水泥的可持續(xù)和成本效益可一同實現(xiàn)

Cement can be sustainable and cost effective together

水泥是混凝土中的活性粘合劑，對現(xiàn)代生活至關(guān)重要。就全 球消耗而言，水泥僅次于水，它關(guān)系著我們道路、城市、水壩、海防和風電廠等基礎(chǔ)設(shè)施的持久耐用程度。然而，水泥生產(chǎn)CO2排放量也占全 球的8%，如何降低碳排放，這也是改善環(huán)境的一個重要機會。

水泥生產(chǎn)脫碳是一個日益緊迫的環(huán)境目標，同時也為提高生產(chǎn)經(jīng)濟性提供了機會。低能耗和水泥再循環(huán)經(jīng)濟中的獨特潛力可以極大地提高利潤。全 球水泥和混凝土協(xié)會 (GCCA) 已經(jīng)制定了到2050年實現(xiàn)混凝土碳中和的計劃。通過實現(xiàn)突破性的效率、可靠性和工廠利用率，并采用新技術(shù)，我們可以加速這一進程。

碳中和的可持續(xù)解決方案

碳捕獲與封存是減少水泥生產(chǎn)對環(huán)境影響長期計劃中的關(guān)鍵要素。但通過循環(huán)經(jīng)濟中的運營變化，可以更容易取得短期和中期的勝利，并且潛在利潤豐厚。通過以下成本節(jié)約的機會，預計將大幅減少CO2排放：

代替燃料，用舊輪胎等廢料代替窯爐中的化石燃料

代替原料，如粉煤灰、高爐渣和飛灰等

熟料替代品或輔助性凝膠材料 (SCM)，如煅燒粘土、頁巖殘渣/頁巖油和硅粉，以及粉煤灰和高爐渣

水泥制造商可以通過利用更便宜的替代燃料、原料和 SCM 來降低生產(chǎn)成本。然而，這些替代品的成功應用需要了解和控制它們對水泥生產(chǎn)過程的影響。市場領(lǐng) 導者通過響應式自動化控制裝置測量等關(guān)鍵信息，并使用這些數(shù)據(jù)來推動高效的散裝物料處理和混合。集成化、無縫通信和高度可靠是環(huán)保、高效的水泥生產(chǎn)的標志。

賽默飛為水泥行業(yè)提供的成熟解決方案包括在線元素分析和專用水泥控制軟件。通過這兩項解決方案，水泥制造商能夠獲取并利用寶貴的成分信息，在生產(chǎn)成本效益較高的低碳水泥方面進行有效競爭。（見下圖1）

想了解更多信息，掃碼獲取

《水泥的可持續(xù)生產(chǎn)成本效益控制策略》白皮書

實現(xiàn)從采石場到窯爐的實時元素分析

Real-time elemental analysis from quarry to kiln

量化、控制水泥化學成分，

以推進水泥成分的穩(wěn)定控制

對水泥成分的穩(wěn)定控制保障了水泥的關(guān)鍵性能特征，如強度。這種控制從采石場開始，一直延伸到窯爐，直至熟料混合。它依賴于對原料和混合物成分的及時和準確的過程控制。

瞬發(fā)γ中子活化分析(PGNAA)和脈沖快熱中子活化(PFTNA)是一種適用于水泥元素實時分析的過程控制技術(shù)。這些技術(shù)統(tǒng)稱為中子活化分析，通過捕獲和分析中子轟擊材料所釋放的二次或瞬發(fā)γ射線來確定元素組成。單個元素產(chǎn)生“指紋”，從而快速準確的進行成分分析。

對于水泥制造商來說，中子活化分析是一項具有特別吸引力的技術(shù)：

直接測量目標關(guān)鍵化合物，包括Ca、Si、Al和Fe的氧化物以及其他重要元素，如MgO、Na2O、TiO2、K2O、SO3、Cr和Cl等；

可計算行業(yè)標準參數(shù)，例如石灰飽和系數(shù)（LSF）、飽和比、硅酸率和鋁率等。見圖2

中子活化分析的能力與實際需要相結(jié)合。PGNAA/PFTNA很容易在新系統(tǒng)或現(xiàn)有系統(tǒng)中以跨帶式在線分析儀的形式實施，進行快速、高頻的在線分析。無需采樣，技術(shù)可靠，符合行業(yè)標準。

并非所有的中子活化

分析技術(shù)都是一樣的

PGNAA/PFTNA在線分析儀主要在中子源類型/強度和探測器尺寸/質(zhì)量方面有所不同。這些差異會影響整個皮帶物料測量的一致性，并對數(shù)據(jù)質(zhì)量、相關(guān)性和價值產(chǎn)生決定性影響。

多個和/或更強大的中子源提供更多的中子數(shù)

多個、較大和/或質(zhì)量更好的探測器提高了γ捕獲

關(guān)鍵點：中子源和探測器的規(guī)格和配置決定了分析儀性能，并直接影響最 終測量結(jié)果。

Thermo Scientific? CB Omni Agile?跨帶式分析儀是世 界 領(lǐng) 先的水泥生產(chǎn)中子活化分析解決方案之一。這種分析儀輕巧、緊湊且易于安裝，具有很強的靈活性，可在以下方面完全定制：

探測器數(shù)量：可在1到4個高效碘化鈉(NaI)探測器之間，根據(jù)速度、分辨率和穩(wěn)定性進行選擇。

中子源：锎同位素(用于PGNAA 的 CF-252)或電子中子發(fā)生器(用于 PFTNA)；也可以根據(jù)需要選擇中子源。

配置：可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行優(yōu)化調(diào)整。

中子源數(shù)量：可根據(jù)需要進行布置。

CB Omni Agile分析儀的靈活性使我們能夠為所有水泥制造商提供符合需求的在線元素分析儀

獲得實時分析回報

Get real-time analytics payback

采石場

有效管理庫存，

延長采石場壽命

采石場的產(chǎn)量會隨著時間的推移而變化。不同品味的原料被開采和耗盡，剝離物或廢料累積增多，從而加速礦山枯竭。因此，穩(wěn)定進廠礦石的可變性，搭配低品位礦石，不僅可降低整個水泥生產(chǎn)過程波動，且延長礦場壽命。

在線元素分析能夠

精確控制庫存LSF

通過實時元素分析，相對于離線X射線熒光 (XRF)測量來說，它能更好的降低進廠礦石 LSF的可變性（見圖3）。LSF是石灰與Si、Al和Fe氧化物的比例，也是水泥的性能重要指標。

這種持續(xù)監(jiān)控和控制預混合原料的能力意味著：

延長的采石場壽命

降低了庫存間的波動，可取消預均化堆場；降低庫存，提高了物資管理的成本效益。

窯爐

控制LSF，以經(jīng)濟高效的

方式生產(chǎn)低碳水泥

原料混合優(yōu)化是調(diào)整窯爐進料以控制水泥化學成分的另一個機會。

硅鋁質(zhì)，鐵質(zhì)校正材料的搭配，對于穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要。在這一點上，可引入替代原料，如粉煤灰、高爐渣、催化劑細粉（化學廢料），飛灰等減少了對昂貴的校正材料的依賴，同時提高了可持續(xù)性。

在線元素分析可精確

控制窯爐進料的 LSF

實施在線PGNAA可以嚴格控制生料磨機進料的LSF（見圖4）。如圖可見LSF可變性降低約50%。

能對窯爐進料LSF進行更嚴格的控制意味著：

更低、更穩(wěn)定的窯爐能耗

節(jié)省原料

更長的窯磚壽命

更多的可代替物料摻入

更穩(wěn)定的熟料質(zhì)量

構(gòu)建適合您的解決方案

Build the solution that works for you

我們提供構(gòu)建有效手動和自動控制解決方案所必需的軟件。這些利用實時數(shù)據(jù)固有價值的解決方案包括：

以相關(guān)形式呈現(xiàn)元素分析，并實現(xiàn)預混合或原料混合優(yōu)化等水泥業(yè)務的SPC。

實現(xiàn)在線分析儀的在線校準

利用這些解決方案，您可以提高水泥生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，達到可持續(xù)發(fā)展目標，并將成本降到最 低。

選擇PREBOS或RAMOS

軟件定制水泥廠控制方案

Thermo Scientific?預混合優(yōu)化軟件(PREBOS?)是一款庫存管理專用軟件。該軟件與跨帶式在線元素分析儀配合使用，以最 大限度地減少庫存可變性。圖7顯示了PREBOS軟件自動操縱四種不同材料的進料速率，以構(gòu)建LSF為98的庫存。

原料優(yōu)化軟件(RAMOS)是用于優(yōu)化窯爐進料的類似軟件。該軟件與跨帶式在線元素分析儀配合使用，控制窯爐進料的混合比例，保持成分一致。圖8顯示了RAMOS軟件操縱四種不同材料的進料速率，以實時控制原料混合成分(上方趨勢圖)；基于每小時XRF數(shù)據(jù)的控制見下方趨勢圖。RAMOS執(zhí)行更頻繁的變更，但使LSF處于更精 準的控制之下(注意y軸的差異)，將LSF標準偏差從5.1降低到 1.8。

PREBOS和RAMOS軟件在工廠連接方面非常靈活，且易于配置，能生成符合行業(yè)規(guī)范的圖表和趨勢圖。兩種軟件都可以無縫集成到整個工廠控制系統(tǒng)中，以提供關(guān)鍵的控制功能。兩種軟件都可以：

自動控制多種原料的進料速率

優(yōu)化混合質(zhì)量

確定目標的優(yōu)先級，以最 大限度地降低成本，同時滿足QC要求。

Thermo Scientific? AccuLINK? 軟件，

用于自動在線分析儀校準

對于水泥生產(chǎn)，離線XRF分析仍然是QC的基準。AccuLINK軟件通過不斷將在線數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實驗室的結(jié)果進行比較，使在線元素分析儀盡可能接近現(xiàn)場實驗室基準。

它可生成用于數(shù)據(jù)比較的統(tǒng)計和圖形信息，以通過自動校準保持在線系統(tǒng)的準確性。AccuLINK軟件是一款強大的診斷工具，以最 少的手動輸入確保了實驗室的準確度，從而顯著提高LSF的一致性（如圖10）。

通過精確的自動化控制，您可以更輕松地提高水泥生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，達到可持續(xù)發(fā)展目標，并將成本降到最 低。提高水泥生產(chǎn)作業(yè)的效率并加強其可持續(xù)性。

實驗室智能化管理是依托“實驗室數(shù)字化解決方案”打造“高效、安全、精準、可持續(xù)”的現(xiàn)代實驗室新范式。其核心是以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等為底座，用一套可落地、可擴展、可演進的實驗室數(shù)字化解決方案，把管理全流程搬上線、把資源配置算到最優(yōu)、把安全防線前移、把數(shù)據(jù)資產(chǎn)管到全生命周期，最終實現(xiàn)“用數(shù)據(jù)說話、用算法決策、用平臺運營”。具體可概括為以下幾個方面：

一、流程數(shù)字化：全環(huán)節(jié)線上貫通，打破協(xié)同壁壘

以實驗室數(shù)字化解決方案為核心載體，搭建一體化智能管理平臺，將 “儀器管理、試劑管控、實驗預約、數(shù)據(jù)歸檔、人員培訓” 等核心業(yè)務流程全面遷移至線上，徹底打通信息孤島，實現(xiàn)跨部門、跨團隊的無縫協(xié)同。

二、資源最優(yōu)化：供需精準匹配，杜絕資源浪費

實驗室數(shù)字化解決方案具備智能感知與分析能力，可精準捕捉資源使用規(guī)律與狀態(tài)，聯(lián)動實驗計劃與庫存，通過動態(tài)調(diào)配實現(xiàn)資源利用效率最大化。

三、安全主動化：全閉環(huán)風險管控，從被動應對到主動預防

依托實驗室數(shù)字化解決方案構(gòu)建 “監(jiān)測 — 預警 — 響應 — 復盤” 全鏈條安全管理體系，通過自動化實驗室監(jiān)控預警系統(tǒng)（IOT）對實驗環(huán)境與設(shè)備等進行監(jiān)測，基于數(shù)據(jù)智能識別異常趨勢，并及時發(fā)出預警，防患于未然。將安全管控模式從 “事后處置” 升級為 “事前預防”，從根源上杜絕安全事故。

四、數(shù)據(jù)規(guī)范化：全生命周期管控，確?？伤菘刹?/span>

實驗室數(shù)字化解決方案內(nèi)置數(shù)據(jù)標準化管理模塊，覆蓋數(shù)據(jù)采集、存儲、修改、歸檔全流程，保障數(shù)據(jù)的真實性、完整性與可追溯性，為科研誠信建設(shè)與成果轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。

五、決策智能化：數(shù)據(jù)驅(qū)動管理，推動持續(xù)優(yōu)化

實驗室數(shù)字化解決方案整合全維度管理數(shù)據(jù)，借助大數(shù)據(jù)分析與建模技術(shù)，將實驗室管理從 “經(jīng)驗判斷” 升級為 “數(shù)據(jù)驅(qū)動”，為管理決策提供精準支撐。

作為深耕實驗室數(shù)字化領(lǐng)域19年的專業(yè)服務商，青軟青之基于行業(yè)特性推出的實驗室數(shù)字化解決方案，可實現(xiàn)實驗室全生命周期與實時動態(tài)管理，有效保護數(shù)據(jù)資產(chǎn)，助力用戶完成從傳統(tǒng)管理向智能化管理的跨越，構(gòu)建合規(guī)、高效、可持續(xù)的一流數(shù)字化實驗室。助力醫(yī)療檢測、食品藥品、綜合質(zhì)檢、計量校準、纖維檢測、環(huán)境檢測等90%以上的檢測行業(yè)用戶建設(shè)面向未來的智能化實驗室。