水泥工業(yè)是二氧化碳的排放大戶，其排放量約占人類活動(dòng)所產(chǎn)生二氧化碳總量的5%，全球水泥工業(yè)在未來(lái)發(fā)展中必須攻克減排二氧化碳的課題。日前，有專家指出，把水泥生產(chǎn)中大量排放的二氧化碳回收起來(lái)，再通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)或化工過(guò)程，使碳元素頻繁地反復(fù)利用，不僅能減少二氧化碳?xì)怏w的排放，還能更好地利用碳資源。
據(jù)了解，中國(guó)是世界上最大的水泥生產(chǎn)國(guó)，2009年水泥產(chǎn)量突破16.3億噸，占全球總產(chǎn)量的50%以上。水泥工業(yè)排放的溫室氣體99%以上為二氧化碳，每生產(chǎn)1噸水泥熟料大約就產(chǎn)生1噸二氧化碳?xì)怏w。2009年我國(guó)水泥熟料產(chǎn)量約10.5億噸，二氧化碳排放量約8.4億噸。若以水泥工業(yè)總產(chǎn)值5700億元計(jì)算，則萬(wàn)元產(chǎn)值二氧化碳排放量約14.7噸。水泥工業(yè)是單位產(chǎn)值二氧化碳排放量的龍頭老大。
水泥行業(yè)目前已被國(guó)家列為必須進(jìn)行低碳治理的重點(diǎn)。然而，除用電石渣、硅鈣渣生產(chǎn)水泥外，用石灰石作原料生產(chǎn)水泥減排二氧化碳目前相對(duì)比較困難。因此，如何回收利用水泥窯尾廢氣中的二氧化碳，成為水泥工業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)繞不開(kāi)的課題。
山東濟(jì)南大學(xué)建材設(shè)計(jì)研究院陳紹龍教授指出，將水泥生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳捕集下來(lái)并回收再利用，是實(shí)現(xiàn)水泥溫室氣體治理的有效途徑。這當(dāng)中，有一條可靠的化工路線可走。
陳紹龍介紹，用煤炭將二氧化碳還原成一氧化碳很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)用生物發(fā)酵的方法制備沼氣，利用沼氣的主要成分甲烷可以制得廉價(jià)的氫氣，再用氫氣和一氧化碳反應(yīng)，可以制備甲醇。目前國(guó)內(nèi)用甲醇制備乙烯、丁烯、丙烯等烯烴類物質(zhì)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。因此，合成甲醇后，可以利用甲醇制備乙烯。乙烯又可以進(jìn)行催化氧化制備環(huán)氧乙烷，再進(jìn)行氨解得到三乙醇胺、二乙醇胺，從而可以獲得水泥助磨劑的主要原料醇胺類物質(zhì)。另外，也可以將二氧化碳與環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)制備碳酸乙烯酯，將制備的碳酸乙烯酯在一定條件下進(jìn)行水解可以制得乙二醇，從而可以獲得水泥助磨劑的主要原料醇類物質(zhì)。
據(jù)了解，目前水泥助磨劑的使用率不斷提高，近一兩年內(nèi)我國(guó)大中型水泥企業(yè)對(duì)水泥助磨劑的應(yīng)用率將達(dá)到60%左右。以總產(chǎn)量17億噸/年水泥計(jì)，粉體助磨劑摻量按4千克/噸、液體摻量按1千克/噸計(jì)算，市場(chǎng)需求可達(dá)200萬(wàn)噸/年，其市場(chǎng)前景越來(lái)越廣闊。
陳紹龍指出，我國(guó)大多數(shù)水泥助磨劑企業(yè)現(xiàn)在都以購(gòu)買化工原料復(fù)配的生產(chǎn)工藝為主，而通過(guò)化工方法利用二氧化碳，將推動(dòng)水泥助磨劑與水泥行業(yè)的雙向聯(lián)動(dòng)，形成低碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
同時(shí)，專家強(qiáng)調(diào)，將回收的二氧化碳進(jìn)一步深加工，還可以生產(chǎn)可降解塑料、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等產(chǎn)品。二氧化碳可降解塑料在自然環(huán)境中可完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。蒙西集團(tuán)與中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所合作，利用回收水泥窯廢氣中二氧化碳與環(huán)氧化物在稀土組合催化劑的作用下進(jìn)行共聚，生產(chǎn)出二氧化碳全降解塑料，并建成世界首條3000噸/年示范生產(chǎn)線，使水泥窯尾廢氣中提取的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)綜合加工再利用，既遏制了溫室氣體排放，又提高了產(chǎn)品的附加值，形成了科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)鏈。
經(jīng)測(cè)算，水泥行業(yè)假若每年從窯尾廢氣中提取10%的二氧化碳（約8000余萬(wàn)噸），銷售收入至少增加640億元。如果將其中的一部分二氧化碳用于深加工，建立與化工產(chǎn)業(yè)鏈的耦合，生產(chǎn)高附加值化學(xué)品，其效益將更加可觀。
據(jù)了解，中國(guó)是世界上最大的水泥生產(chǎn)國(guó)，2009年水泥產(chǎn)量突破16.3億噸，占全球總產(chǎn)量的50%以上。水泥工業(yè)排放的溫室氣體99%以上為二氧化碳，每生產(chǎn)1噸水泥熟料大約就產(chǎn)生1噸二氧化碳?xì)怏w。2009年我國(guó)水泥熟料產(chǎn)量約10.5億噸，二氧化碳排放量約8.4億噸。若以水泥工業(yè)總產(chǎn)值5700億元計(jì)算，則萬(wàn)元產(chǎn)值二氧化碳排放量約14.7噸。水泥工業(yè)是單位產(chǎn)值二氧化碳排放量的龍頭老大。
水泥行業(yè)目前已被國(guó)家列為必須進(jìn)行低碳治理的重點(diǎn)。然而，除用電石渣、硅鈣渣生產(chǎn)水泥外，用石灰石作原料生產(chǎn)水泥減排二氧化碳目前相對(duì)比較困難。因此，如何回收利用水泥窯尾廢氣中的二氧化碳，成為水泥工業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)繞不開(kāi)的課題。
山東濟(jì)南大學(xué)建材設(shè)計(jì)研究院陳紹龍教授指出，將水泥生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳捕集下來(lái)并回收再利用，是實(shí)現(xiàn)水泥溫室氣體治理的有效途徑。這當(dāng)中，有一條可靠的化工路線可走。
陳紹龍介紹，用煤炭將二氧化碳還原成一氧化碳很容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)用生物發(fā)酵的方法制備沼氣，利用沼氣的主要成分甲烷可以制得廉價(jià)的氫氣，再用氫氣和一氧化碳反應(yīng)，可以制備甲醇。目前國(guó)內(nèi)用甲醇制備乙烯、丁烯、丙烯等烯烴類物質(zhì)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。因此，合成甲醇后，可以利用甲醇制備乙烯。乙烯又可以進(jìn)行催化氧化制備環(huán)氧乙烷，再進(jìn)行氨解得到三乙醇胺、二乙醇胺，從而可以獲得水泥助磨劑的主要原料醇胺類物質(zhì)。另外，也可以將二氧化碳與環(huán)氧乙烷進(jìn)行反應(yīng)制備碳酸乙烯酯，將制備的碳酸乙烯酯在一定條件下進(jìn)行水解可以制得乙二醇，從而可以獲得水泥助磨劑的主要原料醇類物質(zhì)。
據(jù)了解，目前水泥助磨劑的使用率不斷提高，近一兩年內(nèi)我國(guó)大中型水泥企業(yè)對(duì)水泥助磨劑的應(yīng)用率將達(dá)到60%左右。以總產(chǎn)量17億噸/年水泥計(jì)，粉體助磨劑摻量按4千克/噸、液體摻量按1千克/噸計(jì)算，市場(chǎng)需求可達(dá)200萬(wàn)噸/年，其市場(chǎng)前景越來(lái)越廣闊。
陳紹龍指出，我國(guó)大多數(shù)水泥助磨劑企業(yè)現(xiàn)在都以購(gòu)買化工原料復(fù)配的生產(chǎn)工藝為主，而通過(guò)化工方法利用二氧化碳，將推動(dòng)水泥助磨劑與水泥行業(yè)的雙向聯(lián)動(dòng)，形成低碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
同時(shí)，專家強(qiáng)調(diào)，將回收的二氧化碳進(jìn)一步深加工，還可以生產(chǎn)可降解塑料、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等產(chǎn)品。二氧化碳可降解塑料在自然環(huán)境中可完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。蒙西集團(tuán)與中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所合作，利用回收水泥窯廢氣中二氧化碳與環(huán)氧化物在稀土組合催化劑的作用下進(jìn)行共聚，生產(chǎn)出二氧化碳全降解塑料，并建成世界首條3000噸/年示范生產(chǎn)線，使水泥窯尾廢氣中提取的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)綜合加工再利用，既遏制了溫室氣體排放，又提高了產(chǎn)品的附加值，形成了科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)鏈。
經(jīng)測(cè)算，水泥行業(yè)假若每年從窯尾廢氣中提取10%的二氧化碳（約8000余萬(wàn)噸），銷售收入至少增加640億元。如果將其中的一部分二氧化碳用于深加工，建立與化工產(chǎn)業(yè)鏈的耦合，生產(chǎn)高附加值化學(xué)品，其效益將更加可觀。
