水泥工业温室气体CO2的排放及其减排技术路线研究*马保国1曹晓润高小建董荣珍李相国(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，武汉430070)摘要分析研究了温室气体CO2的排放现状、趋势及温室效应加剧对环境产生的危害性，着重探讨了我国水泥工业CO2的排放现状，并从材料学、热学和环境学等交叉学科入手研究了水泥工业温室气体CO2排放的控制技术，为水泥工业可持续发展以及解决CO2引起的温室效应提供了新的技术路线。关键词温室气体CO2排放温室效应水泥工业CO2减排技术路线StudyonthegreenhousegasCO2emissioninthecementindustryandCO2reductiontechnologyrouteMaBaoguo，CaoXiaorun，GaoXiaojian，etal.LaboratoryforSilicateMaterialsEngineering,WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070Abstract：ThecurrentsituationandtrendofgreenhousegasCO2emissionwasintroducedandmany-facedeffectsonenvironmentsuchasclimate,ecologicalenvironmentwhichareduetothestrengtheningofgreenhouseeffectwasanalyzed.AcomparativelydetailedexpatiationaboutCO2emissionstatusquointhecementindustryofChinawasmade,andthecontroltechnologyofCO2emissionintheCementIndustrywasstudiedintermsofmaterialscience,thermionicsandenvironmentscience.Finally,somefeasibletechnologyroutesofCO2reductionforthecontinuousdevelopmentofthecementindustrywereoffered.Keywords：GreenhousegasCarbon-dioxideemissionGreenhouseeffectCementindustryCO2reductionTechnologyroutes随着科技的飞速发展，人类的生活质量得到了极大提高，但同时也造成了各种生态环境问题。资源枯竭、人口膨胀、环境恶化是当今社会可持续发展面临的三大危机。目前，世界上最受关注的环境问题有全球变暖、臭氧层衰竭、酸雨范围扩大、丧失生物多样性(野生动物种类减少)和环境污染。全球变暖是首要的环境问题，因为经济发展使得人类对化石燃料的需求量不断增加，导致CO2的排放量日趋增大，造成越来越严重的地球升温。《京都议定书》中规定了6种主要的温室气体：CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6。其中CO2对增强温室效应的作用大约占70%。因此，降低大气中的CO2体积分数是解决温室效应的最关键问题。本文分析与研究了温室效应气体CO2的排放现状、趋势及其对环境产生的危害性，着重探讨了我国水泥工业CO2的排放现状，并从材料学、热学和环境学等交叉学科入手研究了水泥工业温室气体CO2排放的控制技术，为水泥工业可持续发展以及解决CO2排放引起的温室效应提供了一些新的技术路线。1温室效应气体CO2的排放现状及趋势1第一作者：马保国，男，1957年出生，教授，博导，从事无机非金属材料的教学与研究。*国家“863”计划项目资助（2002AA335050）CO2是环境代价最高的“温室气体”。目前，人类每年因能源的利用而向大气排放的CO2约220×108t(以碳元素质量计，约为60×108t)，而工业革命前只有0.4×108t[1]，在400年间，CO2的排放量增加了近15倍。空气中CO2的体积浓度随时间变化曲线如图1所示[2,3]。资料表明[3]，如果不采取合理措施加以控制，在未来的100年内仅因工业温室效应气体的排放就能使地球平均气温将上升3℃，届时海平面可能上升80cm，大部分沿海发达地区将被淹没。表1列出了1995年世界几个重要国家CO2排放量，可见，1995年中国CO2年排放总量为30.1×108t，占全球CO2年排放总量的13.6%，是CO2排放第二大国，预计到2015年可能达到65.3×108t，届时将是世界上最大的CO2排放国。中国自20世纪90年代，每年生产和消费能源折算为标准煤12×108～14×108t，其中煤占很大比例，核能、水能等清洁能源较少。对CO2体积分数增加的预测有多种数学模型，一般基于化石燃料的消耗和碳循环模型。据预测，到2030年全球化石燃料的消耗为17×1012～21×1012W，（而1987年的消耗量为8×1012W），届时全球的燃料构成将从以石油为主转变为以煤为主，CO2的排放量将有较大增加，地球可能温升1.5～4.5℃，这将给人类的生存带来灾难[4]。2温室效应对环境产生的危害图1二氧化碳体积浓度变化曲线25027029031033035037039017001800190020002100时...
