[01443009]低环境负荷型水泥关键制备技术及产业化研究

1、课题来源与背景：课题来源于国家高技术研究计划“863”计划(项目编号：2002AA335050)；研究周期为34个月，起止时间为2002年9月至2005年5月。2、技术原理及性能指标：利用计算流体力学技术和高效燃烧理论，进行了多种低环境负荷型水泥熟料烧成装置的研究开发，如高效低能耗水泥熟料烧成系统、高原型新型干法水泥生产装置、高效低污染燃烧器和高效窑外分解窑等的系统研究。课题在试验研究的基础上，以能源消耗和一次性原生资源最低化为原则，建立了低环境负荷水泥熟料设计原则和配料体系与设计专家系统。课题在试验研究和工程应用的基础上，形成低环境负荷型复合水泥和具有指定功能特性的胶凝材料的配制与应用技术，使水泥及胶凝材料技术更加完善。申请专利20项，授权专利5项；其中发明专利17项，实用新型专利8项，发表学术论文53篇，其中SCI/EI/ISTP为27篇次。3、成果的创造性、先进性：在CFD技术与试验的基础上，形成了具有自主知识产权的低环境负荷水泥熟料制备技术及装备，包括劣质煤粉高效低污染燃烧理论与技术、新型分解-预烧系统以及高效低污染燃烧器等。该技术可100%使用灰分为35%-40%劣质无烟煤、入窑全硫为3.0%的高硫煤；水泥生料的分解率稳定在97%以上，窑单位容积产量达到5.1-5.3t/m^3.d；熟料热耗为2900-3185kJ/kg-cl。对水泥工业环境负荷大的问题，建立了低环境负荷水泥的设计基础。开发了基于环境负荷因子的水泥生料配料专家系统；系统研究了结皮堵塞规律和机理，提出了相应的结皮堵塞预防措施；首次绘制了KCl-K_2SO_4-Na_2SO_4三元低共融系统融熔温度范围图和开发了结皮堵塞预警专家系统。利用50%工业废弃物并辅以特定的功能调节组分与熟料粉制备低钙、高耐久性水泥。通过对工业废弃物的特点进行改性，研制开发了低钙高抗硫酸盐水泥、低水化热抗裂水泥和高抗海水侵蚀专用水泥等特种胶凝材料，拓宽了胶凝材料的工程应用范围。4、技术成熟度，适用范围和安全性：该项目针对水泥工业一次不再生资源消耗、热耗及二氧化碳的排放等方面存在的问题开展了试验研究、装备开发和工程应用工作，形成一系列具有自主知识产权的低环境负荷型水泥关键制备技术与装备，主要应用在水泥生产和环保等领域，其技术风险小。5、应用情况和存在的问题：该研究成果已成功在华新宜昌公司、华新恩施公司、云南泰裕水泥有限公司等水泥熟料生产线和武汉武钢华新水泥公司实施，并取得显著的经济和社会效益，具有广阔的推广应用前景。