水泥厂清洁生产的重点是水泥窑清洁煅烧。理想的清洁煅烧：尽可能降低CO2、CO、SO3和粉尘排放，减少对环境的影响。按这个简单的想法探讨水泥窑清洁煅烧与水泥厂环保效能。

    一、水泥窑清洁煅烧有三个要点：采用易烧原料；改进煅烧方法；高效利用窑灰。

    用中国饮食文化一绝——涮羊肉制作特点——肉嫩、片薄、水开、快涮的道理来解释水泥窑快烧：配易烧料、供氧充分、保持高温、快烧快冷。再根据各人口味加佐料，水泥厂就是加混合材、施工工地加外加剂。大家更容易理解、用了就会有效益。

    （一）采用易烧原料

    如同涮羊肉的选肉，肉嫩好涮。石灰质原料中的低钙石灰石比高钙石灰石易烧，硅质原料如工业废渣都比黏土易烧。生产实践证明，各类岩矿按易烧的程序可排列为变质岩、岩浆岩（包括火山喷出岩）、沉积岩和黏土，其中黏土最难烧。配易烧料就是用易烧的工业废渣和岩矿代替黏土做水泥原料——选嫩肉。根据物料易烧程度设计配煤，以能够烧到高温形成结构理想的硅酸盐矿物为度。实验室试验表明：吨熟料烧成煤耗在130 千克以上，形成热增加。立窑本能可以快速形成高温达到快烧效果，煤耗高成了产质量低、影响煅烧安全的不利因素。因此，从理论上讲多配煤是人为形成难烧料，费力不讨好。采用易烧原料降低煤耗、电耗，减少CO2排放。

    在没有条件采用易烧原料的地方，应用北京炭宝公司保灵牌节能增效剂实现固体供氧可全面解决立窑煅烧中的缺氧问题，是燃烧方式上的重大进步。用尾矿（变质岩）实现岩矿供氧需要3～5%以上才有显效。用节能增效剂一般在生料中加入0.02～0.05% 就可奏效。用量少，运费在产品成本中占的比例小。因此更具有普遍推广的意义。

    （二）改进煅烧方法

    改进煅烧方法中的关键是供氧充分、里外烧透。涮羊肉要求片薄，在立窑上烧水泥则要成小料球。利用小料球球径小，入窑不易破碎、爆裂，降低通风阻力、电耗，截面产量可达1800kg/m2h以上。在全黑生料、高温内燃的基础上采用小料球快烧法从外到里实现快速烧成。小料球煅烧应用之初，许多人认为阻力增加会提高电耗。的确，静态、冷态时小料球阻力比大料球的阻力大得多。实际应用效果是风机电耗降低约1/3。为什么？物料从静态、冷态到动态、热态发生了变化。料球小，动态时不易破碎、热态时不易爆裂，入窑后通风顺畅、阻力小；从边部烧到球心的时间与物料通过高温带的时间相配，从外到里的煅烧时间缩短、容易烧透，减少过烧、实现快速烧成。提高到方法论的认识，就是通过实践形成认识、辨证分析找到方法。这种奇正相生的变化方法，其根源就在于中国的文化理念。哲学上是“根据事物本身的辩证法促成事物的转化”；兵法上叫做出奇——采用非常措施。从求全、创新的观点看，人类不能停留在一个水平上，还应该有发展。为解决西部地区提高水泥生产水平的三高问题：高海拔氧含量低、高寒影响燃烧和高硫煤的污染问题，采用固体供氧从外燃到内燃的烧法，已经不仅是从外到里实现快烧的过程。如果不用微沸腾煅烧，就不必再向小料球发展。

    应用炭宝公司保灵牌节能增效剂里应外合固体供氧的办法，将西藏拉萨堆龙东嘎水泥厂生料配热降低150-200大卡，达到成本大幅度降低、提高产量、强度的技术经济效益。为了进一步提高立窑煅烧水平，在用剂取得好效果的厂上成型机——对辊成珠机代替成球盘。一般每降低1%水分可降低2kg标煤的热耗，按降低5%水分计算，还可降低10kg标煤的热耗。全国6亿多吨立窑水泥，按5亿吨熟料计算，节约用水4000多万方、更重要的是不需蒸发这些水的煤。从配方计算可把煤和水的空位变成强度组分。这就是减煤和水份可提高强度的道理。用剂加上成型机的立窑厂吨熟料平均煤耗可达115kg以下。一句话：立窑再也不是落后窑型。在西部，只有电烧水泥才能超过立窑的节能水平。

    在旋窑上采用薄料快烧、上预热器、分解炉，浓相预烧、岩矿供氧等改善供氧条件的措施都已取得明显的效果。经过湿法窑（包括长、短窑）、干法窑（带立筒预热器、余热发电和中空窑）的小窑、大窑生产，只要控制生料配方、煅烧操作得当，工业渣配料不仅降低煤耗、电耗，还有利于长期安全运转。

    保证高温。涮羊肉是要在开水中停留一瞬间，立窑煅烧操作最重要的就是稳定底火保证高温。要做到这一点，除了配易烧料、成小料球，采用节能配套窑衬、减少窑壁散热损失外，保持窑体温度很重要。配料上不能过分追求低煤耗，配热过低窑体温度逐步降低、应用节能配套窑衬也难以补偿。生产上适时烧一段高煤料保持窑体温度，有助于做到保证高温。旋窑上则是煤料对口、稳定热工制度。

    快烧快冷（提高产量、强度和流变性）。羊肉在开水中涮熟的瞬间，拿出快冷加调料才是可口的美餐。快烧、快冷形成的熟料矿物晶体结构理想，强度高、表面活性高、流变性好，可以多加混合材、少用减水剂,有利于制备高性能混凝土。这是经过1986、1988、1990年先后在湿法长窑、湿法短窑、立窑上的实践检验了的结果。快烧还是立窑利用低钙石灰石（如泥灰岩），烧低KH料、早强熟料、早强掺合料以至型煤黏结剂提高早期强度的重要条件。

    （三）高效利用窑灰

    1、技术上的补缺求全，是不断发展、完善、提高的出发点。

    重视环保，窑的收尘是个重点，也是水泥厂技术水平提高的一个标志。设计上需要有求全观念：收尘系统应是立窑的辅助设备，不仅要收尘（烟气中的固体物质）和消烟（烟气中的气体物质，如SO3），还要有辅助立窑发挥煅烧能力的作用。不能当摆设,更不能是紧箍咒。预期功能除了收尘能力、排放浓度可达标，还要能够脱硫、洗去烟气中的部分硫分。设备投资要少、运行费用要小，经济上能为大多数立窑厂用得起。操作要简便易行。高效利用窑灰不仅是减少粉尘排放，更重要的是将窑灰变成水的载体到高温带燃烧降低煤耗。海南三亚天涯水泥厂用水收尘加电收尘解决立窑收尘，已经取得较好成绩、看不见立窑冒烟。这在需要保护橡胶林、椰子林生态环境的海南岛，尤其显得可贵。应用节能增效剂后立窑窑面也不再有臭味、改善了烧成操作的条件，深受看火工欢迎。这是因为节能增效剂的固硫作用把硫固化在熟料中，形成高早期强度的矿物——硫铝酸钙。低煤耗又保证了尽可能低的还原气氛，使已经形成的硫铝酸钙得以保存。做到了化害为利。

    2、充分供氧对旋窑清洁煅烧的启发。

    利用收尘浆提高产质量，将环保和提高质量结合起来，还能推广应用到立波尔窑和湿法窑上。对于其他类型的旋窑以至新型干法窑，还可以考虑利用收尘灰进行两端喂料提高产质量的烧法。两端喂料在半个世纪前因为看火不易掌握没有继续，现在用计算机控制、加上工艺上不是全用生料的重大改进，应该有新的收获。不仅利用收尘灰，还能降低煤耗。实际上是旋窑实现利用水作燃料的开始。下一步是利用水煤浆技术烧煤泥以至废水等。

    配易烧料的办法是利废代土；快烧是在供氧充分、保证高温的前提下将CO利用起来；高效利用窑灰不仅是减少粉尘排放，更重要的是利用窑灰变成降低煤耗的有效措施。有利还不用？每一个节能措施都为保护环境起了作用。有理由改变观念：把水泥窑看成环保装备。

    二、水泥厂的环保效能

    中国有十大环境问题：1. 大气污染日益加剧；2. 水域污染问题突出；3. 垃圾围城现象普遍；4. 噪声污染普遍超标；5. 水土流失难以遏制；6. 沙漠化不断扩大；7. 濒危物种生境缩小;8. 水资源呈现短缺;9. 耕地资源逐年减少;10. 森林资源供不应求。经研究，十之八九都可以通过水泥工业来帮助缓解、解决。

    （一）“大气污染日益加剧”

    水泥工业的节能潜力。以立窑水泥为例，发改委今年统计的全国平均煤耗为160kg/t(1120kc/kg)。采用综合措施，降低20%至128kg/t(896kc/kg)是普遍能够达到的。先进厂可达120-115kg/t以下。相应产量提高15-20%。加上熟料质量必然提高、多掺混合材，熟料用量减少、电耗降低。按4亿规模的水泥厂实施（每吨排放0.8～1.0t CO2）计算，从将近排放4亿吨CO2减少20%、即7000-8000万吨。加上湿法窑、普通干法窑至少有5-10%的节煤潜力，总共可减少排放近1亿吨CO2。将是一个重大贡献。水泥工业本身节能的潜力说明“大气污染日益加剧”的问题可以缓解。

    应用水泥作制品后可以降低能耗，将在后面分析。

    （二）“水域污染问题突出”

    水泥厂利用废水可以缓解“水域污染问题突出”的问题。湿法窑厂利用城市污泥。水泥厂利用废水和废液中的细颗粒固体物质，是个长项。其中有机物是可燃质具有燃料效能，可以补充热量、节省好煤。固体物质大部分可转化为熟料组分。只要注意控制有害成分，对提高产质量只会有好处。上海水泥厂半个多世纪来一直用黄浦江江泥代土。水城水泥厂用煤矸石代土在湿法窑上取得优质、高产和长期安全运转效益已有20年历史。近年来美国重视研究湿法窑厂利用城市污泥，成为一种环保手段。因此，需要重视湿法窑的应用价值，以至开拓利用煤泥等废水、废液。立窑厂用糖业废水等废液成球，卓有成效。一般可提高5-10%的产量、降低5-10%的煤耗。  

    （三）“垃圾围城现象普遍”

    “垃圾围城现象普遍”的问题，水泥工业可以出力解决。如江苏已有多个立窑厂成功利用城市生活垃圾烧水泥。  

    （四）“噪声污染普遍超标”

    对于“噪声污染普遍超标”，应该治本。运转部件等出声，从设计消声结构、材料上想办法。水泥厂磨房用空心砌块做墙体材料可以部分消音、减少传出噪音。水泥制品做声障治标，也应该说是个办法。2002年海南三亚天涯水泥厂老厂长来正新就提出“把噪音转化为音乐”，笔者非常赞同这个设想。“不怕做不到，就怕想不到”。应用声、光传播和反射原理，采用水泥和当地土产——椰子壳等原料作消声器或转换器解决了噪声污染后，水泥厂还有什么环保难题？ 

    （五）“水土流失难以遏制”

    治本之道在于保护森林植被。标本兼治的办法是减少流失：存水。存水需要水泥支持水利工程。特别是这类水利工程的水泥除了坝体表面加强耐磨要求需要高标号水泥外，一般只需中、低标号水泥。水利部水利水电科学院结构所甄永严总师的研究表明：立窑水泥筑坝抗裂性好。这是值得重视推广的科研成果。立窑水泥加上适当的混合材可以提高耐久性、很适用于这类水利工程。如果坝体结构设计得好、施工规范，能够确保长治久安。

    （六）“沙漠化不断扩大”

    治沙，水泥是必不可少的重要材料。进沙漠的路、存水的堤坝、生存的建筑，都需要水泥。靠着水泥和沙的结合，靠沙吃沙形成沙产业、开发沙漠。这些水泥应该有高、中、低标号许多品种，以至标号很低的固土剂和用作降雨剂的水泥。作降雨剂的水泥只要形成降雨，和水、沙松散结合，能使沙子稍有板结、不再飞扬，就算合用。人工降雨的同时混拌草子、遇水发芽，提高沙中腐植质含量，几年之后再种木本植物也容易存活。这些办法在石油城周围如能广泛应用，必将大为改善当地的生态环境。

    （七）“濒危物种生境缩小”

    问题是多年坚持开发山区等措施, 较少研究其不利影响。山区气温低、气候多变，复种指数低，生存条件差。山区难进，修路等基础工程投资大，对于人口不多没有多少产出的地区花不来。因此，许多发达国家多鼓励人们进入平原区建立小城镇。留少数人种树、护林。科教兴国战略提高人们的素质，加强市场管理，人们有了新的生机，砍伐、捕杀珍稀之类的事自然减少。大力建设小城镇，需要研究、规划，需要水泥供上。遍布各地的水泥厂正好就地满足这种需要。 

    （八）“水资源呈现短缺”

    解决水资源问题的重点是存水。存水保证供应，也是减少水土流失的重要措施。许多地方重视存水，兼收水产、发电之利。存水带起山、水、田、林、路一系列建设，那有不富之理。不仅致富，还改善了生态环境，成为旅游胜地。因此，有条件的地方因地制宜加强存水应该看成一条致富之路，更是脱贫的有效措施。优质、廉价的水泥支持水利建设，是基础条件。

    （九）“耕地资源逐年减少”

    问题是对滥用耕地阻止不力，措施不够。如水泥厂取土作原料，历来认为天经地义。实际上既耗能又破坏环境。因为粘土作原料能耗高。全国年产10亿多吨水泥，理论上要2亿多吨粘土。瑞士明令2005年后水泥厂不准再用粘土。我们离这个要求还很遥远。但正反映了节土、少占土地的巨大环保潜力。
我国年产7000亿块(13.67亿方)红砖需土18亿吨，耗煤近7000万吨。如以水泥和工业废渣（如掘进矸石、建筑垃圾、筑路废石以至江湖河海泥砂）制砌块代替10%的砖(1.367亿方)，年节土1.8亿吨，节煤400多万吨。制砌块可用低标号水泥——砌筑水泥。1.367亿方砌块可用废渣1.23亿吨。加上砌筑水泥中工业渣，0.176t/m3×1.367亿m3=0.24亿，共1.47亿吨代替1.8亿吨粘土。环保效益非常可观。水泥工业中不起眼的低标号水泥都能起大作用，可见值得大力开发水泥工业的环保效能。把水泥厂看成环保装备的观念转变将会带来社会、经济效益。

    与治理水土流失问题结合，利用江湖河海泥砂、卵石作水泥原料、混合材和骨料，生产水泥、固土剂、砌块、混凝土，有利于减少泥沙淤积、增加河床存水能力，减少暴雨形成的水灾。实施中易于做到就地取材、就地生产、就地利用，减少运输能耗。对我国这样一个大量进口油料的国家具有重要意义。能够顺应自然、合理创造财富，其意义不仅是利废。泥砂（细沙）的一个重点利用方向是屋顶造地。屋顶花园在许多地方已经是常见景象，环保效益理想；2005年 9月份中央台报道过贵州贵阳某厂厂长在屋顶上种稻，基本满足全家需要。说明屋顶造地的许多技术问题如水泥强度、不漏水等都已经解决。需要进一步研究的是开发泥产业和泥砂产业，用于种草、种花、种药。 

    （十）“森林资源供不应求”

    改革开放的深入发展，富起来的农民要盖房、要木料、燃料。如果大力发展轻质、高强、耐久、抗震的高性能水泥制品，楼板、屋顶…不用一点木料，何必费钱去买木料。水泥电杆、水泥管、水泥瓦、水泥船，无一不是农村发展需要。发展沼气产业，推广金华生态厕所综合利用成熟经验：沼气池肥料用在楼顶上种的葡萄有乒乓球大、还能做药，承包出去要收10万元。树叶杂草成了老百姓不断产出的资源，谁也舍不得任意砍树。这些并不需要大投资的产业，许多地方都搞得起来。问题是要大力宣传、推广。
水泥工业过去被看作耗能、污染大户。通过发展清洁生产推动利废降低能耗、保护环境，发挥环保效能、可以变成环保产业。不仅利用量大，而且能代替部分原燃料（代土节煤）、提高产质量。对水泥工业本身的提高、发展有利，也有利于加快当地经济建设的速度。道法自然。道是超越时空的大自然运行规律；德是人类顺应自然，不做违反天理、人和的事。道德两字，是中国文化的核心。

    立窑厂因为规模小，历来叫做小水泥厂。但其总产量达6亿多吨，约占2003年世界水泥产量（18.6亿吨）的1/3。职工上千万，大多数是农民。立窑水泥问题实质上是个农民问题。帮助立窑水泥这样一个支撑我国经济高速发展的大产业提高产质量并非小事。学习和实践“三个代表”思想、创建和谐社会——从当前国情出发、充分发挥大中小水泥厂的积极性、抓住解决三农问题的重点，将会加快提高最大多数人民的生活水平。