氢能替代化石燃料煅烧水泥熟料是水泥行业节能降碳的有效途径。文章基于热工理论计算，分析了氢气等不同燃料的理论煅烧温度和烟气量，搭建了模拟分解炉煅烧状态的悬浮煅烧小试实验平台，分析验证了氢能替代化石燃料煅烧水泥熟料的可行性。结果表明，在同等热耗条件下，相对常规燃料，氢燃料未明显增加理论烟气量，氢能掺烧烟煤粉或稻壳粉对降低悬浮煅烧时的CO和NO_X有正向作用，能够促进劣质燃料的使用；同时，氢能作为低碳燃料，能够进一步发挥其高活性作用，解决当前替代燃料在分解炉中不完全燃烧和NO_X本底排放浓度高的技术瓶颈。根据实验结果，针对减少化石燃料消耗及碳减排需求，提出了20%氢能耦合60%替代燃料煅烧水泥熟料的工业化技术路线，此路线在应用于实际工程前，需进行更加深入的中试研究。

随着国家碳减排工作的深入推进，水泥行业作为碳排放的重要来源，受到了广泛关注。介绍了水泥生产过程中碳排放源的分类与碳排放的计量方法，碳排放源可分为直接排放源和间接排放源，计量方法主要包括核算法与在线监测法等。概述了国内外水泥行业二氧化碳捕集的主要技术并重点阐述了富氧/全氧燃烧技术在水泥行业的应用现状。目前，水泥行业碳利用的主要技术路径包括混凝土碳化养护、废渣矿化利用及新型固碳材料制备等。未来，水泥行业需在降低碳捕集成本、优化碳计量方法设备、高效利用碳资源等方面持续努力，以进一步促进水泥生产减碳降碳目标的实现。

分析了水泥工业碳排放的来源及特点，介绍了实现水泥工业碳减排的主要技术路径，对比了全氧燃烧、钙循环、燃烧后捕集等典型碳捕集纯化技术特点，结果表明，采用全氧燃烧技术综合成本较低，碳减排效率较高。通过全氧燃烧关键核心技术装备攻关，研发了“强旋流全氧预燃烧炉+富集提浓组合式分解炉”专利技术，建立了O₂/CO₂介质的燃烧模型和高CO₂浓度下的生料分解模型，进行了全氧耦合无焰燃烧技术开发和热态模拟中试试验，建成了国内外水泥行业规模最大的年捕集20万吨CO₂工业级示范线。实践表明，利用全氧燃烧技术，可将水泥厂废气中的CO₂浓度提高至80%以上，经过变压吸附和低温蒸馏后，CO₂纯度>99%。

本刊讯  日前，中国建筑材料联合会发布了多项建材行业“最新突破”和“世界首创”新技术、新产品。中国建材装备集团有限公司（天津水泥工业设计研究院有限公司）在会上发布了全球首套水泥全氧燃烧耦合碳捕集技术，得到了水泥行业广泛认可和国内主流媒体的高度关注，并被中央电视台《朝闻天下》栏目特别报道。

全氧燃烧是一场燃烧方式的革命，它打破了常规，采用制备氧气替代空气的燃烧，使低能耗物理碳捕集成为可能。全氧燃烧不仅降低了碳捕集提纯系统的综合能耗和运行成本，而且使水泥生产烟气排放量减少了65%，吨捕集成本能够降低100元以上。另外，水泥生产碳排放约60%来自于碳酸盐分解，不到40%来自于燃料燃烧，在捕集相同量的CO₂的情况下，耗氧量较低，使得全氧燃烧技术特别适用于水泥工业，能够以较小的代价实现相对较大的成本降低。

系统分析了国内外典型CCUS技术的研究进展，包括全氧燃烧、冷却氨吸收、膜分离及钙循环等技术，重点介绍了青州中联全氧燃烧耦合碳捕集示范项目的研究成果。青州中联示范项目通过全氧燃烧技术实现了水泥生产高效碳捕集，突破了高氧浓度燃烧火焰控制、CO₂富集浓度及高CO₂浓度条件下生料分解等关键技术难题，创新开发了分级供氧、离散稀释燃烧等方法，显著降低了碳捕集能耗和成本。研究表明，全氧燃烧技术可将烟气中的CO₂浓度提升至80%以上，为低能耗物理碳捕集奠定了基础。青州中联项目的成功运行，为水泥行业低碳技术的产业化应用提供了重要示范。

某7 500t/d水泥熟料生产线EPC项目在执行过程中，利用BIM平台，通过实施项目建设总体策划、划分施工与安装区域、模拟施工场地布置和建设、合理布置施工总平面、加强设备质量管理、施工质量与进度控制、实施智慧安全管理，合理安排设备与材料堆存、非标准件制作场地，加强费用成本控制管理等，实现了项目建设年初开工，当年投产，经济效益与社会效益良好。

水泥窑在线热工标定系统以MES生产执行管控信息化系统为基础，通过智能化仪器仪表，连续在线采集、存储、清洗生产运行数据，定期完成热工指标核算并输出标定报告。介绍了在线热工标定系统的网络架构和数据采集来源、测定办法及计算依据；列举了可实现的系统功能；说明了窑头一次风量、冷却机鼓风量、系统漏入空气量、C1出口粉尘浓度、熟料形成热等核心热工指标数据的计算过程。槐坎南方项目应用在线热工标定系统对2023年3月份冷却机检修前后的热效率作量化对比分析，冷却机热效率提高3%~4%，在线热工标定分析结果与人工分析结果高度契合，实现了离线热工标定方式向在线热工标定方式的转变。

某5 000t/d水泥熟料生产线存在预热器换热效果差、C1旋风筒出口温度高、分解炉容积偏小、NO_X排放浓度高、冷却系统热回收效率低、熟料单位产品综合能耗指标较高等问题，是水泥行业碳达峰和碳减排技改试点项目。该项目提出了烧成系统节能降碳升级改造方案，并同步对生料粉磨系统及水泥粉磨系统进行了整体优化升级。通过采取分解炉扩容、应用低能耗自脱硝技术、将五级预热器升级为六级、扩大烟室缩口尺寸、更换三次风管、采用带中置辊式破碎机的行进式稳流冷却机并配套高效风机等技改措施，熟料单位产品综合煤耗低于国标1级能效指标，每年可节约标煤3.5×10⁴t，减少CO₂排放7.7×10⁴t，节约氨水用量0.3×10⁴t，NO_X排放浓度<50mg/Nm³，节能降碳效果显著。

球磨机是水泥粉磨系统中的关键性设备，基于离散元法和Rocky DEM软件，对球磨机运行时研磨介质和物料的运动过程进行了数值仿真，分析了球磨机转速、研磨介质材料属性、填充率、级配对物料颗粒运动状态和设备能耗的影响。研究表明，在不同的物料特性和加工要求下，球磨机转速、研磨介质最佳填充率和级配各不相同；使用陶瓷球代替钢球可以明显降低球磨机能耗，研磨介质级配对球磨机能耗利用率的影响大于研磨介质材料属性，研磨介质的碰撞恢复系数对球磨机能耗利用率的影响大于研磨介质的密度。基于单因素分析和多目标优化设计方法，不仅可以改进球磨机研磨介质的材质和级配，还可以实现水泥粉磨系统的节能降耗。

低碳建筑全面关注建筑全生命周期内的能源消耗和CO₂排放，是建筑领域碳减排的主流发展方向。介绍了建筑低碳化发展历程及建筑全生命周期低碳化理念，结合水泥厂建筑全生命周期各阶段碳排放量分析及建筑结构特点，提出水泥厂低碳建筑方案设计应重点关注建材生产与运行维护阶段的碳排放量，从具体工程项目特点出发，采取低碳设计、运输、施工、运行、拆除回收利用等主要低碳技术措施。同时，以生料库筒仓结构设计为例，对比分析了阶段碳排放量对比法、全生命周期关联分析目标函数法、先进工程对标调整法等低碳建筑方案确定方法；以长螺旋钻孔灌桩桩基技术、钢结构预应力技术、高强度钢材技术为例，探讨了其对水泥厂结构方案创新及建筑碳减排的重要作用，为实现水泥厂建筑低碳化提供了参考途径。