水泥行业CO2排放特征及治理技术研究

本文系统梳理分析了水泥不同种类和各工序的CO₂排放特征,其中,工艺、燃料直接CO₂排放占比达90%,与物料中碳酸盐的含量正相关,与燃料发热量和利用率负相关,电力间接CO₂排放占比约10%,特种水泥由于减少了碳酸盐分解造成的碳排放,总体碳排放量较低。新型干法水泥生产过程可分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个阶段,工艺和燃料CO₂排放主要发生在熟料煅烧阶段,其尾气中CO₂浓度一般在11%～29%。研究分析了碳替代/碳捕集等控碳技术、CO₂资源化利用技术。水泥厂碳替代主要是原料替代、熟料或水泥替代、燃料替代等,可分别实现减碳10%、25%～50%和30%以上;碳捕集主要有富氧燃烧和烟气CO₂捕集,水泥窑富氧燃烧技术有全氧燃烧和分解炉全氧燃烧技术两种。捕集技术主要采用化学吸收法、固体吸附法;在CO₂综合利用方面,针对水泥厂的特殊应用场景,矿化具有较好的应用效果,如采用混凝土养护技术,制备高附加值的微纳米碳酸钙等。