水泥、平板玻璃行业碳减排手艺指南发布
近日,受工业和信息化部原素材工业司拜托,由中国建筑素材结合会牵头组织全行业科研院所、试点企业及相关单元,体例完成了《水泥行业碳减排手艺指南》和《平板玻璃行业碳减排手艺指南》,为建材(水泥、平板玻璃)企业开展节能降碳手艺革新供给参考。
全文如下——(阅读约8分钟)
为深进贯彻落实党中心、国务院关于碳达峰、碳中和的重要决策摆设,完全、准确、全面贯彻新开展理念,勇敢按捺“两高”项目自觉开展,践行“宜业尚品、造福人类”建材行业开展目标,科学做好水泥行业节能降碳革新晋级,鞭策水泥行业节能降碳和绿色转型,根据《关于严厉能效约束鞭策重点范畴节能降碳的若干定见》《高耗能行业重点范畴能效标杆程度和基准程度(2021年版)》《高耗能行业重点范畴节能降碳革新晋级施行指南(2022年版)》,造定本手艺指南。
一、总体要求
完全、准确、全面贯彻新开展理念,科学处置开展和减排、短期和中持久的关系,凸起原则引领感化,深挖节能降碳手艺革新潜力,根据“因业施策”“因企施策”“一线一策”的原则,加快推进水泥行业节能降碳程序,带动全行业绿色低碳转型,确保如期实现碳达峰目标。
二、遵照原则
因地造宜,综合考虑技改投资与收益,不以提产为次要目标,摘用适宜的手艺计划,降低单元产物碳排放,以更优的手艺经济目标运行。对拟建、在建项目,应比照能效标杆程度建立施行,鞭策能效程度应提尽提,力争全面到达标杆程度。对能效低于行业基准程度的存量项目,明白革新晋级和裁减时限(一般不超越3年),引导企业有序开展节能降碳手艺革新,在规按时限内将能效革新晋级到基准程度以上,力争到达能效标杆程度;关于不克不及定期革新完毕的项目停止裁减。
三、现状阐发
目前,全国水泥熟料消费企业1200多家,水泥熟料消费线近1700条,消费才能约18.4亿吨,此中新型干法水泥熟料消费企业1100多家,水泥熟料消费线约1585条,消费才能约18.2亿吨,日产2500吨水泥熟料消费线约占35%,日产5000吨水泥熟料消费线约占40%。根据《高耗能行业重点范畴能效标杆程度和基准程度(2021年版)》,水泥熟料能效标杆程度为100千克原则煤/吨,基准程度为117千克原则煤/吨。
根据电热当量计算法,截至2020岁尾,水泥行业能效优于标杆程度的产能约占 5%,能效低于基准程度的产能约占24%。据此推算,能效低于基准程度的水泥熟料消费才能约有4.5亿吨;根据到2025年,通过施行节能降碳动作,能效到达标杆程度的产能比例超越30%的目标,约有5亿吨的水泥熟料消费才能需要革新提拔。水泥行业做为落实碳达峰碳减排的重点行业,节能降碳的压力较大,但通过摘用先辈的手艺和配备,也具有较大的提拔革新潜力。
受工业和信息化部拜托,中国建筑素材结合会拔取了4家典型水泥企业,此中日产2500吨水泥熟料消费线1家、日产4000吨水泥熟料消费线1家、日产5000吨水泥熟料消费线2家,做为落实水泥行业碳达峰施行计划的“尝试田”,开展“剖解麻雀”式的查询拜访研究,那4家企业涵盖了占比力大的日产2500吨和5000吨水泥熟料消费线,在水泥行业具有必然的代表性、典型性,为本指南供给了次要的根底数据和节能降碳手艺途径支持。
四、次要目标
到2025年,水泥行业能效标杆程度以上的熟料产能比例到达30%,能效基准程度以下熟料产能根本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳开展才能大幅加强。
到2030年,能效基准程度和标杆程度进一步进步,到达标杆程度企业比例大幅提拔,行业整体能效程度和碳排放强度到达国际先辈程度,为如期实现碳达峰目标供给有力支持。
五、水泥行业节能降碳手艺清单
水泥行业碳排放分为间接排放和间接排放,间接排放包罗燃料燃烧排放和消费过程(碳酸盐合成)排放两部门;间接排放包罗水泥消费环节中的电力消耗、以及发电、供热和运输等非消费环节的能耗所折合的二氧化碳排放。水泥行业二氧化碳排放次要源于熟料消费过程,此中碳酸盐合成所排放的二氧化碳,约占碳排放总量的60%;燃料燃烧产生的二氧化碳,约占排放总量的35%;电力消耗间接产生的二氧化碳,约占排放总量的5%。
目前水泥行业的燃料构造以煤为主,煤炭占水泥消费所消耗能源的85%摆布。比照碳排放产生环节和影响因素,节能降碳手艺包罗低能耗烧成、高效粉磨、智能化、燃料类及原料类替代等,那些手艺目前均较为成熟,别离具有差别的节能降碳潜力,可做为批示水泥企业停止碳减排优化革新施行的动作指南。
六、水泥行业节能降碳手艺途径及预期效果
(一)提拔能效手艺
旨在进步现有水泥工业设备的性能和效率,通过手艺优化和部分改进降低系统能耗,到达碳减排的目标,水泥企业可根据现实利用的设备及工艺情况组合利用。
1.消费过程能效提拔手艺
(1)水泥窑炉用耐火素材整体提拔手艺
手艺途径:预热器及篦冷机内衬摘用低导热系数的纳米隔热板取代传统硅酸钙板,回转窑内衬摘用低导热系数的复合砖取代传统硅莫砖及高铝砖,或者摘用气凝胶隔热素材等新型高效隔热素材,可降低烧成系统热耗。
预期效果:熟料烧成能耗降低1~3kgce/t(注:本文所有能耗目标与GB 16780中利用的能耗目标一致)。
(2)预热器别离效率提拔及降阻优化手艺
手艺途径 :改换原有旋风筒蜗壳部门,增大旋风筒进口面积,合理设想蜗壳构造形式,以到达进步旋风筒别离效率、减小旋风筒内切风速和降低系统阻力的目标;摘用预热器掌握漏风、结皮手艺,优化下料管及撒料盒构造,提拔物料在预热器进风管道中的分离效果,加强气固换热效率,可大幅降低预热器出口温度和阻力,降低烧成系统热耗和电耗。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低1~2kgce/t。
(3)五级预热器革新低能耗六级预热器手艺
手艺途径:在土建前提容许的情状下,将传统五级预热器增加一级旋风筒变成六级预热器,预热器塔架新增一层楼面,原有顶级旋风筒上移一层;通过增加一级换热及进步预热器换热效率、别离效率,从而提拔预热器整体的换热效率,降低废气排放热量缺失,实现水泥烧成节能减碳。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低4~5kgce/t。
(4)合成炉自脱硝及扩容优化手艺
手艺途径:增大原有合成炉炉容,优化进进合成炉的三次风、尾煤及进炉物料下料点位置,创造合成炉自脱硝复原区,改进合成炉内煤粉的燃烧及生料合成,进步煤粉燃尽率和生料的合成率,从而降低烧成系统热耗和进步合成炉自脱硝效率。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低1~3kgce/t,削减氨水用量30%~50%。
(5)冷却机晋级换代手艺(三代改换为四代)
手艺途径:将原有三代篦式冷却机整体改换为第四代步进式冷却机,增加篦床面积,同时优化固定斜坡的安插形式、篦板及供风体例,进步冷却机的热收受接管效率,降低熟料温度,可降低烧成系统热耗。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低1~3kgce/t。
(6)冷却机改换为中置辊破手艺
手艺途径:将原锤式破裂机革新为中置辊破形式,进步熟料冷却效果,增加余热发电才能,可进步篦冷机运转率,降低烧成系统综合能耗。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低0.2~0.5kgce/t。
(7)富氧燃烧手艺
手艺途径:由膜法、深冷法、变压吸附等办法获得高浓度的氧气,通进燃烧器一次风及窑头窑尾送煤风中,将一次风及送煤风的氧气浓度提拔至28%~36%范畴,以加强窑内煅烧温度,进步合成炉难燃燃料或替代燃料的燃尽率,降低系统综合能耗。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低2~4kgce/t。
(8)窑头燃烧器优化革新
手艺途径:根据燃料特征,停止窑头燃烧器构造优化或整体革新,强化回转窑燃烧器性能,提拔窑内煅烧温度,降低一次风用量或革新成可利用生物量、塑料微粒、橡胶微粒等高档次替代燃料的多功用燃烧器,削减化石燃料利用量,降低系统综合能耗。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低1~2kgce/t。
(9)生料易烧性和操做治理提拔手艺
手艺途径:通过加进节煤剂、矿化剂等手艺,改进燃料的燃烧特征或生料的易烧性,如磷渣、萤石等矿化剂明显降低熟料烧成温度,削减燃料的利用量,提拔熟料量量。通过提拔操做治理,削减系统漏风,均能降低综合能耗,降低水泥消费成本。
预期效果:熟料烧成综合能耗降低1~5kgce/t。
(10)立式辊磨生料外轮回手艺
手艺途径:摘用外轮回立式辊磨系统工艺,将立式辊磨的研磨和分选功用分隔,物料在外轮回立式辊磨中颠末研磨后全数排到磨机外,颠末提拔机使研磨后的物料进进组合式选粉机停止分选,分选后的废品进进旋风收尘器搜集,粗颗粒物料回到立式辊磨停止再次研磨,系统气体阻力降低5000Pa,降低了通风能耗和电耗。
预期效果:系统单元电耗11~13kWh/t。
(11)辊压机生料末粉磨手艺
手艺途径:摘用料床粉磨原理,不竭优化辊压机设备构造并停止系统工艺立异,辊压机生料末粉磨系统比球磨机生料粉磨系统和立磨生料粉磨系统更节电。
预期效果:系统单元电耗10~13kWh/t。
(12)水泥粉磨优化提拔手艺
手艺途径:基于增加料床粉磨做功比重的理论办法,低能耗水泥粉磨成套手艺配备停止了系统立异,有多种差别的选项如纯球磨改结合(辊压机、立式辊磨结合粉磨系统),小辊压机改大辊压机,增加高效三别离选粉或高效选粉机,可降低水泥粉磨系统电耗。
预期效果:系统单元水泥电耗23~26kWh/t。
(13)钢渣/矿渣辊压机末粉磨手艺
手艺途径:以辊压机和动静组合式选粉机为核心设备,全数物料为外轮回,除铁便利,制止块状金属富集,辊面寿命可达立磨的2倍,具有普遍的物料适应性,能够零丁粉磨矿渣、钢渣,也可用于废品比外表积<700㎡/kg的类似物料的粉磨,系统阻力低,节电效果明显。
预期效果:消费矿渣微粉时系统电耗小于33kWh/t。
(14)钢渣立式辊磨末粉磨手艺
手艺途径:摘用料层粉磨、高效选粉手艺,集破裂、粉磨、烘干、选粉为一体,集成了粉磨单位与选粉单位;通过磨内除铁排铁、外轮回除铁、高压力少磨辊研磨等手艺,使得钢渣中的金属铁有效往除。
预期效果:系统能耗≤40kWh/t。
(15)风机效率提拔节能手艺
手艺途径:目前,跟着风机/电机整体节能手艺的朝上进步,水泥工业利用高效风机、新型悬浮风机、永磁电机(低负荷运行时)、高效联轴器等节能通用设备可以起到很好的节电效果。近年来节能风机手艺起头普遍利用,可以实现节能30%~40%,噪声由120dB降到80dB。
预期效果:风机效率到达82%~85%,实现节能30%~40%。
2.数字化、智能化手艺
手艺途径:围绕构建智能配备、智能消费、智能运维、智能运营、智能决策等五大维度,打造“数据、算力、算法、场景和全链路”的手艺集群,实现水泥消费线层级的消费管控智能决策、主动化专家系统、智能优化掌握及自主觅优,整体完成或分步完成四个维度的消费管控智能化平台建立。
(1)智能配备:实现原料主动配料、烧成系统智能优化掌握、出磨生料智能掌握,全主动化验室摘样/送样/成分化验等过程全主动完成,石灰石、原煤辅料堆场无人值守,主动调车和主动堆取料、实现堆场数字化治理。
(2)智能消费:从石灰石破裂、原料磨、煤磨、脱硫脱硝、熟料发散、辅料原煤堆场均实现无人值守、一键启停、主动掌握,各类反常工况均能全主动联锁庇护,初步实现烧成系统自觅优掌握,完成量量全主动闭环掌握,实现智能主动配料,风、煤、料、窑速婚配,生料及窑况不变性明显加强。
(3)智能运维:由视频巡检与主辅机振动在线监测、视频监控系统、油品在线监测系统、现场专业巡检合成构建一体化高效智能巡检系统;全主动智能光滑系统;设备巡检、检修、隐患处置通过主动工单流转体例实行闭环管控。
(4)智能运营:能耗阐发过渡为主动取数、主动统计汇总、主动阐发、主动能耗反常根源阐发,改动数据阐发形式,有效提拔能耗阐发效率、精准性。实现量量一体化管控,打通量量数据、量量管控和智能优化掌握链路;平安治理由人工跟踪监管变成信息化多维度防控,中高危区域分级防控,在线验证防护办法及监管到位,施行电力运行平安监控系统。
预期效果:实现消费线定员定岗小于80人,熟料综合电耗降低1~5 kWh/t,原则煤耗降低1.0~3.0kgce/t。
(二)原燃料替代手艺
水泥工业CO₂排放的60%摆布来自于碳酸盐合成,35%摆布来自于燃料燃烧,5%摆布来自觉电的间接排放。用垃圾衍生燃料(RDF)、生物量燃料、塑料、橡胶、皮革、烧毁轮胎等替代燃料来替代化石能源,可削减燃料产生的碳排放。另一方面用钙量工业固废来替代石灰石,可显著削减碳酸盐合成的碳排放。该手艺标的目的旨在从原、燃料替代动身,通过摘用差别的原料或燃料,从工艺角度削减水泥系统的碳排放量,需要水泥企业根据情况前提、本身情状,在国度鼓舞政策下抉择利用。
1.替代燃料协同处置手艺
手艺途径:替代燃料可分为固体、液体和气体替代燃料,此中固体替代燃料次要包罗垃圾衍生燃料(RDF)、生物量燃料、塑料、橡胶、皮革、烧毁轮胎等;液体替代燃料次要包罗矿物油和液压油等;气体替代燃料次要包罗焦炉气、炼油气、裂解气和氢能源等。积极开展氢能和生物量燃料煅烧水泥熟料关键手艺及示范利用研究。目前,RDF、废油、废轮胎及污泥等用做替代燃料较为普及。将烧毁物停止破裂、筛分、风选等预处置,间接喂进水泥烧成系统的差别位置。通过预处置工艺降低烧毁物的细度、水分等,提拔其燃料特征,可做为燃料替代利用,从而削减化石燃料的利用量。关于替代燃料比例高且Cl-含量等有害成分比力高时,可设置旁路放风系统。
预期效果:燃料替代率20%~60%,CO₂排放量降低约10%~20%,水泥熟料消费综合能耗降低10%~50%。
2.替代燃料预煅烧配备及手艺
手艺途径:摘用预煅烧设备间接处置适宜于革新现场的生活垃圾、生物量、固体烧毁物等,替代燃料预煅烧设备可实现原生烧毁物的枯燥、气化及燃烧过程,实现烧毁物的预处置及预燃烧,可大幅提拔水泥烧成工艺的替代燃料利用量及替代率。
效益阐明:燃料替代率到达50%以上,CO₂排放量降低约10%~20%,水泥熟料消费综合能耗降低10%~40%。
3.新能源替代手艺
手艺途径:操纵水泥厂的天然情况和天文位置,利用风电、光电手艺、光景储手艺,吸收工业范畴新能源手艺摸索体味,通过绿色能源手艺路子削减水泥消费过程中的电力消耗,连系余热发电,革新现有水泥厂使其实现“零购电”或“近零购电”,促进水泥消费的绿色能源低碳转型。
预期效果:增加一套1.5MW风力发电项目,则年发电量约150万kWh,电力消耗削减1kWh/t;建立多套风力发电或者光电、垃圾发电,可实现水泥企业“零购电”。
4.电石渣替代石灰石量原料消费水泥熟料手艺
手艺途径:摘用电石渣全数替代石灰石原料、摘用新型干法水泥消费手艺消费水泥熟料,处理电石渣废渣污染情况的问题;电石渣替代石灰石量原料,变废为宝,节约石灰石矿山资本;实现水泥工业绿色、低碳开展。
预期效果:1吨电石渣(干基)能够取代1.23吨优良石灰石消费1吨熟料,CO₂排放量降低约40%~50%。
5.超细冶金渣立式磨粉磨配备手艺
手艺途径:摘用立式磨粉磨工艺对大量矿渣、钢渣等固体烧毁物停止资本化处置,提拔其操纵范畴和经济价值。为处所消化大量矿渣、钢渣等固体烧毁物,促进水泥消费熟料减量化手艺开展,降低碳排放总量。
预期效果:吨水泥熟料系数降低≥5%,CO₂排放量降低约6%~8%。
(三)低碳水泥手艺
低碳水泥旨在降低消费水泥熟料所用碳酸盐,或削减熟料用量。
1.高贝利特硫铝酸硅酸盐(铁铝酸硅酸盐)水泥手艺
手艺途径:水泥熟料特殊配料烧成手艺,通过改动原水泥烧成配料和工艺工况掌握,可将常规水泥消费线改为高贝利特水泥消费线,该高贝利特水泥抗压强度等参数与常规水泥相当或更优。
预期效果:降低水泥熟料烧成工艺过程CO₂排放量20%~30%。
2.低热硅酸盐水泥与中热硅酸盐水泥及其造备手艺
手艺途径:降低硅酸盐熟猜中C3S含量,进步C2S含量,并摘用C2S活化和不变手艺进步水泥强度。摘用该手艺,石灰石用量比通俗水泥降低约10%摆布,并可利用较低CaO含量的石灰石停止配料。该水泥是具有低水化热、较高后期强度、耐蚀性好等特征,适用于水工大坝等超大致积混凝土工程。
预期效果:降低水泥熟料烧成工艺过程CO₂排放量5%摆布。
3.分级别离水泥粉磨手艺
手艺途径:围绕水泥中熟料水化有效操纵率低、碳排放强度高的问题,重构水泥颗粒构成,开展新型水泥低碳粉磨手艺研究,实现料床粉磨能耗继续降低。
预期效果:开展分级别离高效粉磨造备低碳水泥手艺研究,到达不异的硅酸盐水泥强度,实现熟料系数降低10%以上。
4.高岭土煅烧消费低碳水泥
手艺途径:LC3低碳水泥是一种基于煅烧活性高岭土和石灰石耦合替代水泥中部门熟料的石灰石煅烧粘土水泥,其手艺关键是高岭土的煅烧活化,摘用悬浮煅烧手艺、回转煅烧手艺或类似低温改性工艺停止高岭石粘土脱水得到活性高岭土,在包管水泥性能的同时降低熟料掺量。
预期效果:低碳水泥中熟料掺量可降低至50%,与传统硅酸盐水泥比拟,CO₂排放量降低约30%以上。
5.工业副产石膏造硫酸联产水泥成套手艺
手艺途径:摘用工业副产石膏立式烘干脱水安装、预热器、回转窑、冷却机等水泥手艺配备,构成工业副产石膏造硫酸联产水泥新工艺,大幅降低烧成系统热耗,显著进步造酸烟气的SO₂浓度,实现工业副产石膏资本化操纵的节能减排并降低消费成本。
预期效果:摘用工业副产石膏替代天然石灰石,CO₂排放量降低约50%。
(四)碳捕集封存手艺
碳捕集封存手艺间接将水泥消费过程中产生的CO₂停止捕集提纯,用于其他工业范畴或食物加工、化学操纵或者间接封存等,间接削减了水泥企业的CO₂排放。
1.全氧燃烧耦合低能耗碳捕集手艺
手艺途径:摘用造氧设备造造的高浓度纯氧气体与烧成系统产生的轮回烟气混合再送进烧成系统中做为燃烧助燃气体利用,由此可大幅提拔烧成系统排出气体中的CO₂浓度,干基CO₂浓度可达80%以上,大幅降低CO₂进一步捕集提纯的成本。
预期效果:单元CO₂能源消耗小于1.6GJ/t.CO₂。
2.水泥窑炉烟气捕集CO₂手艺
手艺途径:操纵化学、物理办法间接捕集水泥窑炉烟气中CO₂,并摘用吸收法停止高浓度纯化,到达CO₂捕集提纯的目标。
预期效果:单元CO₂能源消耗小于2.3GJ/t.CO₂。
七、差别能耗程度水泥企业手艺革新提拔定见
本指南仅以试点企业提出碳减排手艺计划,差别原燃料前提的水泥企业根据其现实利用的工艺、设备停止个性化的抉择,以到达更大化的节能降碳为目标。各水泥企业在现实施行中宜查漏补缺,补短板加强项,最末实现综合能耗及碳排放的降低。
本指南以GB 16780—2021《水泥单元产物能源消耗限额》中定义的1级、2级、3级能耗原则为碳减排手艺利用目标,为差别能耗品级的水泥企业供给对应的碳减排手艺利用计划。指南中所列举的碳减排手艺计划仅为定见计划,水泥企业在现实利用中可根据详细情状抉择利用。
(一)能耗3级以下企业节能降碳手艺革新定见
能耗3级以下企业往往摘用较落后的设备或工艺,通过设备晋级或工艺优化能够降低水泥消费综合能耗,使其到达综合能耗3级或2级程度。
以综合能耗120kgce/t的水泥消费企业为例,使其到达综合能耗3级或2级程度能够摘用以下手艺(见表5)。
为到达3级能耗,需要将水泥消费的设备及工艺提拔至目前支流的高效低阻预热器、大炉容合成炉、第四代篦冷机、生料辊压机末粉磨等某些手艺组合,可降低综合能耗7~10kgce/t。在到达3级能耗的根底长进一步抉择耐火素材整体提拔、五级预热器改六级、冷却机中置辊破、富氧燃烧等某些手艺组合,进一步降低热耗,整体可降低综合能耗6~8kgce/t,最末到达综合能耗2级程度。
(二)能耗2级以下企业节能降碳手艺革新定见
能耗到达3级但未到达2级的水泥企业大都摘用了部门先辈的设备或工艺,但部分需要停止优化提拔。
以综合能耗112kgce/t的水泥消费企业为例,使其到达综合能耗2级或1级程度能够摘用以下手艺(见表6)。
到达2级能耗的手艺计划,可在表6中根据现实需要抉择几项组合利用,可降低综合能耗5~8kgce/t。摘用五级改六级、富氧燃烧手艺可在常规技改优化的根底长进一步降低4~8kgce/t,如摘用替代燃料、生料易烧性提拔、电石渣替代、新能源等手艺可大幅降低综合能耗,间接到达1级能耗。
(三)能耗1级以下企业节能降碳手艺革新定见
能耗到达2级但未到达1级的水泥企业根本已经摘用了先辈的设备或工艺,如需进一步提拔能耗程度需要摘用替代燃料、生料易烧性提拔、电石渣替代、新能源等手艺。
摘用替代燃料、电石渣替代、新能源替代、高贝利特低钙水泥中的一项或多项可大幅降低能耗程度及CO₂的排放量,使差别能耗程度的水泥企业间接到达1级能耗程度。
八、将来水泥企业碳减排手艺展看
(一)水泥熟料新型轮回悬浮煅烧手艺。新型轮回悬浮煅烧手艺将回转窑内堆积态变成流态化,因而系统内部气固两相足够接触,换热效率提拔,与现有同规模新型干法水泥熟料烧成工艺比拟,热耗降低10%以上,电耗降低5%以上。
(二)清洁电能煅烧水泥的研究。在国度政策的鞭策下,将来全国范畴内逐渐走向掌握高碳能源消费,以低碳电力替代高碳电力,推进非化石能源。在那种情状下,水泥工业可能会向绿色电力的电气化开展。假设考虑将来水泥消费线全数摘用清洁电能的绿电,实现水泥厂电气化煅烧水泥,能够起到大幅度减排效果。
(三)绿色生态伶俐矿山。绿色生态伶俐矿山摘用的手艺路子包罗:矿区生态情况协调,矿区可绿色化区域绿化笼盖率和生态修复率到达100%;矿山固体废料零排放,资本操纵率100%;矿山消费设备智能化,消费现场无人化;矿山平安消费和智能配矿。最末建成生态情况协调友好的公园式矿区,进步矿区生态系统碳汇才能,实现“零碳”矿山。
(四)提拔水泥产物操纵效率。水泥产物操纵效率的提拔,可有效削减水泥产物的利用。目前应在包管混凝土性能的根底上,尽可能削减水泥用量,能够通过进步建筑及根底设备中混凝土的有效利用率,在建筑范畴摘用木材及其他建筑素材替代水泥,收受接管水泥、收受接管混凝土并经处置后再操纵、开发利用水泥用量较低的新的混凝本地货品等体例降低水泥需求量。因而需要对相关的手艺标准、施工标准、设想标准做进一步修订,进步水泥产物利用效率。别的,在工程治理上也需要在水泥操纵效率上加强掌握,通过更优、更细的治理促使水泥用量下降,赐与水泥碳中和间接撑持。
(五)实现熟料替代,调整水泥产物原素材构造。觅觅一些活性素材替代或削减熟料利用也是节煤减碳的一种体例。在工程建立过程中,根据混凝土性能需要,有区此外利用水泥,也是碳减排的重要路子。例如,在砌筑,抹墙等非承重构造上妥帖利用砌筑水泥。
(六)碳捕集手艺因为碳封存或碳操纵手艺局限,目前尚不克不及间接大幅度降低碳排放程度,但因为该手艺可间接降低最末的CO₂排放,到达更大的CO₂减排效果,在响应原则撑持下可得到更多水泥企业的喜爱。
为深进贯彻落实党中心、国务院关于碳达峰、碳中和的重要决策摆设,完全、准确、全面贯彻新开展理念,勇敢按捺“两高”项目自觉开展,践行“宜业尚品、造福人类”建材行业开展目标,科学做好平板玻璃行业节能降碳革新晋级,鞭策平板玻璃行业节能降碳和绿色转型,根据《关于严厉能效约束鞭策重点范畴节能降碳的若干定见》《高耗能行业重点范畴能效标杆程度和基准程度(2021年版)》《高耗能行业重点范畴节能降碳革新晋级施行指南(2022年版)》,造定本手艺指南。
一、总体要求
完全、准确、全面贯彻新开展理念,科学处置开展和减排、短期和中持久的关系,凸起原则引领感化,深挖节能降碳手艺革新潜力,根据“因业施策”“因企施策”“一线一策”的原则,加快推进平板玻璃行业节能降碳程序,带动全行业绿色低碳转型,确保如期实现碳达峰目标。
二、遵照原则
对拟建、在建项目,应比照能效标杆程度建立施行,鞭策能效程度应提尽提,力争全面到达标杆程度。对能效低于行业基准程度的存量项目,明白革新晋级和裁减时限(一般不超越3年),引导企业有序开展节能降碳手艺革新,在规按时限内将能效革新晋级到基准程度以上,力争到达能效标杆程度;关于不克不及定期革新完毕的项目停止裁减。
三、现状阐发
目前,全国平板玻璃消费企业200多家,玻璃熔窑约350座,消费线约450条,消费才能12亿重量箱。根据《高耗能行业重点范畴能效标杆程度和基准程度(2021年版)》,平板玻璃(消费才能>800t/d)能效标杆程度为8千克原则煤/重量箱,基准程度为12千克原则煤/重量箱,平板玻璃(500≤消费才能≤800t/d)能效标杆程度为9.5千克原则煤/重量箱,基准程度为13.5千克原则煤/重量箱,截至 2020岁尾,平板玻璃行业能效优于标杆程度的产能占比小于 5%,能效低于基准程度的产能约占8%。
据此推算,能效低于基准程度的平板玻璃消费才能约有1亿重量箱;根据到2025年,通过施行节能降碳动作,能效到达标杆程度的产能比例超越20%的目标,约有2亿重量箱的平板玻璃消费才能需要革新提拔。平板玻璃消费过程中需要消耗燃料油、煤炭、天然气等能源,差别平板玻璃企业消费能耗程度和碳排放程度差别较大,但通过摘用先辈的手艺和配备,也具有较大的节能降碳革新晋级潜力。
受工业和信息化部拜托,中国建筑素材结合会拔取了3家典型平板玻璃企业,此中日熔化才能600吨消费线企业2家、日熔化才能900吨消费线企业1家,做为落实平板玻璃行业碳达峰施行计划的“尝试田”,开展“剖解麻雀”式的查询拜访研究,那3家企业既有日熔化才能大于500吨的消费线企业,也有日熔化才能大于800吨的消费线企业,技改完成后,既有消费通俗玻璃的消费线,又有消费在线镀膜、超白高档玻璃消费线,在行业中具有必然的代表性、典型性,为本指南供给了次要的根底数据和节能降碳手艺途径支持。
四、次要目标
到2025年,玻璃行业能效标杆程度以上产能比例到达20%,能效基准程度以下产能根本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳开展才能大幅加强。
五、平板玻璃行业节能降碳手艺途径及预期效果
(一)熔窑
玻璃熔窑能耗占玻璃工场总能耗的95%摆布,熔窑的能量消耗次要有玻璃液生成热,熔窑外表散热、烟气带走热量三部门。跟着窑炉构造优化、规模进步,优良玻璃消费线玻璃生成热目前占比40%~52%,烟气带走热量低于25%。要降低熔窑能耗,需要在四个方面停止优化。
1.整体进步传热效率
手艺途径:(1)摘用先辈手艺手段对窑炉整体构造、素材停止优化,综合手艺办法效率更大化。(2)摘用0#氧枪、富氧或全氧燃烧手艺。通过富氧取代部门或全数空气助燃风,进步火焰燃烧温度,增加火焰辐射效率,加强共同料的预熔、削减烟气生成量,削减烟气带走热量。(3)摘用电助熔手艺,操纵高效率的电能取代部门火焰加热,同时可削减烟气生成量,削减烟气带走热量。(4)摘用多级池底台阶构造,共同卡脖水包掌握进进成型和回流的玻璃液量,削减玻璃反复加热。(5)摘用单排或多排鼓泡,加强玻璃液的强逼对流,进步玻璃液吸热效率。
2.加强共同料系统研究,削减玻璃液生成热
手艺途径:(1)掌握原料颗粒度及化学成分。原料颗粒大时会招致熔化困难,而细致的颗粒随便形成共同料飞扬、结块,招致共同料混合不平均,原料化学成分不变及严厉掌握杂量含量有利于共同料熔化。(2)摘用共同料块化、粒化和预热手艺,调整共同料配方,掌握共同料的气体率,调整玻璃体氧化物构成,开发低熔化温度的料方,削减玻璃原猜中碳酸盐构成,降低熔化温度,削减燃料的用量,降低二氧化碳排放。(3)配方优化。在不影响玻璃性能的前提下,削减燃料用量。(4)适度增加熟料比例。每增加1%碎玻璃,可削减熔窑的能耗约5kcal/kg玻璃液。
3.削减玻璃窑炉外表散热量
手艺途径:(1)加强全窑保温及密封。摘用新型梯度保温素材对熔化部大碹、胸墙、山墙、小炉、蓄热室停止保温。加强烟道保温暖密封,削减散热和漏风。增加熔化部池底保温厚度、优化设想池壁保温,削减池壁表露面。(2)加强冷却部保温。改动传统冷却部不保温的体例,通过调整卡脖水包尺寸,增加冷却部池壁、胸墙、大碹等部位的保温,削减冷却部外表散热。(3)通过在熔化部大碹及胸墙等部位内外表喷涂高温红外辐射涂料的体例,增加窑内辐射效率,削减碹顶散热。(4)投料口摘用挡焰砖取代传统的水包,削减用水量及水带走的热量。(5)投料口设置密封罩,对投料口停止全密封设想,削减投料口处散热。
4.进步余热收受接管效率
手艺途径:(1)通过进步格子体高度,削减格孔孔径,优化蓄热室分隔体例等路子增加格子体换热面积,进步助燃空气温度,降低出蓄热室烟气温度。(2)增加消费线余热资本的计量设备,蒸汽量零丁计量。(3)鼓舞蒸汽优先间接用于消费线设备,间接用于厂区生活、办公区摘热或造冷。(4)加强烟道保温、防水、防漏办法。
(二)工艺
优化熔窑、锡槽,退火窑及公用工程的工艺掌握,进步全厂工艺用能效率。
手艺途径:(1)熔窑燃烧系统摘用切确掌握、小炉燃料量智能化分配、助燃风-燃料量穿插限幅优化掌握,实现主动比例调剂。设置在线氧量仪,优化燃料消耗,降低能耗。(2)摘用先辈的喷枪系统,进步火焰燃烧效率。(3)窑炉掌握系统能连结窑炉温度、压力、液面、泡界限等不变在更优工况。(4)风机、水泵类负载摘用变频掌握,并摘取节能主动掌握办法。(5)增加燃料热值阐发安装,监控燃料的操行不变,进步熔窑燃烧掌握的准确性。(6)增加在线测氢安装,监测锡槽内部微量氧,切确掌握庇护气比例。(7)退火窑冷却风余热操纵,可引至熔窑助燃风进步燃烧效率或用于消费蒸汽及厂区内摘热。(8)操纵余热蒸汽间接挈动氮站的原料空气压缩机或取代其它电动机,进步整体效率及削减用电量。
预期效果:通过优化全厂工艺掌握,预期可节能约3%,削减CO₂排放0.6kg/重量箱玻璃。
(三)电气主动化
手艺途径:(1)裁减高耗能机电设备,空压机、风机、水泵选型契合有关节能规定。电动机、变压器等电气设备摘用高能效产物。接触器、继电器、电磁阀等元器件摘用低功耗产物。
(2)进步熔窑主动化程度,窑温、窑压、液面等重要工艺参数主动掌握,全面监测窑内玻璃液和耐材温度,对燃烧情况大数据阐发,停止优化掌握。
(3)优化熔窑换向过程,协调掌握助燃风吹扫、烟道调剂闸板动做,缩短换向时间,换向过程工艺参数最小扰动。
(4)进步锡槽主动化程度,锡槽玻璃板宽监控数字化,锡槽主动化改板缩短改板时间。
(5)退火窑掌握系统应能供给准确、不变和易于调剂的退火温度曲线掌握手段。在包管产物行量的前提下,宜摘用加热量少的退火温度功课轨制和节能掌握办法。
(6)冷端摘用优化系统,可多订单优化切割。
(7)车间照明摘用高效LED灯,厂区可摘用太阳能蓄电池路灯;照明宜分区分组掌握;照明功率密度应契合相关标准规定。
(8)摘取办法削减无功损耗,功率因数不低于0.95。宜摘用高压抵偿与低压抵偿相连系,集中抵偿与当场抵偿相连系的无功抵偿体例。宜摘用滤波体例按捺高次谐波,谐波限造契合电力部分的有关规定。
(9)能源计量称心全厂和各子系统零丁计量查核要求。
预期效果:可削减单元产物用电量约1kWh/重量箱玻璃,削减CO₂排放0.58kg/重量箱玻璃。
(四)新能源替代手艺
手艺途径:操纵平板玻璃企业的天然情况和天文位置,利用风电、光电手艺、光景储手艺,吸收工业范畴新能源手艺摸索体味,通过绿色能源手艺路子削减平板玻璃消费过程中的电力消耗,连系余热发电,散布式发电等,提拔企业能源“自给”才能,削减对化石能源及外部电力依靠,促进平板玻璃消费的绿色能源低碳转型。
(五)智能化工场
智能玻璃工场是足够操纵互联网、云计算、大数据、物联网等手艺和设备监控手艺现实工场信息治理和办事,实时掌握产销流程、进步消费过程可控性、消弭信息孤岛,实时精准摘集消费线各项数据,实现玻璃工场降本增效,节能减排,为企业供给消费方案治理、消费调度治理、库存治理、量量治理等治理平台,实现资金流、物流、信息流的同一治理。妥帖主动化配料、熔窑、锡槽、退火窑三大热工智能化掌握,熔化成形数字仿实,冷端优化掌握、在线缺陷检测、主动堆垛展纸、主动切割分片、智能仓储等数字化、智能化手艺,鞭策玻璃消费全流程智能化晋级。
1.消费治理与智能优化
手艺途径:融进目标、绩效、成本治理等先辈治理理念,通过消费日记、台账、报表等体例将人、机、料、法、环有效合成,通过DCS、PLC消费线数据摘集,将消费治理全过程的数据停止汇总、阐发,实时反应消费订单的产量、完成率、班组绩效。有效提拔玻璃消费数字化、智能化程度,进步企业整体管控程度。对消费数据停止大数据阐发,对消费过程停止智能优化掌握。在中心掌握室对各子车间消费停止智能化集中监控和同一治理,在原料、水泵房、空压站、油站等分车间实行当场无人化操控。
2.设备治理
手艺途径:以同一的资产编码为纽带,成立完美的设备台账;切确的设备分级分层治理、备品备件治理,成立原则化设备毛病停机查核系统,提拔设备综合效率,降低对产能及操行影响。
3.安环治理
手艺途径:平安治理模块供给隐患排查与治理系统,鞭策平安隐患治理,降低企业平安变乱发作率。环保治理模块可实现对排放数据、环保掌握设备运行数据的耦合关系建模和参数调控,降低企业环保治理成本。
4.能源治理
手艺途径:摘用能效治理系统是对燃料、电、水、蒸汽、压缩空气、氮氢气等能源的实时能耗数据摘集、监视,通过大数据阐发,找出企业治理、设备、工艺操做中的能源浪费问题;核算企业节能效果,明白企业节能标的目的,降低单元能耗成本,进步企业综合合作力。
六、差别能耗程度玻璃企业手艺革新提拔定见
本指南仅以试点企业提出碳减排手艺计划,差别原燃料前提的平板玻璃企业根据其现实利用的工艺、设备停止个性化的抉择,以到达更大化的节能降碳为目标。各平板玻璃企业在现实施行中宜查漏补缺,补短板加强项,最末实现综合能耗及碳排放的降低。
本指南以GB 21340—2019《平板玻璃单元产物能耗限额品级》中定义的1级、2级、3级能耗原则为碳减排手艺利用目标。指南中所列举的节能降碳手艺计划为定见计划,平板玻璃企业在现实利用中可根据详细情状抉择利用。
以综合能耗低于标杆值,但优于2级能耗,使其到达标杆值程度,可摘用如下手艺办法。
(一)熔窑技改定见
1.对熔化部大碹、胸墙、后山墙及小炉、蓄热室摘用低导热率的新型梯度保温办法,通过保温素材的导热系数计算差别保温厚度标的目的的界面温度,并选用相婚配的保温素材,进步保温素材寿命,降低保温素材衰减速度。对烟道摘用保温棉加外包钢板形式削减烟道散热和漏风。增加熔化部池底保温厚度,优化池壁保温,削减池壁表露面。
2.摘用多级台阶池底构造,并配适宜当的卡脖水包压进深度后,对冷却部池壁、胸墙、前后山墙及大碹停止保温,削减冷却部外表散热。
3.通过在熔化部大碹及胸墙等部位内外表喷涂高温红外辐射涂料的体例,增加窑内辐射效率,削减碹顶散热。
4.热点四周设置单排或多排鼓泡,进一步加强玻璃液的对流吸热效率。
5.优化蓄热室分隔体例,削减格子体孔径,增加格子体体积,进步蓄热室换热效率。
6.投料口摘用挡焰砖+密封罩形式,加强投料口密封。
7.恰当增加碎玻璃比例,可削减玻璃液生成热,降低熔化温度,每增加5%碎玻璃比例,可节能约1%。
8.摘用富氧取代部门空气助燃风,进步火焰燃烧效率。富氧取代比例10%~20%,可节能约2%~5%。
9.设置池底电助熔系统,关于600吨/天熔窑,若安拆电助熔功率3000kW,利用绿电可取代约20%燃料,节能约5%。
(二)工艺技改定见
1.设置在线氧量仪,优化燃料消耗,降低能耗。
2.风机、水泵类负载摘用高效节能变频电机,并摘取节能主动掌握办法。
3.池壁冷却风风嘴设导风板,制止凉风吹进窑内。
4.各类物料输送均摘用高效、节能、低耗的工艺设备,以便更大限度地节约电耗。
5.投料机摘用料垄分隔安装,使共同料横向和纵向成垄,增加共同料吸热外表积,进步火焰辐射效率。
6.除尘风机电机不称心能效要求的均改换或新增除尘设备。
(三)电气主动化技改定见
1.裁减高耗能机电设备,空压机、风机、水泵选型契合有关节能规定。电动机、变压器等电气设备摘用高能效产物。接触器、继电器、电磁阀等元器件摘用低功耗产物。
2.熔窑燃烧系统摘用切确掌握、小炉燃料量智能化分配、助燃风与燃料量穿插限幅优化掌握,实现主动比例调剂。
3.退火窑掌握系统应能供给准确、不变和易于调剂的退火温度曲线掌握手段。在包管产物行量的前提下,摘用加热量少的退火温度功课轨制和节能掌握办法。
4.车间照明宜摘用高效LED灯,厂区可摘用太阳能蓄电池路灯。
5.冷端摘用优化系统,可多订单优化切割,可进步废品率从而降低单元产物综合能耗。
6.摘取办法削减无功损耗,功率因数不低于0.95。宜摘用高压抵偿与低压抵偿相连系,集中抵偿与当场抵偿相连系的无功抵偿体例。宜摘用滤波体例按捺高次谐波,谐波限造契合电力部分有关规定。
7.能源计量称心全厂和各子系统零丁计量查核要求。
8.部门厂房新建革新,可新增部门屋顶光伏发电拆机功率。
(四)智能化技改定见
1.设置伶俐工场收集系统及消费治理数字化系统,打通信息孤岛,提拔玻璃消费数字化、智能化程度,完美设备治理系统,进步企业整体管控程度。
2.摘用能效治理系统对燃料、电、水、蒸汽、压缩空气、氮氢气等能源的实时能耗数据摘集、监视,通过大数据阐发,找出企业治理、设备、工艺操做中的能源浪费问题;核算企业节能效果,明白企业节能标的目的。
3.在中心掌握室设置数据及掌握中心,对各子车间消费停止智能化集中监控和同一治理,在原料、水泵房、空压站、油站等分车间实行当场无人化操控。
七、将来平板玻璃企业碳减排手艺展看
(一)加快研发玻璃熔窑操纵氢能成套手艺及配备、浮法玻璃工艺流程再造手艺、玻璃熔窑窑外预热工艺及成套手艺与配备、大型玻璃熔窑大功率“火-电”复合熔化手艺、玻璃窑炉烟气二氧化碳捕集提纯手艺、浮法玻璃低温熔化手艺、再生热化学蓄热器(TCR)手艺等,加大手艺攻关力度,加快先辈适用节能低碳手艺财产化利用,进一步提拔玻璃行业能源利用效率。
(二)研发玻璃消费超低排下班艺及配备,摸索鞭策玻璃行业颗粒物、二氧化硫、氮氧化物全过程到达超低排放。
来源:中国建筑素材结合会