ABB的Max Tschurtschenthaler和Coolbrook的Joonas Rauramo讨论了一个旨在用可再生电力取代化石燃料的开创性项目如何有可能减少水泥生产的碳排放，并帮助满足客户对无二氧化碳产品的需求。 

与生产对现代生活至关重要的材料的许多其他能源密集型行业一样，全球水泥行业正处于十字路口。 一方面，水泥是仅次于水的世界第二大消耗材料，预计到本世纪中叶，全球水泥产量将增加。

另一方面，航空业的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的7-8%，甚至超过了航空业。 众所周知，水泥生产很难脱碳，这是由于窑炉所需的高温和石灰石煅烧产生的排放。 根据国际能源署（IEA）的数据，2015-21年，水泥生产的直接二氧化碳强度每年增长约1.5%； 要实现国际能源署的“2050年净零排放情景”，到2030年需要每年下降3%。

国际能源署表示，因此，降低熟料与水泥的比例（包括更多地使用混合水泥）和部署创新技术，如电窑、碳捕获和储存（CCS）以及由替代原材料制成的熟料等解决方案必须更加优先。

一项新技术

好消息来了。 首先，在整个行业，ABB看到越来越多的公司将投资重点放在减少排放上，以保护其运营许可证。 在最近于埃及举行的COP27气候大会上，混凝土和水泥生产商加入了第一推动者联盟，该联盟由50多家公司组成，致力于使七个高污染工业部门脱碳。 这些先行者承诺到2030年购买至少10%的接近零碳的水泥和混凝土。 其次是技术创新，特别是ABB和芬兰Coolbrook公司的一个联合项目，旨在推进有助于化工、水泥和钢铁行业脱碳的技术，这些行业的二氧化碳排放总量占工业二氧化碳排放量的70%，即60亿吨/日。

该解决方案将Coolbrook的RotoDynamic技术（用可再生电力取代化石燃料）与ABB的电机、电力电子设备和过程自动化相结合，以优化能源效率和操作流程。

通过开发和扩大RotoDynamic技术，用于水泥制造等高排放行业，Coolbrook和ABB的目标是每年减少高达24亿吨的碳排放

通过通电实现更高的温度

在水泥生产过程中，石灰石被加热并与各种成分结合以生产熟料的化学过程7约占二氧化碳排放量的60%，而其余部分（约40%）在燃料燃烧过程中被释放以激活化学过程。

目前，重工业在这一过程中使用污染严重的化石燃料，因为电加热器无法将气体加热到所需的极高温度，最高可达1700°C。 在传统的电加热器中，电流通过电阻材料产生热量，这将可实现的温度限制在500–600°C。

Coolbrook的旋转动力加热器（RDH）有可能在不燃烧化石燃料的情况下达到1700°C的温度水平，使其能够在水泥、钢铁和化学品的生产过程中用电加热取代化石熔炉和窑炉。 这里的关键区别在于，RDH解决方案本质上是一种涡轮机器，可以提高气体内部的温度。 气体首先被加热到超音速，然后在扩散器中迅速减速，扩散器将电能转化为动能，然后将动能转化为热能。 通过多次执行这种加速/减速过程，与现有的电加热器解决方案相比，可以实现显著更高的温度。

与现有的电加热技术不同，RDH是一种涡轮机器，这意味着它结构紧凑，几乎可以在任何类型的棕地工业加工设施中轻松改装，包括水泥厂，在那里它可以用于多种应用，例如原料的预热和预煅烧炉的供热，其中大部分燃料都是在预煅烧炉中使用的。 最终，目标是用通电装置取代主窑中的燃烧器，温度超过1700°C。

来源：www.worldcement.com

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