如何实现水泥的可持续生产及成本效益控制？

碳捕获与封存是减少水泥生产对环境影响长期计划中的关键要素。但通过循环经济中的运营变化，可以更容易取得短期和中期的胜利，并且潜在利润丰厚。通过以下成本节约的机会，预计将大幅减少CO₂排放：

熟料替代品或辅助性凝胶材料 (SCM)，如煅烧粘土、页岩残渣/页岩油和硅粉，以及粉煤灰和高炉渣

水泥制造商可以通过利用更便宜的替代燃料、原料和 SCM 来降低生产成本。然而，这些替代品的成功应用需要了解和控制它们对水泥生产过程的影响。市场领导者通过响应式自动化控制装置测量等关键信息，并使用这些数据来推动高效的散装物料处理和混合。集成化、无缝通信和高度可靠是环保、高效的水泥生产的标志。

赛默飞为水泥行业提供的成熟解决方案包括在线元素分析和专用水泥控制软件。通过这两项解决方案，水泥制造商能够获取并利用宝贵的成分信息，在生产成本效益较高的低碳水泥方面进行有效竞争。（见下图1）

对水泥成分的稳定控制保障了水泥的关键性能特征，如强度。这种控制从采石场开始，一直延伸到窑炉，直至熟料混合。它依赖于对原料和混合物成分的及时和准确的过程控制。

瞬发γ中子活化分析(PGNAA)和脉冲快热中子活化(PFTNA)是一种适用于水泥元素实时分析的过程控制技术。这些技术统称为中子活化分析，通过捕获和分析中子轰击材料所释放的二次或瞬发γ射线来确定元素组成。单个元素产生“指纹”，从而快速准确的进行成分分析。

对于水泥制造商来说，中子活化分析是一项具有特别吸引力的技术：

PGNAA/PFTNA在线分析仪主要在中子源类型/强度和探测器尺寸/质量方面有所不同。这些差异会影响整个皮带物料测量的一致性，并对数据质量、相关性和价值产生决定性影响。

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采石场的产量会随着时间的推移而变化。不同品味的原料被开采和耗尽，剥离物或废料累积增多，从而加速矿山枯竭。因此，稳定进厂矿石的可变性，搭配低品位矿石，不仅可降低整个水泥生产过程波动，且延长矿场寿命。

通过实时元素分析，相对于离线X射线荧光 (XRF)测量来说，它能更好的降低进厂矿石 LSF的可变性（见图3）。LSF是石灰与Si、Al和Fe氧化物的比例，也是水泥的性能重要指标。

这种持续监控和控制预混合原料的能力意味着：

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原料混合优化是调整窑炉进料以控制水泥化学成分的另一个机会。

硅铝质，铁质校正材料的搭配，对于稳定生产至关重要。在这一点上，可引入替代原料，如粉煤灰、高炉渣、催化剂细粉（化学废料），飞灰等减少了对昂贵的校正材料的依赖，同时提高了可持续性。

实施在线PGNAA可以严格控制生料磨机进料的LSF（见图4）。如图可见LSF可变性降低约50%。

能对窑炉进料LSF进行更严格的控制意味着：

我们提供构建有效手动和自动控制解决方案所必需的软件。这些利用实时数据固有价值的解决方案包括：

利用这些解决方案，您可以提高水泥生产效率，保证产品质量，达到可持续发展目标，并将成本降到最低。

Thermo Scientific™预混合优化软件(PREBOS™)是一款库存管理专用软件。该软件与跨带式在线元素分析仪配合使用，以最大限度地减少库存可变性。图7显示了PREBOS软件自动操纵四种不同材料的进料速率，以构建LSF为98的库存。

对于水泥生产，离线XRF分析仍然是QC的基准。AccuLINK软件通过不断将在线数据与现场实验室的结果进行比较，使在线元素分析仪尽可能接近现场实验室基准。

它可生成用于数据比较的统计和图形信息，以通过自动校准保持在线系统的准确性。AccuLINK软件是一款强大的诊断工具，以最少的手动输入确保了实验室的准确度，从而显著提高LSF的一致性（如图10）。