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绿色低碳发展优秀实践案例(七):基于活化铝硅酸盐的的绿色低碳胶凝材料研发与应用示范
2025-04-172



编者按

2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例共选出9项,详见《关于公布2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例名单的通知(中建机协[2024]16号)为充分发挥案例示范效应,加快推进建材机械行业绿色低碳转型,本公众号将陆续展示优秀案例内容,欢迎持续关注。本期优秀案例精选:基于活化铝硅酸盐的的绿色低碳胶凝材料研发与应用示范——中材建设有限公司


企业概况


中材建设有限公司(简称"中材建设")成立于1959年,是中国建材集团旗下中材国际的核心工程总承包商,具备国家工程总承包一级资质、QES三体系认证及高新技术企业资质,总部设在北京,注册地河北唐山。公司专注工业工程总承包,业务覆盖亚、欧、美、非50国,累计承建240余条水泥生产线,合同额超800亿元,90%业务聚焦海外,客户资源主要集中在豪瑞、海德堡等跨国水泥巨头。作为行业"走出去"战略和EPC模式的先行者,公司屡获鲁班奖、国家优质工程奖等百余项荣誉,信用等级保持AAA级。


主要措施


中材建设围绕低碳经济的发展方向,坚持通过环保项目的推动,实现资源的合理利用和能源的高效利用,以减少碳排放、提高资源利用率为目标不断创新技术和管理模式。

一、科技攻关与前沿技术聚焦

成立节能降碳专项技术攻关小组,深入调研行业痛点,与科研机构协同研发前沿技术。为进一步强化技术统筹能力,整合设立碳中和技术研究所,集中攻关水泥行业四大脱碳路径:替代燃料应用、煅烧粘土、全氧燃烧工艺及CCUS碳捕集技术。

二、整合高效资源与联合创新平台

搭建绿色技术联合创新平台,汇聚国内高校及科研院所资源,开展联合技术攻关。2021年牵头实施首批全国建材行业科技攻关项目,引入国际先进理念,促进基础研究与产业实践深度融合。该平台不仅孵化创新技术,更为合作机构提供国际化技术展示窗口,持续培养行业高层次人才。

三、聚合装备供应商与绿色核心装备打造

在水泥工程EPC总承包业务中,中材建设通过全球采购替代以往的装备制造形式,创新性地提供装备点餐式服务。通过深入了解客户需求,公司为其量身定制最适合的装备和系统,并提供全方位的技术支持和咨询服务。

四、国际合作与低碳绿色工程建设

中材建设通过全面的市场调研和战略规划,依托海外项目经验,与Holcim等国际巨头建立战略合作关系,引入先进减排技术与管理经验。

“基于活化铝硅酸盐的的绿色低碳胶凝材料研发与应用示范”项目研究内容如下。


1、研究铝硅酸盐矿物低温活化及协同胶凝性提升关键技术

研究铝硅酸盐矿物组成结构特性及其晶体结构转变;研究铝硅酸盐矿物低温活化工艺参数及调控技术;研究铝硅酸盐矿物低温活化助剂或激发剂;研究活化铝硅酸盐火山灰性及其影响因素;研究其在硫酸盐、钙/碱金属碱中的硅铝溶出规律,开发其协同胶凝性提升技术。

2、研究绿色低碳胶凝材料生产成套工艺装备及关键技术研究

研究铝硅酸盐矿物基生料配合比设计、关键配比参数选择;研究铝硅酸盐矿物活化工艺、低温煅烧参数与性能的关系;开发低温活化系统关键工艺及装备;研究低温活化铝硅酸盐矿物关键工艺及控制参数;研究传统、替代燃料与原料配比试验,研究煅烧余热利用及原料烘干技术,研究烟气处置技术;研究铝硅酸盐矿物的粉磨技术,通过绿色低碳胶凝材料示范生产线建设及落地对以上课题进行研究和验证。

3、研究绿色低碳胶凝材料体系设计及应用关键技术

研究活化铝硅酸盐与硫酸盐、石灰石、其他地域性材料、水泥熟料相互作用机制及协同水化机理,优化胶凝材料组成,制备基于活化铝硅酸盐的绿色低碳胶凝材料;研究绿色低碳胶凝材料物理力学性能及耐久性,开展基于绿色低碳胶凝材料的绿色混凝土制备及性能研究;开展胶凝材料在混凝土及水泥制品中的应用示范。

相关研究成果成功应用于SPL煅烧粘土项目,其主要工艺流程如下:

1. 湿粘土配有单独的卸车坑,由自动行车进行上料,经破碎后通过管状皮带机输送到烘干铰刀。

2. 由于湿粘土水分较大,开发了烘干与冷却循环换热利用系统,利用窑尾高温物料,通过与铰刀之间的换热过程,对高温物料进行冷却,并通过油泵将加热后的导热油输送到烘干铰刀内部,利用热量将湿粘土烘干。

3. 烘干后的粘土经过一系列输送设备,与替代燃料混合后喂入回转窑。

4. 由老线三次风管分风进入粘土回转窑,由窑头主燃烧器提供部分热量,完成粘土煅烧过程。

5. 粘土回转窑尾烟气通过气体管道进入老线分解炉内部,不需要额外增加烟气处理设备。

6. 煅烧后的产品进入球磨机,粉磨至需要粒度,经过选粉机收集下来,进入煅烧粘土储库中。


实施效果

基于活化铝硅酸盐的绿色低碳胶凝材料技术,其核心在于通过先进的活化工艺,深度挖掘和利用自然界丰富的铝硅酸盐资源,以及工业废弃物中的潜在价值,通过低温工艺激活矿物潜能,革新传统水泥生产模式。该技术核心优势突出:

节能减排效果:采用低温活化工艺减少石灰石开采和高温煅烧,能耗降低8-12%,碳排放减少35-45%,较传统水泥减排30-40%;SPL项目实证每吨熟料减排230公斤,年碳减排量达10万吨。

经济效益替代燃料实现热量替代率超100%,叠加政策优惠使生产成本降低15-20%,此外产品的绿色低碳排放标签进一步提升市场竞争力。

环境效益年均减少500万吨自然资源消耗,同步降低工业废弃物处理压力,通过减少碳排放和资源消耗,保护了自然生态系统,减少工业生产队环境的负面影响,促进生态环境的可持续发展。

社会效益推广环保建材技术,提升公众认知,推动绿色建筑普及,年增绿色岗位约5000个,助力人居质量升级。

该技术体系不仅重构建材产业碳足迹,更通过资源循环化利用和全生命周期减碳设计,为建筑行业低碳转型提供系统性解决方案,彰显循环经济价值。


编辑:段丹丹

审核:东朝莉、王玉敏

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