环保型水泥成为碳先锋,期待五年后市场
时间:2019-02-11 10:22:32 来源:安琪资讯网 作者:匿名


通过用硅酸镁代替材料中的碳酸钙或石灰石,全球水泥行业将减排3亿吨,相当于增加64亿美元。根据全球水泥行业产值2500亿美元,这仍然是一个显着的增长。

2010年,全球每年将生产超过30亿吨的水泥。

提到这个数字不仅是因为在建的每栋建筑都与水泥不可分割,而且因为它是未来二氧化碳减排的关键监测目标。

根据目前的国内平均水平,每生产一吨水泥熟料,碳酸钙分解产生的二氧化碳为0.5107吨,这只是原料煅烧阶段的碳排放数字。 “水泥生产过程中的二氧化碳排放分为直接排放和间接排放。如果产生水泥窑燃料燃烧产生的二氧化碳和熟料生产的能耗,总量约为0.8吨。水泥行业是名副其实的。 Cui Suping说:“碳排放大户。”作为北京工业大学材料学院的教授,她多年来一直致力于高性能水泥和建筑材料生产的节能减排工作。

与崔素萍传统的水泥制造方法不同,英国的Stuart Evan计划制定一个新的水泥地图。斯图尔特是英国Novacem的主席。水泥是公司的第一产品。然而,Novacem的水泥有些不同。他们用硅酸镁代替原料碳酸钙。结果,每生产一吨水泥仅排放0.5吨二氧化碳。此外,通过这种水泥建筑,它还可以吸收二氧化碳。

碳为什么是负面的?

“Novacem的水泥碳排放量仅为-0.1,这意味着经过核算,这种水泥不仅不排放二氧化碳,而且还吸收0.1吨二氧化碳。碳减排的好处是相当可观的,“斯图尔特说。

从大型二氧化碳排放器到“吃掉”碳开拓者,Novacem的变化只是取代原材料,用硅酸镁代替常用的碳酸钙或石灰石。在接受记者采访时,斯图尔特没有透露该技术是如何实施的,而是分析了Novacem开发的水泥“碳负”的原因:“我们使用传统煅烧水泥熟料的温度。 1500°C降至600°C,新水泥在硬化时也能吸收空气中更多的二氧化碳,并整体减少碳足迹。有必要了解日常生活中普遍存在的水泥。

目前,普通水泥,特种水泥和特种水泥主要有三种类型。其中,约95%的产量是通用水泥,通常用于建设民用建筑项目。我们经常说波特兰水泥和普通硅酸盐水泥。都属于普通水泥。它是一种基于硅酸钙,5%或更低的石灰石或粒状高炉矿渣的硅酸盐水泥熟料,以及由适量石膏制成的水硬性水泥质材料。它在国际上被称为波特兰水泥(波特兰)。水泥)。

事实上,Novacem使用硅酸镁代替普通碳酸钙或石灰石制造水泥的技术并不新鲜。在建筑业中,这种方法被称为“镁水泥产品”,其通常通过在氧化镁,氯化镁和水的三元体系中排列和添加改性剂来制备。 1867年,法国人Sorel获得了一种“镁水泥石”,含有一定浓度的氯化镁水溶液和活性氧化镁粉末。由于大理石般光滑的表面,水泥很快被用于装饰材料。许多卫生产品使用硅酸镁材料。

与碳酸钙或石灰石相比,硅酸镁原料中的碳分子被还原,这确保了在熟料煅烧过程中二氧化碳的释放。但是,硅酸镁原料中还含有少量的碳分子,并不能完全消除二氧化碳的排放。斯图尔特也承认了这一点。 “在熟料生产中不可能完全消除二氧化碳排放。我们只能相应地减少二氧化碳排放。通过降低煅烧温度,新一吨水泥只排放0.5吨二氧化碳。过去,这个值是0.8“。

对于高硅酸盐水泥,在原料煅烧过程中升高温度可以减少添加成分时的助熔剂矿物质,并增加硅酸盐矿物的含量和活性,最终达到提高熟料强度的目的。虽然目前尚不清楚Novacem如何在600°C的“低温”环境中煅烧熟料,但可以分析碳阴性的原因。

在水泥与适量水混合后,形成具有胶凝性质的浆料,凝固后,强度逐渐增加,变成坚硬的石体。 “由硅酸镁制成的镁水泥浆硬化体将吸收空气中的二氧化碳,在空气中形成MgCO3(碳酸镁),MgCO3·3H2O(三水合碳酸镁),4MgCO3·Mg(OH)。)水化例如2·4H2O(碱式碳酸镁),这使得生产总体上“碳负”。“崔素平教授说,硬化吸收更多的碳,这是该技术的核心部分。水泥碳书

Novacem不是第一个为减少水泥做出贡献的人。

早在2002年,澳大利亚Ecotech开发了一种由废弃物,粉煤灰,普通水泥和氧化镁制成的“生态”水泥,使用有机废纤维吸收二氧化碳。科学家们还尝试用稻壳生产水泥,因为稻壳富含二氧化硅(SiO2),这是混凝土的重要组成部分。美国德克萨斯州Chk集团开发了一种将稻壳放入炉中的技术。在800°C的高温下燃烧,最后留下高纯度的二氧化硅颗粒,这一过程可确保碳中和。

现在Novacem的技术进一步发展。根据披露,BioRegional Construction顾问,英国土木工程师学会环境与可持续发展小组成员Jonathan Essex对新水泥的发明表示欢迎。他说:“英国气候法案要求我们。减少二氧化碳排放需要每个部门发挥作用。特别是建筑行业需要承担更大的环境影响责任。”

斯图尔特打破了这种紧迫感。 “英国今年6月推出了财政碳预算,目标是到2020年将英国的温室气体排放量减少34%。这个合法有效的总体目标超过了欧盟的承诺。减少20%的目标是建筑业是未来的关键减排目标。“

更大的背景是世界已经正式进入《京都议定书》时代。以中国为例,2005年水泥二氧化碳排放量达到8.67亿吨,占全年二氧化碳排放总量的22%。因此,水泥行业的碳减排被视为中国实施的具体措施《京都议定书》。作为中国最大的水泥生产企业,安徽海螺水泥有限公司在水泥技术研发方面,除基本生产工艺外,还有明显的环保环保,节能降耗指标。

“无论最终减排结果如何,在目前的减排趋势下,减排最多的人都会对市场产生吸引力。毕竟,一吨含碳水泥是供制造商或买家使用的。事实上,还有更多的卖点。“中国着名品牌水泥销售员陈宇辉表示,目前的制造商都渴望在节能减排方面做出巨大努力。预计5年后进入市场

陈宇辉无法弄清楚Novacem在英国的产品是什么,因为一般的镁水泥产品的耐水性和强度相对较差。 “镁水泥通常只用于地板材料和包装材料。墙上的承重材料仍在使用。高硅酸盐水泥。”

Cui Suping也证实了这一说法,“由于水化阶段的不稳定性,镁水泥产品的耐水性和耐久性差,很难与CaO-SiO2-H2O体系形成的硅酸钙水泥相比。”在不知道生产配方的情况下,崔素萍直截了当地说,他对镁硅酸盐水泥并不乐观。 “很难实现这种水泥的大规模生产。目前,只能进行一些研究和少量使用。”

除了耐水性和耐久性差外,崔素萍还关注的另一个问题是镁原料的储存量很小。由于水泥是一种常用的建筑材料,低价格是不成文的规则之一。今年,海螺水泥的价格约为400元/吨。 “与石灰石相比,镁原料稀缺,水泥的生产成本将大幅增加。不太可能需要大规模生产。”

Novacem意识到了这个问题。斯图尔特表示,全球硅酸镁资源仍然丰富,储量高达10万亿吨,最重要的是,“新的水泥生产工艺是化学品,这意味着它也可以使用各种含镁成分。工业 - 产品为原料。“

将水泥混合到混合物中是当今大多数水泥制造商的方法。在保证水泥性能相同的条件下,混合料用量增加1%,水泥熟料用量减少1%,最终水泥生产的碳排放量减少约1%。例如,法国的La-farge将石灰石粉末加入到水泥中,使水泥生产的总排放量减少了5%。奥地利Slagstar公司开发的高矿渣水泥使生产过程中的碳排放量比普通硅酸盐水泥低90%。

Cui Suping在现有条件下也提倡这种方法。 “目前,发达国家使用废旧橡胶制品,废旧轮胎,废纸,废塑料,废油,织物废料,废木材,水泥厂的工业溶液,污泥,污油,屠宰废物加工肉粉和骨粉,以及一些危险废物被用作水泥工业的替代燃料。这些替代燃料来源稳定,数量大,热值高,可替代水泥燃料。但是,这些技术措施只能减少水泥的碳排放,但不会达到碳负值。 Novacem引起了一些最大的建筑公司和投资机构的注意,这些公司和投资机构已经启动了由英国政府技术战略委员会资助的150万英镑项目,以建立一个试验工厂。然而,即使一切顺利,这种“吸碳”水泥最早也会在五年内投入市场。

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