥产品的综合价值。

　　1水泥工业发展现状

　　水泥作为国民经济建设的基础原材料，在新时代下，急需要发展绿色制造技术，促进水泥行业节能减排，走绿色环保、可持续发展的基本路线。水泥工业虽然属于资源型和能源型产业，但水泥制造的能耗与钢材相比，还是具有一定的节能优势的，且现代水泥制造业还通过工业废渣废物作为再生资源，有利于实现保护环境和废物再利用的目标。特别是在经济新常态下，水泥工业具有较为广阔的市场空间，在工业革命4.0的新一轮全球竞争中，水泥工业正在积极转变自身的发展趋势，以国家提倡的低碳发展作为新理念，推动绿色经济发展和生态设计，从而提升自身的国际竞争力。在十三五期间，水泥工业需要大力发展绿色制造和生态设计，走循环经济发展道路，实现绿色制造与生态设计，以达到可持续发展的战略目标。故此，为实现水泥工业可持续发展的战略目标，水泥企业必须要深入研究绿色制造技术，并将生态设计理念融入到水泥生产与制造环节中。

　　2水泥工业绿色制造与生态设计的基本概念

　　对于水泥行业而言，生态设计与绿色制造，不仅是要实现节能减排，更要从水泥生产环节与设计阶段入手，通过绿色制造与生态化技术的水泥工业工艺与装备设计开发，将这些技术与装备应用到水泥设计与生产阶段中，从而提升下水污泥、城市垃圾和工业废物的再循环利用，减少二氧化碳、二氧化硫、粉尘与重金属的排放。所以，从本质上来讲，水泥工业的绿色制造与生态设计是要提高环境效率等水泥产品与生产工艺的研发，实现水泥工厂绿色生态设计，一个工厂绿色制造与生态设计水平，则取决于绿色生态技术要素以及绿色制造的控制内容和水泥产品的环境协调性[1]。当前绿色制造与生态设计的技术要素，指的是工艺技术方法的先进性，用符合生态要求的原料及燃料，其控制指标主要是与资源和能源的有效利用、生产过程控制以及污染物排放控制为主。而水泥产品的环境协调性则是与水泥产品生产周期的各个环节有关，从原料到生产制造，再到包装出厂、工程应用和废气等整个环节密切相关。一方面要将废旧的混凝土作为混凝土骨材进行再循环使用，另一方面则是要使用低品位的原料替代燃料和原料，实现资源的高效利用，在生产制造中采用先进技术和装备降低各种消耗指标，从源头上有效控制环境污染问题。

　　3绿色制造与生态设计的基本原则

　　对于水泥工业可持续发展角度来讲，绿色制造与生态设计遵循环境保护原则，以可提高环境效率的水泥生产工艺技术生产出环境协调性高的产品，提升水泥产品的综合价值指标。第一，成本。水泥产品成本包含了原料成本，制造成本，环境保护措施与设施成本等，实现成本控制不仅是要降低经济负担，更是要从源头上，减少环境负担。第二，环境影响。环境影响包括了资源枯竭、环境粉尘、酸雨等对地球环境造成的影响，水泥生产过程中必须要降低粉尘以及有害气体的排放。特别是会加剧地球温室效应的二氧化碳、二氧化硫等气体，必须要实现节能减排。第三，性能。对于水泥产品而言，性能包含了水泥强度，安全性能，环境，协调性和其他性能。当前，绿色制造与生态设计备受各大企业关注。一方面，水泥行业作为传统产业在促进经济发展的同时，也带来了高能耗和高排放的问题，降低能耗与排放是地方政府发展当地经济、保护环境的重要任务。另一方面，水泥业的资源消耗和生态破坏问题比较突出，实现水泥减量化资源化和无害化处理，是城市实现和谐发展的当务之急。因此，各地方政府以及水泥企业本身都在向低碳转型，实现绿色节能减排，成为了水泥行业实现经济可持续发展的必然选择[2]。

　　4水泥工业实现绿色制造与生态设计的有效措施

　　传统设计只考虑到成本和性能，忽略了环境影响，在水泥工业绿色经济发展过程中，必须要摆脱传统的经济价值观，将环境影响作为产品设计与制造的重点指标，考虑到环境影响的产品综合价值最大，是实现绿色制造与生态设计的根本路径。首先，提高环境效率。在水泥制造与设计过程中为提高环境效率，一方面要减少石灰石的使用量，以保护和节约石灰石资源为前提，降低碳酸钙分解对环境的负担，减少二氧化碳气体的排出量。使用集约度低的原料和燃料，用低品位的石灰石或者是代用粘土等，采用节能工艺与设备，借助窑尾预分解系统6级预热器，回转窑要以降低系统热后或者是在磨粉工艺中采用立磨辊压机等高效节能的磨粉设备，降低能耗提高能源效率。另一方面则是采用节约热能的新工艺，建立余热发电站，或者是用清洁燃料，采用清洁生产理念在水泥生产全过程中，不向环境释放粉尘及其它有害物质，以国家环保总局的要求作为生产原则，将工业废物，工业副产物，城市垃圾和污泥作为水泥的替代原料或是燃料，逐步提升替代率。其次，开发生产环境协调型产品。这就意味着水泥产品要符合工业标准，达到无毒无害的前提下，尽可能的生产低钙水泥，大量使用矿渣废煤灰渣等作为原料生产优质硅酸盐水泥，并且开发城市垃圾焚烧灰配料的生态水泥，以降低石灰石的配料量，亦或者用城市垃圾直接配饮料，解决城市垃圾问题。最后，大力使用节能环保技术。水泥企业应在既定的绿色制造方针框架下，为水泥制造目标的价值评价指标，重新整合整个生产环境与工艺，结合质量环境能源等安全管理体系完成水泥生产过程与设计的绿色化改革。例如应该将生物水泥制造法应用到生物水泥生产过程中，欧盟研发出的环境友好型微生物细菌水泥是将水泥窑粉尘或建筑废弃物作为生物水泥的钙盐与少量尿素加速生物反应，通过添加少量的植物碳纤维提高生物水泥的强度与寿命，从而降低水泥生产成本和能耗，此项技术在水泥绿色制造与生态设计中的应用，必定能取得突破性的进展，切实改变水泥生产高能耗、高污染的生产现状[3]。

　　5结语

　　综上所述，水泥工业绿色制造与生态设计主要是从石灰石原料矿山开始到产品出厂为止的整个环节，包括了生产和废物利用的全过程，其设计与制造内容主要是包含了水泥生产工艺和水泥产品，绿色制造与生态设计的技术与工程内容与一般传统设计没有什么不同，只是在设计过程中需要贯彻绿色环保思想，控制水泥产品生产与设计过程的环境负荷，降低水泥生产对环境造成的影响。

　　参考文献

　　[1]狄东仁,刘瑞芝.水泥工业绿色制造技术与生态设计的理念[J].水泥,2017(S1):6-11.

　　[2]房晶瑞.发展绿色制造技术助力行业节能减排——记绿色建筑材料国家重点实验室汪澜教授及其研究团队[J].中国建材,2014(5):100-103.

　　[3]张旭飞,张燕.浅谈绿色制造技术及其发展[C]//绿色制造与低碳经济——2010年海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会“年会”暨机械工程科技学术报告会论文集.2010.

　　作者：房启涛 单位：山东省建筑材料工业设计研究院

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