北京炭宝科技发展有限公司驻西安办事处

 

 

     改变燃烧方式 让我们的天空更蓝 构建环境友好型社会 

　　促进科技成果转化，实现节能减排的战略目标

　　为贯彻落实党中央、国务院 “关于加强自主创新的决定，加速推进产学研合作和技术转移”和《中华人民共和国促进科技成果转化法》、《关于加强技术创新，发展高科技，实现产业化的决定》等文件精神，推进科技成果转化工作。中国中小企业协会“国家科技成果转化-创新创业在今天”活动组委会主办的“国家科技成果转化暨节能减排现场报告会于2007年9月19日在北京煤炭大厦召开。-----等领导出席了会议并发表了讲话。

　　中国中小企业协会主办的“国家科技成果转化-创新创业在今天”活动，旨在通过国家科技成果产业化推广周(日)、创业方案征集、百万企业金融需求大调查、开办《细说企业创新》电视栏目等活动，推动国家科技成果转化，提升中小企业自主创新能力，促进中小企业健康发展。今天举办“国家科技成果转化暨节能减排”为主题的首场报告会拉开了活动的序幕，

　　会上，型煤粘结剂和洁净煤添加剂技术成果持有人----北京炭宝科技发展有限公司董事长崔宝玲首先介绍了技术成果的研发和转化推广情况，介绍了他们依靠技术革新和技术创新，将洁净煤技术成功“嫁接”到立窑水泥熟料地煅烧中，并在国内首次提出改变传统黑生料燃烧方式，即改“由外往里”变“里应外合”煅烧水泥熟料的全新理论。发展出煤与建材联营的循环经济模式，实现了我国立窑水泥节能降耗、清洁生产。随后，水泥立窑样板厂报告了节能减排的经验，型煤样板厂介绍了型煤转产的成果。

　　转化推广结果表明：运用此项技术的黑生料球在立窑煅烧中的内燃温度高于外燃温度，从根本上解决了窑内因缺氧导致煤炭燃烧不充分的技术难题，从而使原本排放掉的烟尘以及有害气体得以洁净利用。该产品投放市场后，立即受到广大立窑水泥企业的青睐，以及水泥行业专家和新闻媒体的广泛关注，现已在全国28个省、市、区的200多家立窑水泥企业应用推广。预计今年产销量1.55万吨，可为全国立窑水泥节标煤42.12万吨、省电2.14亿千瓦时，减排二氧化硫8.65万吨，为北京炭宝产品用户节能增效3.21亿元。 

　　会上，来自国家发改委、科技部、环保总局、水泥协会的领导和专家对科技成果转化项目和现场报告会活动的开展给予了高度评价。

　　主办方还发起组建“蓝天爱心基金”，用以扶持节能减排的技术更新与改造，扶持社会弱势群体。技术成果持有人崔宝玲当场宣布，炭宝公司所有产品每销售1吨拿出10元人民币投入“蓝天爱心基金”。支持节能减排事业的发展。

　　会议从3个方面强调了落实发展循环经济，构建资源节约、环境友好型社会的重要内容，并着重指出煤炭行业的中小企业在发展循环经济中所起的重要作用，并对北京炭宝公司在煤炭工业发展循环经济，环保事业方面的作用给予肯定，并号召同行业学习。 

　　1.节能减排是发展循环经济的首要前提。经济的快速增长，我国大气污染的特点决定了节能减排是发展循环经济的首要前提。是节约资源、保护环境、加快地区经济发展的必然选择。我们必须以最小的能源消耗，获得最大的经济利益。

　　2.科技创新是发展循环经济的主要途径。循环经济要求企业采用清洁技术来提高资源利用效率，从废弃物中提取有用物质加以循环利用已成为一种降低成本提高利润的趋势。依靠科技创新，才能全面推进节能减排工作。

　　3.转变增长方式是资源高效循环利用的必然选择。燃煤已成我国大气污染“元凶”，面对煤炭产业的持续增长，我们必须以转变增长方式，优化煤炭行业发展模式为核心，以清洁、高效、安全为目标，实现资源的高效循环利用，减轻经济增长对煤炭资源供给压力。为国民经济和社会发展发挥了重要作用。   

      北京炭宝科技发展有限公司是一家致力于现代立窑水泥节能环保事业的高科技企业。公司拥有一支精通煤化工、水泥工艺、机电一体化等专业的专家队伍，依托中国煤炭科学研究总院煤化工研究分院的科技成果，针对我国占水泥生产总量60％以上的立窑水泥煤耗高、电耗高、污染严重的现实，经过几年来的科研攻关，取得“高效脱硫节煤剂及其生产工艺”和“一种水泥熟料的生产方法”等两项国家发明专利(发明专利号ZL99115556.4/ZL00113675.5)，成功开发研制出公司拥有自主知识产权的保灵牌节能增效剂。该产品投放市场后，立即受到广大立窑水泥企业的青睐，以及水泥行业专家和新闻媒体的广泛关注。

      保灵牌节能增效剂的应用概况

      自2004年1月以来，保灵牌节能增效剂先后在湖南洪江港翔、吉林四平天意、广东梅州顺发、辽宁辽阳恒威、江苏徐州久久、河北迁安富源、甘肃嘉峪关酒泉、广西北流虎威、山东腾州张王、浙水河南鲁山、湖北武汉凌云、福建龙岩天宇、重庆开县谊祥、海南三亚天涯等水泥有限公司，乃至全国25个省、市、区的200多家年产10万吨规模以上立窑水泥企业应用推广。其综合经济技术指标为：平均节煤率在10％以上，节电5％~7％；固硫固尘率达65％~85％，使立窑烟尘排放实现环保达标；提高立窑台时产量1~2吨，提高水泥熟料强度1~2兆帕；每吨水泥综合经济效益6~10元(视当地煤价、企业入窑物料配热值而定)。

      保灵牌节能增效剂以其高技术含量及高附加值获得广大用户的青眯，被国家高科技质量监督促进委员会授予“中国公信品牌”。

      保灵牌节能增效剂的主要技术创新点

      目前，我国立窑水泥企业在推广20项新技术方面取得了一定成绩，但是立窑水泥的高能耗、高污染、水泥质量不稳定等因素：一直困扰着企业的生产经营，尤其是与我国建设资源节约型和环境友好型社会的基本国策相悖。因此，在立窑技术创新方面，必须另辟蹊径，寻求新的技术思路，以公司董事长崔宝玲为首的科技人员，以煤化工和型煤技术为依托，致力于立窑水泥熟料煅烧的技术创新，以实现立窑水泥节能降耗、清洁生产为目标，经过几年的深入调研和反复试验，将洁净煤技术成功“嫁接”到立窑水泥熟料的煅烧之中，研制出拥有独立自主知识产权的、立窑水泥熟料煅烧专用的保灵牌节能增效剂。它由核心剂(催化剂、活化剂、洁净剂)与之辅助剂(改性剂、助燃剂、膨化剂等)配制而成。其主要技术创新点为：

      1、该剂为剂中之剂，含有数种多氧化态金属氧化物，在燃烧反应过程中，能释放出原子氧，氧原子可以直接与炭原于反应并释放热量，达到增加热值的效果。

      2、该剂改变了传统黑生料球“由表及里”的燃烧方式，即“由内及外”。从而使黑生料球在煅烧中的内燃温度高于外燃温度，从根本上解决了因窑内缺氧导致煤炭燃烧不充分的技术难题。

      3、该剂可使原本立窑排放掉的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氢气等混合气体，在窑内生成极易燃烧的甲烷或水煤汽气体燃料，从而起到助燃、固尘、固硫等作用。

      4、该剂还能有效地降低多组份富氧矿物氧的离解能与炭及碳酸钙中的炭燃烧时所需的活化能，有利于形成“由内及外”的煅烧环境，有效地改善了黑生料球的易烧性和水泥熟料的易磨性。

      5、该剂中诸多微量元素能促使体系共熔点下降，液相量增多而粘度减小，有利于游离氧化钙的吸收，防止β-C2S向γ-C2S转化，有益于熟料低温烧成和避免水泥熟料粉化及其安定性不良。

      加强基地建设促进推广应用

      北京炭宝科技发展有限公司总部设在首都北京，下设湖南炭宝科技发展有限公司、徐州保灵科技发展有限公司、广西南宁保灵建材助剂有限公司等三家全资子公司，负责全国26个省、市、区的保灵牌节能增效剂的生产、销售和技术服务。公司董事长崔宝玲先生是保灵牌节能增效剂专利技术的持有人，也是保灵牌商标无形资产的拥有者。为了规范保灵牌节能增效剂的销售市场秩序，切实维护广大保灵牌节能增效剂用户的合法权益，打击社会上盗用保灵牌节能增效剂名义，销售假冒产品，侵害广大用户利益的不法行为，公司通过加强对产品加工基地的科学管理，严格生产工艺流程，并且对产品包装实行了防伪加密管理，对产品出厂后的市场流向，实行区域化管理。凡经公司授权的产品经销商与用户之间，必须进行面对面的产品交付制度，并且对产品在全国市场的流向实行计算机联网管理，让假冒保灵牌节能增效剂的伪劣产品，无藏身之处。

      公司实行产品售后技术服务制度，做到哪里有保灵牌节能增效剂，哪里就有北京炭宝科技发展有限公司的技术服务人员，做到用户使用不好不撤人，使用效果达不到合同要求，无条件退款。通过精益求精的售后技术服务，使高品质的保灵牌节能增效剂在广大用户的生产应用中，大显奇效，成为广大立窑水泥企业降低生产成本，实现环保达标排放，提升企业核心竞争力的一大法宝。

      瞄准450千卡目标开发节能新产品

      能源已经成为制约我国经济长期健康发展的新瓶颈。水泥工业又是“煤耗子”和“电老虎”，如何用最少的煤、耗较少的电，烧成优质的水泥熟科，是摆在我们科技工作者面前的一道世纪课题。原国家建材工业局副局长李俭之、立窑水泥资深专家赵介山、秦至刚等老前辈们．在听取保灵牌节能增效剂在立窑水泥企业推广应用的情况汇报后，先后几次深入到使用该产品的立窑水泥企业调查研究，对保灵牌节能增效剂的使用效果表示赞许，认为可以在全国立窑水泥企业大力推广，  (国家)建材行业生产力促进中心亦将该产品列为现代立窑水泥重点推广的新技术产品。与此同时，李俭之等老专家又交给了公司董事长、煤化工专家崔宝玲一项新的攻关课题——在立窑水泥企业实现450千卡生科配热烧成优质水泥熟料，真正实现立窑水泥的低能耗生产。以崔宝玲为首的专家们，根据这一能耗指标要求，大胆突破传统水泥工艺的束缚，提出了黑生科节能增效剂与准干法对辊成型入窑物料制备工艺的技术创新思路。为此，专家们进行了大量而卓有成效的工作：一是将一种能改变煤炭燃烧方式的新型节能增效剂，被创新地应用于现代立窑水泥熟料煅烧之中，使原本被排放掉的烟尘以及有害气体，得以清洁利用；二是在国内首次创新地采取准干法制备入窑物料的节水新工艺和节能新技术，将专用于含剂黑生料制备的对辊成珠(形似算盘珠)机取代传统的预加水成球机，使黑生料珠的水分控制在6％左右，较预加水成球黑生料水分由12％左右下降了50％，从而降低了水泥熟料煅烧时至少50千卡热量的损失，可实现立窑水泥熟料煅烧能耗控制在450千卡生料配热之内。该工艺技术及装备正在淅水集团鲁山水泥有限公司试验，已取得了阶段性成果。

      总之，保灵牌节能增效剂以化学方法解决了立窑水泥熟料煅烧中的技术难题，而与之配套的准干压成珠工艺及其装备技术，则从物理学方面解决了入窑物料水分偏高的技术难题。节能增效剂与准干压对辊成珠工艺及其装备技术，它们犹如一对连体“技术婴儿”，是一项料技含量很高的系统工程，将为我国立窑水泥企业走上节能环保增效的发展道路，提供较为全面的技术支持。 

 

水泥厂清洁生产与环保效能

北京炭宝科技发展有限公司首席专家 秦至刚

    水泥厂清洁生产的重点是水泥窑清洁煅烧。理想的清洁煅烧：尽可能降低CO2、CO、SO3和粉尘排放，减少对环境的影响。按这个简单的想法探讨水泥窑清洁煅烧与水泥厂环保效能。

    一、水泥窑清洁煅烧有三个要点：采用易烧原料；改进煅烧方法；高效利用窑灰。

    用中国饮食文化一绝——涮羊肉制作特点——肉嫩、片薄、水开、快涮的道理来解释水泥窑快烧：配易烧料、供氧充分、保持高温、快烧快冷。再根据各人口味加佐料，水泥厂就是加混合材、施工工地加外加剂。大家更容易理解、用了就会有效益。

    （一）采用易烧原料

    如同涮羊肉的选肉，肉嫩好涮。石灰质原料中的低钙石灰石比高钙石灰石易烧，硅质原料如工业废渣都比黏土易烧。生产实践证明，各类岩矿按易烧的程序可排列为变质岩、岩浆岩（包括火山喷出岩）、沉积岩和黏土，其中黏土最难烧。配易烧料就是用易烧的工业废渣和岩矿代替黏土做水泥原料——选嫩肉。根据物料易烧程度设计配煤，以能够烧到高温形成结构理想的硅酸盐矿物为度。实验室试验表明：吨熟料烧成煤耗在130 千克以上，形成热增加。立窑本能可以快速形成高温达到快烧效果，煤耗高成了产质量低、影响煅烧安全的不利因素。因此，从理论上讲多配煤是人为形成难烧料，费力不讨好。采用易烧原料降低煤耗、电耗，减少CO2排放。

    在没有条件采用易烧原料的地方，应用北京炭宝公司保灵牌节能增效剂实现固体供氧可全面解决立窑煅烧中的缺氧问题，是燃烧方式上的重大进步。用尾矿（变质岩）实现岩矿供氧需要3～5%以上才有显效。用节能增效剂一般在生料中加入0.02～0.05% 就可奏效。用量少，运费在产品成本中占的比例小。因此更具有普遍推广的意义。

    （二）改进煅烧方法

    改进煅烧方法中的关键是供氧充分、里外烧透。涮羊肉要求片薄，在立窑上烧水泥则要成小料球。利用小料球球径小，入窑不易破碎、爆裂，降低通风阻力、电耗，截面产量可达1800kg/m2h以上。在全黑生料、高温内燃的基础上采用小料球快烧法从外到里实现快速烧成。小料球煅烧应用之初，许多人认为阻力增加会提高电耗。的确，静态、冷态时小料球阻力比大料球的阻力大得多。实际应用效果是风机电耗降低约1/3。为什么？物料从静态、冷态到动态、热态发生了变化。料球小，动态时不易破碎、热态时不易爆裂，入窑后通风顺畅、阻力小；从边部烧到球心的时间与物料通过高温带的时间相配，从外到里的煅烧时间缩短、容易烧透，减少过烧、实现快速烧成。提高到方法论的认识，就是通过实践形成认识、辨证分析找到方法。这种奇正相生的变化方法，其根源就在于中国的文化理念。哲学上是“根据事物本身的辩证法促成事物的转化”；兵法上叫做出奇——采用非常措施。从求全、创新的观点看，人类不能停留在一个水平上，还应该有发展。为解决西部地区提高水泥生产水平的三高问题：高海拔氧含量低、高寒影响燃烧和高硫煤的污染问题，采用固体供氧从外燃到内燃的烧法，已经不仅是从外到里实现快烧的过程。如果不用微沸腾煅烧，就不必再向小料球发展。

    应用炭宝公司保灵牌节能增效剂里应外合固体供氧的办法，将西藏拉萨堆龙东嘎水泥厂生料配热降低150-200大卡，达到成本大幅度降低、提高产量、强度的技术经济效益。为了进一步提高立窑煅烧水平，在用剂取得好效果的厂上成型机——对辊成珠机代替成球盘。一般每降低1%水分可降低2kg标煤的热耗，按降低5%水分计算，还可降低10kg标煤的热耗。全国6亿多吨立窑水泥，按5亿吨熟料计算，节约用水4000多万方、更重要的是不需蒸发这些水的煤。从配方计算可把煤和水的空位变成强度组分。这就是减煤和水份可提高强度的道理。用剂加上成型机的立窑厂吨熟料平均煤耗可达115kg以下。一句话：立窑再也不是落后窑型。在西部，只有电烧水泥才能超过立窑的节能水平。

    在旋窑上采用薄料快烧、上预热器、分解炉，浓相预烧、岩矿供氧等改善供氧条件的措施都已取得明显的效果。经过湿法窑（包括长、短窑）、干法窑（带立筒预热器、余热发电和中空窑）的小窑、大窑生产，只要控制生料配方、煅烧操作得当，工业渣配料不仅降低煤耗、电耗，还有利于长期安全运转。

    保证高温。涮羊肉是要在开水中停留一瞬间，立窑煅烧操作最重要的就是稳定底火保证高温。要做到这一点，除了配易烧料、成小料球，采用节能配套窑衬、减少窑壁散热损失外，保持窑体温度很重要。配料上不能过分追求低煤耗，配热过低窑体温度逐步降低、应用节能配套窑衬也难以补偿。生产上适时烧一段高煤料保持窑体温度，有助于做到保证高温。旋窑上则是煤料对口、稳定热工制度。

    快烧快冷（提高产量、强度和流变性）。羊肉在开水中涮熟的瞬间，拿出快冷加调料才是可口的美餐。快烧、快冷形成的熟料矿物晶体结构理想，强度高、表面活性高、流变性好，可以多加混合材、少用减水剂,有利于制备高性能混凝土。这是经过1986、1988、1990年先后在湿法长窑、湿法短窑、立窑上的实践检验了的结果。快烧还是立窑利用低钙石灰石（如泥灰岩），烧低KH料、早强熟料、早强掺合料以至型煤黏结剂提高早期强度的重要条件。

    （三）高效利用窑灰

    1、技术上的补缺求全，是不断发展、完善、提高的出发点。

    重视环保，窑的收尘是个重点，也是水泥厂技术水平提高的一个标志。设计上需要有求全观念：收尘系统应是立窑的辅助设备，不仅要收尘（烟气中的固体物质）和消烟（烟气中的气体物质，如SO3），还要有辅助立窑发挥煅烧能力的作用。不能当摆设,更不能是紧箍咒。预期功能除了收尘能力、排放浓度可达标，还要能够脱硫、洗去烟气中的部分硫分。设备投资要少、运行费用要小，经济上能为大多数立窑厂用得起。操作要简便易行。高效利用窑灰不仅是减少粉尘排放，更重要的是将窑灰变成水的载体到高温带燃烧降低煤耗。海南三亚天涯水泥厂用水收尘加电收尘解决立窑收尘，已经取得较好成绩、看不见立窑冒烟。这在需要保护橡胶林、椰子林生态环境的海南岛，尤其显得可贵。应用节能增效剂后立窑窑面也不再有臭味、改善了烧成操作的条件，深受看火工欢迎。这是因为节能增效剂的固硫作用把硫固化在熟料中，形成高早期强度的矿物——硫铝酸钙。低煤耗又保证了尽可能低的还原气氛，使已经形成的硫铝酸钙得以保存。做到了化害为利。

 

    2、充分供氧对旋窑清洁煅烧的启发。

    利用收尘浆提高产质量，将环保和提高质量结合起来，还能推广应用到立波尔窑和湿法窑上。对于其他类型的旋窑以至新型干法窑，还可以考虑利用收尘灰进行两端喂料提高产质量的烧法。两端喂料在半个世纪前因为看火不易掌握没有继续，现在用计算机控制、加上工艺上不是全用生料的重大改进，应该有新的收获。不仅利用收尘灰，还能降低煤耗。实际上是旋窑实现利用水作燃料的开始。下一步是利用水煤浆技术烧煤泥以至废水等。

    配易烧料的办法是利废代土；快烧是在供氧充分、保证高温的前提下将CO利用起来；高效利用窑灰不仅是减少粉尘排放，更重要的是利用窑灰变成降低煤耗的有效措施。有利还不用？每一个节能措施都为保护环境起了作用。有理由改变观念：把水泥窑看成环保装备。

    二、水泥厂的环保效能

    中国有十大环境问题：1. 大气污染日益加剧；2. 水域污染问题突出；3. 垃圾围城现象普遍；4. 噪声污染普遍超标；5. 水土流失难以遏制；6. 沙漠化不断扩大；7. 濒危物种生境缩小;8. 水资源呈现短缺;9. 耕地资源逐年减少;10. 森林资源供不应求。经研究，十之八九都可以通过水泥工业来帮助缓解、解决。

    （一）“大气污染日益加剧”

    水泥工业的节能潜力。以立窑水泥为例，发改委今年统计的全国平均煤耗为160kg/t(1120kc/kg)。采用综合措施，降低20%至128kg/t(896kc/kg)是普遍能够达到的。先进厂可达120-115kg/t以下。相应产量提高15-20%。加上熟料质量必然提高、多掺混合材，熟料用量减少、电耗降低。按4亿规模的水泥厂实施（每吨排放0.8～1.0t CO2）计算，从将近排放4亿吨CO2减少20%、即7000-8000万吨。加上湿法窑、普通干法窑至少有5-10%的节煤潜力，总共可减少排放近1亿吨CO2。将是一个重大贡献。水泥工业本身节能的潜力说明“大气污染日益加剧”的问题可以缓解。

    应用水泥作制品后可以降低能耗，将在后面分析。

    （二）“水域污染问题突出”

    水泥厂利用废水可以缓解“水域污染问题突出”的问题。湿法窑厂利用城市污泥。水泥厂利用废水和废液中的细颗粒固体物质，是个长项。其中有机物是可燃质具有燃料效能，可以补充热量、节省好煤。固体物质大部分可转化为熟料组分。只要注意控制有害成分，对提高产质量只会有好处。上海水泥厂半个多世纪来一直用黄浦江江泥代土。水城水泥厂用煤矸石代土在湿法窑上取得优质、高产和长期安全运转效益已有20年历史。近年来美国重视研究湿法窑厂利用城市污泥，成为一种环保手段。因此，需要重视湿法窑的应用价值，以至开拓利用煤泥等废水、废液。立窑厂用糖业废水等废液成球，卓有成效。一般可提高5-10%的产量、降低5-10%的煤耗。  

    （三）“垃圾围城现象普遍”

    “垃圾围城现象普遍”的问题，水泥工业可以出力解决。如江苏已有多个立窑厂成功利用城市生活垃圾烧水泥。  

    （四）“噪声污染普遍超标”

    对于“噪声污染普遍超标”，应该治本。运转部件等出声，从设计消声结构、材料上想办法。水泥厂磨房用空心砌块做墙体材料可以部分消音、减少传出噪音。水泥制品做声障治标，也应该说是个办法。2002年海南三亚天涯水泥厂老厂长来正新就提出“把噪音转化为音乐”，笔者非常赞同这个设想。“不怕做不到，就怕想不到”。应用声、光传播和反射原理，采用水泥和当地土产——椰子壳等原料作消声器或转换器解决了噪声污染后，水泥厂还有什么环保难题？ 

    （五）“水土流失难以遏制”

    治本之道在于保护森林植被。标本兼治的办法是减少流失：存水。存水需要水泥支持水利工程。特别是这类水利工程的水泥除了坝体表面加强耐磨要求需要高标号水泥外，一般只需中、低标号水泥。水利部水利水电科学院结构所甄永严总师的研究表明：立窑水泥筑坝抗裂性好。这是值得重视推广的科研成果。立窑水泥加上适当的混合材可以提高耐久性、很适用于这类水利工程。如果坝体结构设计得好、施工规范，能够确保长治久安。

    （六）“沙漠化不断扩大”

    治沙，水泥是必不可少的重要材料。进沙漠的路、存水的堤坝、生存的建筑，都需要水泥。靠着水泥和沙的结合，靠沙吃沙形成沙产业、开发沙漠。这些水泥应该有高、中、低标号许多品种，以至标号很低的固土剂和用作降雨剂的水泥。作降雨剂的水泥只要形成降雨，和水、沙松散结合，能使沙子稍有板结、不再飞扬，就算合用。人工降雨的同时混拌草子、遇水发芽，提高沙中腐植质含量，几年之后再种木本植物也容易存活。这些办法在石油城周围如能广泛应用，必将大为改善当地的生态环境。

    （七）“濒危物种生境缩小”

    问题是多年坚持开发山区等措施, 较少研究其不利影响。山区气温低、气候多变，复种指数低，生存条件差。山区难进，修路等基础工程投资大，对于人口不多没有多少产出的地区花不来。因此，许多发达国家多鼓励人们进入平原区建立小城镇。留少数人种树、护林。科教兴国战略提高人们的素质，加强市场管理，人们有了新的生机，砍伐、捕杀珍稀之类的事自然减少。大力建设小城镇，需要研究、规划，需要水泥供上。遍布各地的水泥厂正好就地满足这种需要。 

    （八）“水资源呈现短缺”

    解决水资源问题的重点是存水。存水保证供应，也是减少水土流失的重要措施。许多地方重视存水，兼收水产、发电之利。存水带起山、水、田、林、路一系列建设，那有不富之理。不仅致富，还改善了生态环境，成为旅游胜地。因此，有条件的地方因地制宜加强存水应该看成一条致富之路，更是脱贫的有效措施。优质、廉价的水泥支持水利建设，是基础条件。

    （九）“耕地资源逐年减少”

    问题是对滥用耕地阻止不力，措施不够。如水泥厂取土作原料，历来认为天经地义。实际上既耗能又破坏环境。因为粘土作原料能耗高。全国年产10亿多吨水泥，理论上要2亿多吨粘土。瑞士明令2005年后水泥厂不准再用粘土。我们离这个要求还很遥远。但正反映了节土、少占土地的巨大环保潜力。
我国年产7000亿块(13.67亿方)红砖需土18亿吨，耗煤近7000万吨。如以水泥和工业废渣（如掘进矸石、建筑垃圾、筑路废石以至江湖河海泥砂）制砌块代替10%的砖(1.367亿方)，年节土1.8亿吨，节煤400多万吨。制砌块可用低标号水泥——砌筑水泥。1.367亿方砌块可用废渣1.23亿吨。加上砌筑水泥中工业渣，0.176t/m3×1.367亿m3=0.24亿，共1.47亿吨代替1.8亿吨粘土。环保效益非常可观。水泥工业中不起眼的低标号水泥都能起大作用，可见值得大力开发水泥工业的环保效能。把水泥厂看成环保装备的观念转变将会带来社会、经济效益。

    与治理水土流失问题结合，利用江湖河海泥砂、卵石作水泥原料、混合材和骨料，生产水泥、固土剂、砌块、混凝土，有利于减少泥沙淤积、增加河床存水能力，减少暴雨形成的水灾。实施中易于做到就地取材、就地生产、就地利用，减少运输能耗。对我国这样一个大量进口油料的国家具有重要意义。能够顺应自然、合理创造财富，其意义不仅是利废。泥砂（细沙）的一个重点利用方向是屋顶造地。屋顶花园在许多地方已经是常见景象，环保效益理想；2005年 9月份中央台报道过贵州贵阳某厂厂长在屋顶上种稻，基本满足全家需要。说明屋顶造地的许多技术问题如水泥强度、不漏水等都已经解决。需要进一步研究的是开发泥产业和泥砂产业，用于种草、种花、种药。 

    （十）“森林资源供不应求”

    改革开放的深入发展，富起来的农民要盖房、要木料、燃料。如果大力发展轻质、高强、耐久、抗震的高性能水泥制品，楼板、屋顶…不用一点木料，何必费钱去买木料。水泥电杆、水泥管、水泥瓦、水泥船，无一不是农村发展需要。发展沼气产业，推广金华生态厕所综合利用成熟经验：沼气池肥料用在楼顶上种的葡萄有乒乓球大、还能做药，承包出去要收10万元。树叶杂草成了老百姓不断产出的资源，谁也舍不得任意砍树。这些并不需要大投资的产业，许多地方都搞得起来。问题是要大力宣传、推广。
水泥工业过去被看作耗能、污染大户。通过发展清洁生产推动利废降低能耗、保护环境，发挥环保效能、可以变成环保产业。不仅利用量大，而且能代替部分原燃料（代土节煤）、提高产质量。对水泥工业本身的提高、发展有利，也有利于加快当地经济建设的速度。道法自然。道是超越时空的大自然运行规律；德是人类顺应自然，不做违反天理、人和的事。道德两字，是中国文化的核心。

    立窑厂因为规模小，历来叫做小水泥厂。但其总产量达6亿多吨，约占2003年世界水泥产量（18.6亿吨）的1/3。职工上千万，大多数是农民。立窑水泥问题实质上是个农民问题。帮助立窑水泥这样一个支撑我国经济高速发展的大产业提高产质量并非小事。学习和实践“三个代表”思想、创建和谐社会——从当前国情出发、充分发挥大中小水泥厂的积极性、抓住解决三农问题的重点，将会加快提高最大多数人民的生活水平。

 

黑生料节能增效剂的研发及其人窑物料制备工艺的变革

北京炭宝科技发展有限公司董事长、总经理 崔宝岭

摘要：本文简述了课题的背景、意义，项目来源和实施的进展情况，有关基本原理、工艺流程、技术关键、技术路线与创新点；较客观地评析了成果应用的经济，社会、环保效益及其产业化前景。

关键词：现代立窑，洁净煤技术，节能增效剂，准干压法，生料珠

O  引言

    众所周知，我国是当今世界上拥有水泥立窑数和立窑水泥产量最多的国家，但立窑水泥产业的发展水平、结构层次、增长质量依然较低，资源、能源，尤其是以煤为主的制约瓶颈日益加剧，节约能源、水源和保护环境的压力越来越大。随着我国现代新型干法水泥工业的迅速发展，传统立窑的外延型、粗放式经济增长模式已走到尽头。

    面对未来，我们如何运用科学发展观不断发现现代立窑水泥技术创新点，广泛而深入地开展“黑生料节能增效剂的研发及其人窑物料制备工艺的变革”，即以科学方法和技术手段，解决好业内人士普遍关注的立窑水泥生存和发展的问题，越来越显得至关重要。

    1  项目来源和实施的进展情况

    1.1  项目来源

   《黑生料节能增效剂的研发及其人窑物料制备工艺的变革》，系我公司与中国煤炭科学研究院煤质与环保研究所等创新洁净煤燃烧理论和现代立窑水泥技术，业已完成或正在转化为现实生产力的高新技术项目

   1.2  实施的进展情况

   2004年5月，保灵牌节能增效剂研发成功，已先后在全国28个省(市、自治区)200多家立窑水泥企业推广应用，实践证明具有良好的企业内部收益率和显著的节能与环保效益。并已初步形成全国性的专项技术咨询服务网络，一支供职于本公司的专家队伍活跃在生产第一线。

   2006年9月，保灵牌对辊成珠机研制成功，试产出第一批合格的含剂生料珠(压出的人窑物料呈扁圆形，似算盘珠子，为区别于传统的生料球而称谓生料珠)，其水份6％，仅为生料球含水率的一半，已在立窑水泥企业试产成功。

   在不到一年的时间里，我公司共开设免费专题学习班10期，培训来自各地学员300多人。目前，我公司开展全面质量管理，夯实质保体系认证、绿色产品认证等基础工作．已申报多项国家专利，加强自主知识产权的保护。

   2  有关基本原理、工艺流程、技术关键、技术路线与创新点

   2.1  基本原理

   2.1.1  节能增效剂及其生料珠的制备

   节能增效剂是由拥有自主知识产权的核心剂(催化剂、活化剂、洁净剂)与之辅助剂(含改性剂、助燃剂、膨化剂等)配制而成。

   生料珠是采用准干压法将混合料(黑生料+剂)经专用对辊成珠机压制而成。

   2.1.2  煤炭燃烧的本质

   煤炭燃烧实质上是炭被氧化生成CO2并放出热能的过程。其热化学反应方程式是：
              C+O2→CO2  -94.1×4.184kJ／mol

   很显然，炭只有在足够供氧的前提下才能得以充分燃烧。

   

   从煤炭燃烧热力学方程所示断开或形成化学键的能量变化△H(焓变)可以看出：提高煤炭热效率的关键在于设法降低氧的离解能与炭的活化能。

   2.1.3  节能增效剂的作用原理

   本剂实际上是剂中之剂，均含有数种多氧化态金属氧化物。这些物质在反应过程中能够放出原子氧[O]，原子氧可直接与炭反应放热。即：

            MO3 →MO+2[O]，
            2[O]+C→CO2-94.1×4.184kJ／mol
   式中：M代表金属元素。

   原子氧[O]可直接与炭反应放热，因为它不存在氧分子离解吸热的过程(O2→O+O+96×4.184kJ／mo1)，所以远比空气中的氧分子[O2]与炭反应放出的热能高。正因为如此，生料珠在立窑煅烧过程中，既能珠内制氧，使之充分内燃，加上珠体借助剂中的膨化剂产生细微裂缝，改变了传统黑生料球“由表及里”的燃烧方式，即“由内及外”；又能珠外制氧，与之CO、SO2、H2S、NO2、H2等混合而产生极易燃烧的CH4(甲烷)气体燃料形成燃烧，使原本应该排出的烟尘以及有害气体得以洁净利用，如固硫．固尘等。本剂中之剂还能有效降低多组份富氧矿物氧的离解能与炭(C)及CaCO3中的C(炭)在郝氏反应后生成CO燃烧时所需活化能，有利于形成上述内外结合的煅烧环境，从根本上改善了物料的易烧性和易磨性；诸多微量元素能促使体系共熔点下降、液相量增多而粘度减小、对f-CaO的吸收，防止B-C2S向r-C2S转化，有益于熟料低温烧成和避免熟料粉化及其安定性不良，以实现其节能、降耗、环保增效的目标。

   2.2  工艺流程

   其带剂人窑物料制备工艺流程图如图

   

   2.3  技术关键

   主要包括：①不变核心剂的研发；②可变辅助剂的互补性研究；③专用对辊成珠机的研制；④带剂入窑物料制备工艺参数及其热工制度的确定。

   2.4  技术路线

   从调研人手，因地制宜，优化设计与之不同区域生产条件相适应节能增效剂的不同配方，对图2—1所示工序实行在线工艺参数的监、测、控，通过采用专家巡诊的办法，切实解决应用厂家所遇到的技术难点问题。

   2.5其创新点

   (1)  将一种能改变煤炭燃烧方式的新型节能增效剂，被创新地应用于现代立窑水泥熟料煅烧之中，使原本应该排出的烟尘及有害气体得以利用形成洁净燃烧；

   (2)  在国内外首次创新地采取准干压法制备人窑物料的节水新工艺、节能新技术，将专用对辊成珠机替代传统的预加水成球机，付诸实践，并就“生料珠”区别于“生料球”作出特定的命名。

 

   3  成果应用的经济、社会、环保效益及其产业化前景

   3.1  统计口径

   (1)  以现代机立窑单线平均年产10万吨水泥为计算基准；

   (2)  预测以“十一五”末全国有1千条现代机立窑线推广，总产能达1亿吨水泥概算；

   (3)  以收到67家推广厂信息反馈数据(取平均值)统计。

   3.2  经济效益

   直接经济效益分别为：
        9.43×10=94.30(万元)
        9.43×1=9.43(亿元)
   注：吨水泥成本平均下降9.43元。

   3.3  社会效益

   3.3.1  节煤’其节约标准煤分别为：
            13.25×10¯³×1.0× 10⁵×0.75=1031.25(吨)
            13.25×10¯³×1.0×10⁴×0.75=103.12(万吨)

   注：吨熟料标准煤耗平均减少13.25千克．按水泥7.5折为熟料。

   3.3.2  节电

   其节电分别为：
            5.13×10=51．30(万 k Wh)
   注：吨水泥综合电耗平均减少5.13kWh。

   3.3.3  节水

   其节水分别为：
            0.06×1.0×10⁵×0.75×1.6=7200(吨)
            0.06×1.0×10⁴×0.75×1.6=720(万吨)
   注：吨生料节水0.06吨(采用半干压法后．生料珠含水率≤6％，而传统成球水分约12％)，按水泥7.5折为熟料、且1.6倍换算生料。

   3.4  环保效益

   其减排SO2分别为：
            1031.25×3％+（1.34×10^-1×1.0 ×10⁵×0.75-1031.25)×3％×65％=206．81(吨)
            103.12×3％+（1.34×10^-1×1.0×10⁴×0.75-103.12)×3％×65％=20.68(万吨)
   注：标煤含硫量约1.5％，其SO2分子比为2，则按3％计；推广前吨熟料平均标煤耗约134千克，按水泥7.5折为熟料；推广后SO2气体减排65％左右：1031.25、l03.12为不同量级的节标煤数。

   3.5  产业化前景

   3.5.1  量化指标

   现将盛果应用产业化量化后的经济、社会、环保效益指标列表3-1： 

     
   
   3.5.2  前景展望

   建设资源节约型和环境友好型社会，是我国的一项基本国策。为立窑水泥节能环保增效助力，节能增效剂以化学方法解决了立窑水泥熟料煅烧中的技术难题，而与之配套的准干压成珠工艺及装备技术，则从物理学方面解决了人窑物料水份偏高的技术问题。节能增效剂与准干压法对辊成珠工艺及其装备技术，它们犹如一对连体“技术婴儿”，是一项系统工程，为立窑水泥企业走上节能环保增效的发展道路提供了技术支持，完全符合国家产业政策，具有显著的经济、社会、环保效益，且量大面广，推广应用前景广阔。

 

保灵牌节能增效剂为立窑水泥谋出路

秦至刚

摘要：介绍了北京炭宝公司其人其事与其炭中之宝，讨论保灵牌节能增效剂为立窑水泥谋出路这个热点问题，就该公司董事长崔宝玲创新提出关于“立窑水泥向何处去？加剂！立窑水泥出路在何方？转产型煤”的主张，作者作了初步的前景分析。

关键词：应用  节能增效剂  转产  洁净型煤

     2006.10.16．《中国建材》杂志社发起的“首届建材行业四方对话”会上，北京炭宝科技发展有限公司董事长崔宝玲第一个发言。他说：立窑水泥向何处去？加剂！立窑水泥出路在何方？跟我来，转产型煤。他的话引起了大家的浓厚兴趣。笔者最近应聘北京炭宝科技发展有限公司首席专家，介绍一点有关崔宝玲的内情、供同好研究。

     1 北京炭宝公司其人其事与其炭中之宝

    1.1  保灵品牌  炭中之宝

    加剂。什么剂？北京炭宝科技发展有限公司保灵牌节能增效剂。顾名思义，是能够节煤、节电、节运和增加效益的产品——炭中之宝。节能增效剂是一种生产清洁能源、改变煤炭燃烧方式的核心技术产品，由改性剂、催化剂、助燃剂、消烟剂、固硫剂、膨化剂等十二种化工原料组成。它改变了传统的燃烧方式，使不同低热值的煤在增效剂的作用下在燃烧区内产生大量的混合气体，将本会挥发掉的可燃烟尘和有害气体在高温下发生化合反应形成极易燃烧的甲烷等碳氢化合物气体，燃烧中增加火焰的长度、密度和面积，提高了煤炭的热效率、消除了大量烟尘和有害气体的排放，实现了节能增效和环保的目的。其特点是运用化学方法，通过改善水泥熟料煅烧中的供氧环境，使生料料球由过去从外往里煅烧转变为现在里应外合的整体煅烧。充分利用燃料中挥发分的作用、减少化学和机械不完全燃烧；产品中的固硫剂、催化剂，将燃烧中产生的二氧化硫（SO2）有害气体在富氧情况下生成三氧化硫（SO3）固化在熟料中，综合利用了生料中其它可产生热值的物质如硫、氢及硫化铁等组分，在煅烧时均能放热使窑温升高、减少还原气氛。从而明显提高水泥熟料质量、减少粉尘排放。固硫剂、催化剂的加入使可燃物充分燃烧，改善作业环境，提高废气排放质量，为环保做出贡献。熟料中三氧化硫增加有缓凝功效，可减少石膏用量。

    外国对我国立窑水泥一个很大的意见是“立窑水泥应用萤石作矿化剂，把氟污染从地上放到天上、破坏臭氧层”！应用节能增效剂后除了高效利用工业固体废渣，还可以不用萤石、减少对大气的污染。

    过去用尾矿实现岩矿供氧需要3%～5%以上才有显效。用节能增效剂一般在生料中加入0.02%～0.05%的就可奏效。用量少，运费低，因此更具有普遍推广的意义。从学术角度看，应用节能增效剂实现固体供氧全面解决了立窑煅烧中的缺氧问题，是燃烧方式上的重大创新。应用该项技术，可直接降低煤耗10%～20%，提高生料磨产量10%，增加熟料强度2～5MPa，提高立窑台时产量5%～15%，提高水泥磨台时产量5%～10%。同时，使有害气体和粉尘排放量减少80%以上。

    1.2  炭宝公司  用户至上

    北京炭宝公司在推广此项新技术中，有一支专业服务队伍、并已初步形成全国性的专项技术咨询服务网络。传授技术、规范管理、完善工艺（包括配方、烧法、配套改造等）。为了准确添加增效剂，该公司又自主研发了给料机，在技术上精益求精，目前给料机已改进到第八代。在管理上，公司领导们认真负责，发挥各类人员的积极性，派专人跟踪服务，直到水泥生产厂家取得良好效果。应用节能增效剂带来观念的转变和管理水平的提高（如加剂后取消水方计工资的传统办法，等等）。有一位水泥厂厂长信心十足地对其化验室主任说：“别的厂用得好，您咱们也同样可以用得好”。

    1.3  推广应用  节能环保              

    自2004年5月保灵牌节能增效剂研发成功以来，已先后在全国28个省（市、自治区）近200多家立窑水泥企业推广应用，实践证明具有良好的企业内部收益率和显著的节能与环保效果。

    我去海南三亚天涯水泥厂调研时，看到该厂应用保灵牌节能增效剂后，煤耗降低，产量提高，比表面积增加，不但可以多掺入混合材，而且还减掉了助磨剂。更重要的是，应用节能增效剂后立窑窑面也不再有臭味、改善了烧成操作的条件，深受看火工欢迎。这是因为节能增效剂的固硫作用把硫固化在熟料中，形成高早期强度的矿物——硫铝酸钙。低煤耗又保证了尽可能低的还原气氛，使已经形成的硫铝酸钙得以保存。做到了化害为利。
该技术先后在吉林四平天意水泥公司、天信水泥公司、红嘴水泥公司、江苏徐州久久水泥公司、海南八一水泥有限公司、海南农垦石碌水泥公司、河南新乡振新水泥公司、河南平顶山淅水集团鲁山水泥公司、辽宁省沈阳矿业有限责任公司建材总厂等200多个推广应用，都取得了良好的经济效益和节能环保效果。

    2 节能增效剂在水泥工业中的开发应用

    2.1  立窑水泥  加剂则行

    我国立窑水泥年产达6亿多吨，立窑水泥是地方经济发展特别是农村建设的基础材料。大多数立窑厂是在过去的经济条件下以小投资建设，存在许多弊病，如煤耗高、产量低、质量不稳定、污染严重等，不符合可持续发展的战略方针。但是，从烧成设备技术能力的本质来看，立窑能烧全黑生料、高温内燃、以低煤耗快速烧成、适于利废的煅烧特点和适用低钙石灰石、低热值煤的优势决定了它在某些地区特殊的存在价值。在那些经济落后、交通不发达的广大农村地区不能放弃就地取材的廉价产品优势。因此，在短时间内关闭立窑水泥厂是不可能的。为了响应党中央、国务院建设资源节约型和环境友好型社会的号召，应用多年来洁净煤的研究成果，北京炭宝科技发展有限公司生产出专供水泥立窑料球煅烧中的节能、环保、增效的添加剂——节能增效剂。不但可以帮助立窑水泥厂摆脱困境，更能使水泥生产在节能环保上达到国际一流水平。

 

    2.2  对锟成珠  柳暗花明

    2006年9月，保灵牌对辊成珠机研制成功，试产出第一批合格的含剂生料珠（压出的入窑物料呈扁圆形，似算盘珠子，为区别于传统的生料球而称谓生料珠），该生料珠水份6—8%，仅为生料球含水率的一半或稍多一点,预计今年在部分立窑水泥企业投入试生产。大家知道，一般每降低1%水分可降低2kg标煤的热耗，按降低5%水分计算，还可降低10kg标煤的热耗。全国6亿多吨立窑水泥，按5亿吨熟料计算，节约用水4000多万方，而且减少了蒸发这些水份所需的煤。可把煤和水的空位变成强度组分，这就是减煤提高强度的道理。用剂加上成型机的立窑厂吨熟料平均煤耗可达115kg以下，这与新型干法吨熟料平均标准煤煤耗相当。
为了解决水泥工业西进西部地区提高水泥生产水平的三高问题（高海拔氧含量低、高寒影响燃烧和高硫煤的污染），广大科研工作者已经做了很多工作。在高海拔氧含量低的地区，立窑的煅烧特点具有比新型干法窑更好的适应性和节能潜力。在前不久西藏拉萨堆龙东嘎水泥公司进行的加剂试烧，获得了比内地用剂更好的节能增效环保的效果，使我们就更有信心在进入西藏的水泥生产中，发挥比新型干法窑更能发挥煅烧上的节能优势。

    3 节能增效剂在型煤工业中的开发应用

    3.1  型煤开发  前景广阔

    北京炭宝科技发展有限公司煤化工首席专家李师仑，早在1996年《中国工业型煤的发展现状及展望》一文中指出：全国工业锅炉40余万台、工业窑炉16余万台，大部分属于层燃式、适于燃用块状燃料。燃气及化肥厂合成气的生产都需要块煤。随着采煤机械化程度的提高，块煤产率下降，无法满足工业对块煤的需求。全国工业锅炉、窑炉大量燃用原煤，年耗煤4亿多吨。原煤散烧热效率低、污染严重，造成经济上巨大的损失。发展炉窑用的工业型煤，是改变这种状况的重要途径。这样不仅可缓解块煤供不应求的被动局面，而且提高煤炭利用效率、减少环境污染，改变原煤的某些特性、为粉煤的合理、有效利用开创新路。建设型煤厂见效快、易于推广，市场前景广阔。多年来，（国家）煤炭科学研究院等单位已经做了大量研究，为了合理和有效利用煤炭资源，国家已把发展洁净煤技术提到重要的战略地位。在洁净煤技术中，发展型煤是最现实有效的技术，可以实现真正意义上洁净燃烧和高水平资源综合利用。

    3.2  立窑退出  转产型煤

    立窑水泥厂转产型煤有着先天的自身优势，应用节能增效剂可使有条件的立窑水泥厂转产型煤，可广泛应用于锅炉、烧石灰以至生产燃料及化肥厂合成气的气化等行业中。煤灰可以回收作水泥混合材或肥料。立窑应用成型机代替成球盘是立窑水泥煅烧技术中的重大突破，如果转产型煤、又是必不可少的装备。
北京炭宝科技发展有限公司崔宝玲董事长把生产型煤的启发应用于立窑煅烧，又从立窑水泥生产得到启发，创造性地研发出型煤黏结剂，使立窑水泥厂找到了出路。

    “必以全争于天下”。北京炭宝科技发展有限公司将“务实、求全，和谐、发展”作为公司的理念，以“为燃煤行业节能环保助力”为己任，不断创新求发展，相信会有更多的有识之士携手并肩，再创中国水泥事业的辉煌！

 

参考资料
1．杨鹏.保灵牌节煤增效剂—引领立窑水泥节能环保技术革命新潮流  水泥生产力2006.2。
2．崔宝玲. 黑生料节能增效剂的研发及其入窑物料制备工艺的变革
        ——现代立窑水泥技术创新研究成果之一。水泥生产力2006.4。
3．李师仑.中国工业型煤的发展现状及展望.中国煤炭1996年第6期。

 

保灵牌节能增效剂的开发与应用

北京炭宝科技发展有限公司董事长 崔宝玲

摘要：本文对保灵牌节能增效剂的研究与开发、产品性能、节能原理、技术指标及科学应用作了中肯的评述，包含有作者实践的经验和积累，创新的理论与方法。

关键词：保灵品牌  研究开发  技术原理  科学应用

    据最新权威资料显示，我国现有煤炭可采储量共2000亿吨，按每年平均开采25亿吨计算，80年之后中国将没有煤可挖了，我们的子孙后代究竟靠什么代替煤炭作燃料？人无远虑，必有近忧。能源是经济可持续发展的重要因素，节能环保是企业求生存谋发展的必由之路。党中央国务院反复强调建设资源节约型和环境友好型社会，目的是要解决日益严重的潜在能源和环境危机。只有充分认清这个问题，构建和谐社会才有了基础。

    1 保灵牌节能增效剂的开发

    1.1  “保灵”品牌的由来

    保灵牌节能增效剂，原为保灵牌节煤添加剂，是应用在煤炭的燃烧中，它使粉煤加剂经粘结后高压成形（称洁净型煤），改变其原始由表及里的燃烧方式，而由里及表。在剂的作用下，使内燃温度高于外燃温度，从而实现了洁净燃烧。使炉渣中的含炭量由原来不加剂的15%以上，降低到加剂后的1%以下，既减少了煤炭的消耗又实现了环保。

    “保灵”牌节能增效剂是本人的专利产品，命名时择用宝玲的谐音。顾名思义，加剂后保证能灵。为此，用于2005年5月在国家工商局注册了“保灵”牌商标。

    1.2  “型煤”燃烧的启示

    我们在研究中发现水泥料球原始的煅烧过程与没有加剂的型煤燃烧过程非常相似。由于主要是靠热辐射完成球体的煅烧，球体越大残炭就会越多。可是，加剂之后却发现，无论球体大小只要在同一个温度带，它们都是从里向外的受热，只要表面是火红的，其心部也一样的鲜红，这说明球体受热的均匀取决于剂的作用。煤球加剂后检测其灰渣的含炭量低于1%，而不加剂则超过15%。煤球中90%是煤炭，不加剂则烧不透，水泥生料球90%则是以石灰石和粘土为主，煤炭只占10%，不加剂就可想而知了。因此，煤球的燃烧与水泥料球的煅烧并无可比性。

    （1）永大厂。我们从2004年5月开始，经过多次试验后，率先在湖南省澧县永大水泥厂获得了成功。立窑水泥加剂3天后：节煤15%，立窑产量提高15%，由于易烧性好，熟料的易磨性也好，电耗下降，比表面积容易提高，水泥磨产量提高10%，烟气变白，看火工人反映窑上没有臭味了，粉尘的排放也明显减少了。经计算，减去剂的成本，加剂比不加剂每吨水泥成本降低15.6元。由于节煤在水泥厂只是一个方面，更多的是获得了综合效益。因此，从那以后，节煤添加剂就改成了“节能增效剂”。

    （2）铜仁厂。2005年1月，我们在贵州铜仁地区水泥厂加剂3天后节能环保效果更为明显：停在工厂院里的车上再没有粉尘了，窑面工作环境明显改善，看火工非常高兴。几个月后，当厂领导决定把剂停用与不加剂再对比效果时，工人们都表示“不加剂就给我们加钱”。

    （3）桃北厂。2004年12月5日，我们在桃源县桃北水泥厂，用石煤和煤矸石代替优质煤和粘土加剂烧水泥获得了成功。将石煤比例增加至25%，优质煤只占3%，生产出的熟料比加剂前多掺15%混合材，每吨水泥降低生产成本20多元。水泥出磨即出厂供应大型建筑工地，受到客户好评。不但厂区环境好了，水泥厂附近村民们也不告状了，曾是全国人大代表的刘永山董事长说：“是保灵牌节能增效剂使我们山沟里的空气变好了，我盼望有记者现在来采访。”

    （4）三江厂。2005年3月，我们应广东省韶关三江水泥厂庞玉驹厂长之邀，为该厂提供加剂技术，经过两个多月的反复调整应用劣质高硫煤，使该厂的节能环保指标跨上了新台阶。特别是水泥厂周围的居民感受到了用剂给他们带来的清新空气，为环境友好奠定了基础。中国建材报头版对此曾经有过报到。2005年8月18日我们在长沙成立了长沙市保灵建材助剂有限公司，开始了更大规模的技术推广工作，取得了可喜的成绩。

    （5）大推广。2006年4月，我们开始在海南省推广节能增效剂，先后在八一、天涯、叉河、农垦石碌等厂应用，取得了较好的效果，各厂都反映节煤明显，出窑熟料强度增加，熟料温度低，挤压机表面不脱皮，水泥磨产量提高、电收尘温度低，保证了设备的正常运转，大大减少了设备的维修费用，使水泥生产成本降低。水泥厂和居民的环境得到了改善，体现了资源节约和环境友好的精神。
为了满足广大用户的要求，给立窑水泥厂提供更多的方便，2006年9月19日我们在北京成立了北京炭宝科技发展有限公司，顾名思义，保灵牌节能增效剂是“炭中之宝”。我本人任公司董事长、总经理兼法人代表。并开始了更广泛的技术服务工作。

    2  保灵牌节能增效剂的产品性能

    保灵牌节能增效剂，是一种能改变煤炭燃烧方式的核心技术，它是由多种化工原料组合而成，理论上是以燃烧学为主导，涉及多学科、多门类的高科技产物。使不同低热值的煤在燃烧区内产生大量的高能混合可燃气体，使可燃烟尘和有害气体在高温下发生化学反应，生成参与协助燃烧的多种物质。燃烧中增加了火焰的长度、密度和面积，从而提高了煤炭的热效率，达到了节能增效和环保的目的。

    3  保灵牌节能增效剂的节能原理

    立窑水泥的生产由于存在生料成球不均和受采用半干法耗热的影响，熟料质量不稳定、生产成本过高等问题。因此，在立窑生产中既节能降耗又可提高熟料质量，是科研工作者多年攻关的课题。

    3.1  燃料中挥发分的充分利用

    在立窑煅烧中燃料以近1：9的比例配制成球后入窑煅烧，近10%的燃料煤的燃点一般为260-400℃；在与近90%以石灰石为主的原料均化后制成的生料球的燃点上升到700-800℃。燃料煤中热量主要由固定碳和挥发分两种物质产生，立窑煅烧过程中在近200℃时挥发分物质便开始挥发，而此时料球尚在预热带,因缺少火焰挥发分随水蒸汽一起排出，风量越大热损失越大。节能增效剂针对这一特点在<200℃时,提供充足的易燃气体加快引火速度，促使挥发分等可燃物质加快化学反应而提前燃烧，减少了热损失，同时也有效地降低了生料的燃点，实现急烧，表现为上火速度明显加快，烟气浓而白。

 

    3.2  化学不完全燃烧的充分利用

    生料中除燃料煤中存在的大量的碳（C），石灰石等含碳物料在高温下（>600℃）理化反应中也分解产生大量的碳和一氧化碳（CO），由于缺氧而不能燃烧很快随水蒸气一起排出，既污染了环境又损失了热能，窑内通风越差这项损失就越大。节能增效剂针对这个特点在≤600℃时释放充足的氧气，氧气和一氧化碳放热生成二氧化碳（CO2），从而充分利用了化学不完全燃烧的热量。

    3.3  机械不完全燃烧的充分利用

    生料因成球不均在煅烧中尚存在欠烧造成熟料中仍有碳核残存，残碳的存在既损失了热量又造成熟料质量不稳定。保灵牌节能增效剂针对这一害症在产品中增加了膨化剂，使大小不同的料球表面产生微裂，又因催化剂的作用,使料球表面的火焰进入料球的内部产生无焰燃烧，节能增效剂还能使料球内产生充足的氧，形成正压燃烧，从而实现了料球的内燃温度高于外燃温度的特殊功效。因此很快达到烧成温度，改变了料球内部燃烧滞后外层的状况。使大小不同的料球实现了均匀煅烧。又由于料球的急烧，液相量显现在料球内部，从而改善了因熟料烧结收缩、边风过剩、中心通风不良而结大块的现象。由于料球里应外合的煅烧，冷却也同样由里及表，使熟料冷却速度加快，不需吹大风降温，既节电又可延长熟料输出部分设备的使用寿命。

    3.4  凡可利用热物质的充分利用

    生料中除了碳之外还有硫、氢及铁粉中的硫化铁等组分，在煅烧产生理化反应时均能放热使窑温升高，节能增效剂针对这一特点在产品中添加了固硫剂，燃烧中产生的二氧化硫（SO2）在氧的作用下生成三氧化硫（SO3）并固化在熟料中。既有利于提高熟料的强度，还减少了石膏的加入量。

     4  保灵牌节能增效剂的技术指标

    生料中加入0.02-0.05%（含高原缺氧地区）节能增效剂就可达到以下功效。

    1、生料磨产量提高10%（因改变燃烧特性，生料磨细度可放宽到12左右）；
    2、节煤率在10-20%；
    3、有害气体排放减少60-80%；
    4、粉尘排放量降低80%以上；
    5、可提高熟料强度2-5Mpa多加5-10%混合材；
    6、可提高立窑和熟料磨机的台时产量5-15%。

    需要说明的是：以上数据会因企业的生产条件、所处的地理位置、使用原、燃料的质量、原有技术水平和管理水平的差异而有所不同。

    5  保灵牌节能增效剂的应用

    保灵牌节能增效剂作为一项高科技产品，它改变了传统的燃烧方式，使立窑煅烧进入了新时代，体现了其技术的领先性。如何正确应用节能增效剂，使其成功地转化为生产力，经过水泥厂的生产实践，我们认为：工艺完善、管理规范是节能增效剂成功应用的必备条件。

    （1）正规化管理：建立建全各项规章制度，做到人人有章可循；

    （2）合理的配料：均化和可靠的微机系统十分重要；

    （3）准确的控制：及时取样，分析物料成份的变化；

    （4）低煤耗配料：立窑烧水泥，在保证熟料质量的前提下，用煤量越少越好。加剂后由于是固体供氧，料球内部产生的大量氧气，使煅烧速度加快。同时也减少了因气体供氧而带走的热量损失；

    因此，加剂后的生料配热最好控制在500-520千卡/公斤。我们把立窑烧水泥比喻同做大米饭，煤和水的作用是相同的。做大米饭水加多了会是浠粥，烧水泥煤加多了强度会降低是一个道理。多余的煤不但占用了可以提高熟料强度的组份，而且会产生大量的CO，增加了窑内还原气氛，降低冷却速度，C3S分解，为形成二次f-Cao创造了条件。同时还会造成窑面工作环境恶劣，操作工人的安全得不到保障。前不久，我们在西藏拉萨堆龙东嘎水泥厂试烧时就验证了这一点。加剂后降煤150-200大卡，熟料的产量和质量明显提高，三天强度增加5Mpa，立窑台时产量提高1.5吨。准确的说，在窑体保温欠佳的情况下，熟料中有2-3%的生烧料，说明配热比较合适。如果是百分之百的熟料会使立窑中部注定要有更多的过烧料。过烧料给水泥强度和水泥磨的产量带来的副作用，要比2-3%的生烧料大的多；

    （5）降低成球水：从气象学上讲凝结会放出潜热，蒸发则需要吸收潜热。冬天下雪是凝结现象，气温升高。雪后天晴，积雪开始融化，是蒸发现象，气温降低。因此，一定要规范给水设备，采用预加水成球技术，将水份控制在11%左右。要确保料球强度，实现均匀煅烧。生料中多余的水要靠多加的煤去蒸发，不只是浪费水资源和损失了热量，它还会使球体变形，造成窑内通风不畅，影响煅烧质量。同时既降低产量又要多耗电费。因此，彻底改变使用水方计工资的传统办法，至关重要。到目前，只要应用保灵牌节能增效剂的水泥厂，经我们建议后，都改变了计量方法，收到了很好的效果；
在去年成都会议上，李局长对我说，节能增效剂使立窑水泥配热降低80-100大
卡热量的事实大家都认可了，你还能不能再拿出50大卡，我当即就回答可以。我们搞粉煤成型只需要8%的水份，就生料细度而言，成型水份完全可以小于7%，经过一年来的试验证明，只需6-8%的水，比原来成球盘低出30%以上的水份，节省50大卡的煤就变成了现实。

    （6）生料要充足：供料系统不能间断，保证连续性；

    （7）操作要暗火：浅暗火操作相当于盖着漏气的锅盖，而放明火就好比是开着锅盖蒸馒头。在立窑煅烧中，如不能随时保证是暗火操作，就会损失热量，减少窑内压力，理论上说有4%的粉尘挥发属正常。由于暗火，厚厚的湿料层对粉尘具有阻挡和粘黏作用，这些粉尘没有挥发经高温后就是熟料的一部分，既增加了产量又消除了对环境的污染。保证暗火操作也可控制有害气体的泄漏，对提高窑温和料球的快速煅烧十分有利。有些厂家提出，暗火太深会使窑面温度降低大布袋结露。实践证明，造成结露的主要根源是成球水份过高造成的；

    （8）底火要稳定：稳定底火是实现立窑三平衡煅烧的关键。加剂后的料球，实现了快烧急冷，液相多显现在球体内部，又由于配热已到极限，没有多余的热量留给料球之间的互相粘黏，所以底火层发散、发脆。如没有足够的底火厚度，用大风时就会吹散底火造成漏生，同时大风也会带走窑内热量造成欠烧，使f-cao升高。由于熟料冷却充分，一般出窑熟料温度在100-150℃，所以不需要吹大风降温。这样，既减少粉尘挥发又可以降低风机电耗；

    （9）用风要适当：一般是中风就可以了，大风大料的做法不适合加剂；

    （10）卸料要低温：杜绝盲目追求产量。高温卸料会带走窑内热量，使配热失去平衡，影响熟料质量。
综上所述，影响立窑正常煅烧的因素很多，在物料稳定的情况下，准确的给水、暗火操作、低温卸料三点最重要。由于生料配热已到低限，没有多余的热量，因此，忽视任何一点就会造成热量损失，如果同时忽视这三点，就会造成欠烧。

    3年多来，我们在湖南、广东、江苏、山东、吉林、广西、海南等28个省区内推广节能增效剂产品，共组成十几个专家组服务在立窑水泥厂生产第一线，累计行程几十万公里，为200多家立窑水泥企业日夜免费现场服务。在降低煤耗、电耗的同时，重点解决了因料球不均、煅烧不充分而影响水泥质量、产量和污染环境等难题。

    2006年，我们完成的“现代立窑节能增效剂的研究与开发”项目，分获湖南省建材行业技术革新一等奖和首届全国建材行业技术革新二等奖；我们生产的“保灵”牌节能增效剂，被全国高科技质量监督促进工作委员会列为“中国公信品牌”，获中国建材市场协会授予的全国建材系统“节能、环保知名品牌”和“质量、服务、信誉AAA级企业”。

    我们决心以三个代表思想为指导，落实科学发展观，继续努力工作，为立窑水泥企业的节能、环保、增效，为构建和谐社会做出更大的贡献。

 

保灵牌节能增效剂在立窑水泥煅烧中的应用

北京炭宝科技发展有限公司驻西安办事处主任：李德海

    陕西省是立窑水泥大省，受国家产业政策的影响，立窑企业面临严重考验，企业为了生存也都挖尽了各种潜力。依靠科技进步采纳新技术能给企业带来新的生机。保灵牌节能增效剂由助燃剂、催化剂、膨化剂、改性剂、消烟剂、固尘剂、固硫剂等12种化工原料配伍而成的高科技产品，在生料中加入万分之2～3，用微量供料机在磨头皮带上均匀加入(本公司提供机器)。该剂自05年8月份投入市场以来，深受用户青睐，目前国内已有300多家大中型立窑企业已经使用了该产品。保灵牌节能增效剂的推广使用，对企业起到了降低生产成本、提高经济效益，对国家、对社会起到了节约能源、减少污染、净化环境。可谓节能、降耗、环保、利国利民、利企业。

    目前陕西省立窑生产全黑生料在煅烧中因化学不完全燃烧的挥发份约占煤的8％，暗火或浅暗火操作被废气带走CO约占生料配热8～10％(湿料层越厚，带走越多)，熟料带走的热约占配热的10～15％(熟料块越多、越大越严重)，还有熟料中没有燃净的固定碳约占配热的5～8％，综合以上本能利用的热约30％跑掉啦。生料中加入节煤剂后，当料球预热到200℃时它提供充足易燃气体(甲烷)使挥发份开始燃烧，这种低温燃烧起到了加快料球水分蒸发。料球在预热过程中在剂的使用下产生大量氧气与预热带的一氧化碳(CO)结合充分燃烧。在高温带料球在剂的作用下发生膨胀，内部可燃气体开始从内部燃烧而外部通过热传导向内，形成内外夹击，从而加快了燃烧速度，并且料球内部温度大于外部温度(加剂后的燃烧理论与传统燃烧理论相比发生了变化)这时的急烧，使液相量显现在料球内部，从而改变了窑内中心因液相过多、不透风形成的结大块、死烧现象。同时也加快了上火速度，真正达到了立窑急烧快冷的特点。在煅烧中煤带入的二氧化硫在充足氧的作用下生成三氧化硫(SO3)固化在熟料中(用剂的企业熟料三氧化硫明显增加)形成早期强度很高的硫酸盐矿物。以上所述在生料中加入微量的节煤增效剂把原本随废气排出的可燃气体，以及熟料过多带走的热利用起来(也就是说降煤不降温，是煤的充分利用。相反高温带更集中，有利于c3s形成，并且稳定)。

    前面已经讲到没有利用热损失高达30％加剂后这些热损失就可充分利用，因而可降低生料配热10~15％(50～100大卡)加剂后因高温集中且心火上火快，不粘边，降低了劳动强度，可提高立窑台时10～15％，加剂后烧的熟料透且疏松，减少夹心料、死烧料，因冷却好，阻止了p—C2S向Y—C2S转变增加了熟料强度，同时提高磨机台时5％以上。综合以上用剂后一般均能达到降低水泥生产成本5~10元(其中省煤是纯利)。经几百家企业使用其效果已得到验证。

注：对部分企业用煤热值高(6000大卡以上)且生料易烧性好，目前生料配热500大卡以下的加剂按0.2‰计。对用煤(5500大卡左右)生料配热530以上按0.25‰计，对用煤(5000大卡左右)生料易烧性差，并且生料率值变化大，煤发热量不稳的按0.3‰加剂。

 

      保灵牌节煤增效剂是由改性剂、催化剂、助燃剂、消烟剂、固硫剂、膨化剂等12种化工原料配伍组成的高料技新产品。其主要经济指标为：
      1. 该剂使用量占水泥生料总量的万分之三 左右。
      2. 可提高煤炭热值20％以上，节煤率达15％～20％。
      3. 有害气体排放量的和烟尘排放量降低60％～80％。
      4. 采用预加水成球工艺，生料易烧性好，小料球暗火煅烧，可增加机立窑台产1～2吨。熟料质量提高，可多掺入混合材5％～10％。
      5. 由于熟料易磨性好，水泥磨台产可提高1～2吨。
      6. 每吨成品水泥综合成本可降低8～10 元。