水泥碳排放论文提纲

论文题目：水泥生产碳排放研究

摘要：水泥是一种大宗建筑材料,产量居所用工业产品之首,全球年产量高达40亿吨左右。水泥生产过程中会排出二氧化碳（carbon dioxide,CO2）,据统计水泥行业CO2排放量约占总排放量的7%,水泥行业节能减排压力巨大。因此,亟需对水泥生产碳排放进行分析,为水泥企业碳减排工作和新型低碳水泥的研发提供理论基础。本文基于水泥熟料煅烧高温反应过程、热工平衡理论和水泥生产过程,建立水泥生产CO2排放理论计算模型和开发了相应的计算软件,对水泥生产碳排放源构成进行了分析,并根据水泥厂实际生产数据进行对比验证。具体内容如下:（1）理论计算模型的建立水泥生产过程主要分为生料制备、熟料煅烧和水泥生产三个环节,CO2排放主要由碳酸盐分解、燃料燃烧和电能消耗产生构成。基于水泥熟料煅烧高温反应过程、热工平衡理论和水泥生产过程,建立水泥生产CO2排放理论计算模型。本分析模型可根据熟料矿物组成和水泥成分计算出水泥生产过程中的理论CO2排放量,无需工厂实际生产数据。（2）熟料矿物生产的理论CO2排放量通过假设熟料仅由单一矿物组成,理论模型可计算熟料矿物（C3S、C2S、C3A、C4AF和C4A3S）生成的理论CO2排放量。计算分析得出,普通硅酸盐水泥（ordinary Portland cement,OPC）熟料的主要矿物C3S的CO2排放量最高,为949kg/t;而硫铝酸盐（Calcium sulfoaluminate,CSA）水泥熟料的主要矿物C4A3S所产生的CO2排放量最低,为464kg/t。碳酸盐分解产生CO2排放量在上述矿物中均占最大比例。（3）熟料生产的CO2排放量计算比较了OPC熟料、高贝利特水泥（high-belite cement,HBC）熟料、CSA熟料和快凝快硬高贝利特硫铝酸盐（rapid-setting and hardening,high-belite Calcium sulfoaluminate,HB-CSA）水泥熟料生产的CO2排放量。OPC、HBC、CSA和HB-CSA四种熟料的CO2排放量依次为864kg/t、796kg/t、572kg/t和539kg/t。碳酸盐分解产生的CO2排放量依旧在四类水泥熟料中均占最大比例,为59%~65%;其次是燃料燃烧,约占33%;电耗产生CO2排放量占比最低,约为5%。（4）水泥生产的CO2排放量对形成规模化生产的OPC水泥P·O42.5、HBC水泥P·LH42.5、CSA水泥R·SAC42.5和快凝快硬HB-CSA水泥BS-HFR42.5的CO2排放量进行了计算,分别为709.9kg/t、759.1kg/t、418.9kg/t和310.2kg/t。

关键词：二氧化碳排放;水泥;熟料;熟料矿物;热工平衡理论

学科专业：土木工程

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 水泥行业CO_2排放情况及各国政策

1.2.1 水泥行业CO_2排放情况

1.2.2 水泥行业生产CO_2排放构成

1.2.3 国外相关政策

1.2.4 国内相关政策

1.3 水泥行业CO_2分析方法

1.3.1 国外水泥行业CO_2排放计算方法

1.3.2 国内水泥行业CO_2排放计算方法

1.4 水泥行业主要减排措施

1.4.1 能源效率

1.4.2 替代燃料

1.4.3 降低熟料含量

1.4.4 碳捕获

1.4.5 新型替代水泥

1.5 本文的研究框架及内容

1.5.1 研究框架

1.5.2 研究内容

第二章 水泥生产CO_2排放理论计算模型

2.1 模型计算边界

2.2 水泥熟料生产CO_2排放计算模型

2.2.1 生料碳酸盐分解

2.2.2 燃料燃烧

2.2.3 电能消耗

2.2.4 水泥熟料生产CO_2排放量

2.3 水泥生产CO_2排放计算模型

2.3.1 水泥生产粉磨用电量

2.3.2 水泥生产CO_2排放量

2.4 本章小结

第三章 水泥生产CO_2排放分析

3.1 计算分析概述

3.1.1 水泥熟料基本信息

3.1.2 生产线基本信息

3.2 熟料矿物CO_2排放分析

3.2.1 熟料矿物介绍

3.2.2 熟料矿物CO_2排放量

3.2.3 主要熟料矿物C_3S和C_4A_3S对水泥熟料CO_2排放量的影响

3.3 水泥熟料CO_2排放分析

3.3.1 普通硅酸盐水泥熟料CO_2排放分析

3.3.2 其他种类水泥熟料CO_2排放分析

3.4 水泥生产CO_2排放分析

3.5 结果讨论

3.6 本章小结

第四章 水泥生产CO_2排放分析软件

4.1 软件功能介绍

4.1.1 软件进入界面

4.1.2 软件系统设置界面

4.1.3 软件生产概况界面

4.1.4 软件生料制备输入界面

4.1.5 软件熟料生产界面

4.1.6 软件水泥生产输入界面

4.1.7 软件燃料处理输入界面

4.2 软件输出结果

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢