[萬里行]徐德龍：一直吃第一口螃蟹的人

西安建筑科技大學(xué)校長、中國工程院院士徐德龍

　　中國水泥工業(yè)快速發(fā)展為水泥工藝技術(shù)變革提供了良好的市場環(huán)境，然而在新型干法生產(chǎn)工藝、余熱發(fā)電等技術(shù)普及推廣之后，水泥行業(yè)技術(shù)“有沒有進(jìn)一步提升的空間”，“有沒有必要去提升”、“如何去提升”，成為接下來需要關(guān)注的問題。確實，目前水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)較為成熟，想要進(jìn)一步改造提升困難大、風(fēng)險高，大部分企業(yè)都不愿意“吃第一口螃蟹”，“沖鋒陷陣”的往往是學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的專業(yè)人士。

　　通達(dá)中國水泥萬里行在陜西的最后一站，拜訪了西安建筑科技大學(xué)校長、中國工程院院士徐德龍在水泥生產(chǎn)技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化方面頗有建樹。據(jù)了解，在過去多年中，針對傳統(tǒng)新型干法工藝，徐德龍院士不僅在理論和技術(shù)上進(jìn)行大膽突破，甚至親自參加相關(guān)設(shè)備的加工制造，建立實驗基地，為院?？蒲谐晒c實際產(chǎn)業(yè)化對接提供了最大的幫助。徐德龍院士認(rèn)為，中國水泥行業(yè)要走新型工業(yè)化道路必須從生產(chǎn)工藝、新的替代產(chǎn)品研發(fā)、處理城市廢棄物三個方面做起。這三個方面徐德龍院士和他創(chuàng)辦的粉體工程研究所都有涉獵，經(jīng)過試驗測試，徐德龍院士的研究成果正在逐步向工業(yè)化過度——并且部分已獲成功。目前，徐德龍和他的粉體工程研究所在水泥工藝創(chuàng)新方面已經(jīng)走在中國乃至全世界的前列，“將能源‘吃干榨凈’，最終達(dá)到資源徹底綜合利用最佳效果”是徐德龍院士和他的團(tuán)隊一直追求的目標(biāo)。

西安建大實驗基地按照實際項目等比例縮小的迷你版新型干法水泥生產(chǎn)線

　　水泥工藝要有革命性變革

　　新型干法水泥生產(chǎn)工藝已經(jīng)讓水泥生產(chǎn)做到在能耗、環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量都有大幅提升，節(jié)約了資源和環(huán)境，成為水泥生產(chǎn)的一大進(jìn)步。應(yīng)該說，這種工藝已經(jīng)相對比較成熟穩(wěn)定，因此多年來在工藝上的改進(jìn)提升并不大。然而，作為高能耗產(chǎn)業(yè)，如何對水泥生產(chǎn)工藝進(jìn)行進(jìn)一步改善、追求更低的能耗、更低的污染是當(dāng)前形勢下的必然趨勢。徐德龍院士認(rèn)為：雖然水泥生產(chǎn)工藝有幾十道，但是核心工藝就是傳統(tǒng)上的“兩磨一燒”，他和西安建大粉體工程研究所針對磨和燒進(jìn)行大量的研究，在理論和實踐上都提出了新的解決方案。

　　高固氣比預(yù)熱分解技術(shù)是徐德龍院士已經(jīng)成功實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的專利技術(shù)，通過預(yù)熱器和分解爐的高固氣比，使其反應(yīng)更加充分，這種條件下，相比傳統(tǒng)工藝，該生產(chǎn)線熱能利用更加充分，反應(yīng)后排出的有害氣體更少、溫度波動也更加穩(wěn)定。通達(dá)中國水泥萬里行在陜西的訪問期間，陽山莊水泥的一條2500T/D的生產(chǎn)線就采用這種技術(shù)。據(jù)介紹，該生產(chǎn)線甚至比國外最先進(jìn)技術(shù)還要節(jié)能20%、投資成本也至少會節(jié)約10%左右。目前甘肅一條采用高固氣比預(yù)分解技術(shù)的3300T/D新型干法水泥生產(chǎn)線也即將投產(chǎn)。隨后，在陜西銅川興建的生態(tài)水泥生產(chǎn)基地中也將使用這種技術(shù)，建造一條5000T/D的熟料生產(chǎn)線。高固氣比預(yù)熱分解技術(shù)也將在這種不斷應(yīng)用中升級和完善，屆時將很可能成為推動水泥工業(yè)技術(shù)變革、進(jìn)而改變水泥競爭格局的重要力量。令萬里行隊員們頗為自豪的是，這種技術(shù)從理論到工業(yè)化過程都是中國人自己完成的，對于中國目前力努力改變中國制造業(yè)國際地位和形象創(chuàng)造開了個好頭。

　　高固氣比的理論徐德龍院士在20年前就已經(jīng)提出，有著嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的推導(dǎo)過程，那個時候理論最優(yōu)的比值是3.6，在工業(yè)化的實踐中，實現(xiàn)的思路和方法不斷調(diào)整，在和現(xiàn)代水泥工業(yè)的融合中，目前做到最大的比值是2.0，而目前普遍采用的新型干法工藝的比值最大是0.9.，實現(xiàn)了一個質(zhì)的飛躍。

　　除了預(yù)熱器的高固氣比技術(shù)之外，徐德龍院士正在積極進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的高固氣比的工業(yè)化過程，目前試驗階段已經(jīng)完成，如果順利實現(xiàn)工業(yè)化過程，未來水泥工藝?yán)鋮s這部分在冷卻效率和投資成本方面都由于目前普遍采用的篦冷機(jī)。

　　對工藝的改造提升上的精益求精是徐德龍院士一直追求的目標(biāo)，用他自己的話說：就是將能源“吃干榨凈”，達(dá)到了資源徹底綜合利用最佳效果。他對于國內(nèi)普遍采用的余熱發(fā)電技術(shù)也有著自己的看法，認(rèn)為首先余熱發(fā)電是一個比水泥工藝更為復(fù)雜的過程，“在一個簡單的系統(tǒng)上加上一個復(fù)雜的系統(tǒng)并不合適”；其次，由于能量在轉(zhuǎn)換過程中將會有50%以上的損失，徐德龍院士認(rèn)為頻繁能量的轉(zhuǎn)換其實也是對于能量的損失。此外，余熱發(fā)電的推廣主要依賴于發(fā)電上網(wǎng)免費(fèi)、以及水資源的低廉使用，這一條件目前在國內(nèi)很多地區(qū)都無法實現(xiàn)，余熱發(fā)電使用也有自身的局限性。徐德龍院士主張將能源直接“吃干榨凈”，才能達(dá)到最佳的節(jié)能效果。

西安建大在新型干法水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)上的研發(fā)推廣已經(jīng)廣受肯定

　　“第一口螃蟹不好吃，但是必須吃”

　　除了對水泥“兩磨一燒”的“燒”做出重要改進(jìn)之外，在對“磨”這一個階段的研究，徐德龍院士和他的粉體工程研究所也已經(jīng)完成理論和試驗過程，正在積極向工業(yè)化方向推進(jìn)。徐德龍院士認(rèn)為，現(xiàn)代水泥“磨”的工藝跟歷史上人類粉磨方式的發(fā)展異曲同工，都是從“點”到“線”再到“面”，比如球磨就是依靠鋼球的撞擊來粉磨，目前普遍主流的立磨則是依靠“線”的擠壓完成粉磨，在節(jié)電、效率上都有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，徐德龍院士認(rèn)為下一步就是用“面”來磨，他因此發(fā)明了盤磨，依靠盤面的擠壓來實現(xiàn)水泥“磨”的工藝，并已經(jīng)制造出了樣機(jī)，完成試驗，效果非常理想，徐德龍院士表示對這一設(shè)備充滿了信心。

　　熟料的燒成會排出二氧化碳，要進(jìn)一步達(dá)到低碳環(huán)保的效果，減少熟料的生產(chǎn)使用，多用其他材料尤其是固體廢棄物也是一個非常好的思路，西安建大的粉體工程研究所雖然已經(jīng)試驗出了不摻加“熟料“的水泥，但是由于建筑材料事關(guān)民生的重要意義，國家一直缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，另外較短的時間也無法驗證這種新材料的可靠和穩(wěn)定。但是，在中國水泥行業(yè)內(nèi)，大量使用礦渣微粉、城市固體垃圾已經(jīng)成為趨勢，在一些項目中，有規(guī)定水泥中至少要摻加30%的礦渣。徐德龍院士認(rèn)為，粉磨更細(xì)的礦渣微粉將會大大提高其強(qiáng)度，以至于可能更多得替代水泥熟料。但是目前水泥工藝的粉磨技術(shù)無法實現(xiàn)，西安建大粉體工程研究所開發(fā)的“盤磨”的一個重要目的就是粉磨更細(xì)，獲取更大的強(qiáng)度進(jìn)而減少熟料的使用。