水泥行业回收二氧化碳效益可观

水泥工业是二氧化碳的排放大户，其排放量约占人类活动所产生二氧化碳总量的5%，全球水泥工业在未来发展中必须攻克减排二氧化碳的课题。日前，有专家指出，把水泥生产中大量排放的二氧化碳回收起来，再通过一系列化学反应或化工过程，使碳元素频繁地反复利用，不仅能减少二氧化碳气体的排放，还能更好地利用碳资源。

　　据了解，中国是世界上最大的水泥生产国，2009年水泥产量突破16.3亿吨，占全球总产量的50%以上。水泥工业排放的温室气体99%以上为二氧化碳，每生产1吨水泥熟料大约就产生1吨二氧化碳气体。2009年我国水泥熟料产量约10.5亿吨，二氧化碳排放量约8.4亿吨。若以水泥工业总产值5700亿元计算，则万元产值二氧化碳排放量约14.7吨。水泥工业是单位产值二氧化碳排放量的龙头老大。

　　水泥行业目前已被国家列为必须进行低碳治理的重点。然而，除用电石渣、硅钙渣生产水泥外，用石灰石作原料生产水泥减排二氧化碳目前相对比较困难。因此，如何回收利用水泥窑尾废气中的二氧化碳，成为水泥工业延伸产业链，发展低碳经济、循环经济绕不开的课题。

　　山东济南大学建材设计研究院陈绍龙教授指出，将水泥生产产生的二氧化碳捕集下来并回收再利用，是实现水泥温室气体治理的有效途径。这当中，有一条可靠的化工路线可走。

　　陈绍龙介绍，用煤炭将二氧化碳还原成一氧化碳很容易实现，同时用生物发酵的方法制备沼气，利用沼气的主要成分甲烷可以制得廉价的氢气，再用氢气和一氧化碳反应，可以制备甲醇。目前国内用甲醇制备乙烯、丁烯、丙烯等烯烃类物质正在进行产业化。因此，合成甲醇后，可以利用甲醇制备乙烯。乙烯又可以进行催化氧化制备环氧乙烷，再进行氨解得到三乙醇胺、二乙醇胺，从而可以获得水泥助磨剂的主要原料醇胺类物质。另外，也可以将二氧化碳与环氧乙烷进行反应制备碳酸乙烯酯，将制备的碳酸乙烯酯在一定条件下进行水解可以制得乙二醇，从而可以获得水泥助磨剂的主要原料醇类物质。

　　据了解，目前水泥助磨剂的使用率不断提高，近一两年内我国大中型水泥企业对水泥助磨剂的应用率将达到60%左右。以总产量17亿吨/年水泥计，粉体助磨剂掺量按4千克/吨、液体掺量按1千克/吨计算，市场需求可达200万吨/年，其市场前景越来越广阔。

　　陈绍龙指出，我国大多数水泥助磨剂企业现在都以购买化工原料复配的生产工艺为主，而通过化工方法利用二氧化碳，将推动水泥助磨剂与水泥行业的双向联动，形成低碳循环产业链。

　　同时，专家强调，将回收的二氧化碳进一步深加工，还可以生产可降解塑料、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等产品。二氧化碳可降解塑料在自然环境中可完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材料、一次性医用材料、地膜等方面。蒙西集团与中科院长春应用化学研究所合作，利用回收水泥窑废气中二氧化碳与环氧化物在稀土组合催化剂的作用下进行共聚，生产出二氧化碳全降解塑料，并建成世界首条3000吨/年示范生产线，使水泥窑尾废气中提取的二氧化碳气体通过综合加工再利用，既遏制了温室气体排放，又提高了产品的附加值，形成了科学合理的产业链。

　　经测算，水泥行业假若每年从窑尾废气中提取10%的二氧化碳（约8000余万吨），销售收入至少增加640亿元。如果将其中的一部分二氧化碳用于深加工，建立与化工产业链的耦合，生产高附加值化学品，其效益将更加可观。

来源:中国化工报 作者：张兴刚