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浙江紅獅環(huán)保股份有限公司副總經(jīng)理 李春萍

 

水泥生產(chǎn)是以石灰石、粘土等為原料、煤炭作為燃料煅燒并添加其他混合材而成的一種膠凝材料。第一次產(chǎn)業(yè)革命，催生了硅酸鹽水泥的問(wèn)世。第二次產(chǎn)業(yè)革命的興起，推動(dòng)了水泥的發(fā)展。20世紀(jì)50-70年代出現(xiàn)的懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)（即新型干法水泥技術(shù)）大大提高了水泥窯的熱效率和單機(jī)生產(chǎn)能力，以其技術(shù)先進(jìn)性、設(shè)備可靠性、生產(chǎn)適應(yīng)性和工藝性能優(yōu)良等特點(diǎn)，促進(jìn)水泥工業(yè)向大型化進(jìn)一步發(fā)展。

中國(guó)是水泥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。中國(guó)水泥工業(yè)自1889年開(kāi)始建立水泥廠，迄今已有100多年的歷史。1985年，中國(guó)水泥產(chǎn)量躍居世界第一并保持至今。通常，生產(chǎn)1t硅酸鹽水泥熟料約消耗1.6t干原料，其中，干石灰質(zhì)原料占80%左右，干粘土原料占10%-15%。由于水泥生產(chǎn)需要消耗大量的原燃材料，受資源、能源與環(huán)境因素的制約，水泥工業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展之路，水泥生產(chǎn)中采用替代原燃材料、節(jié)約能耗、降低排放成為必然。同時(shí)，各類廢物產(chǎn)生量巨大，無(wú)害化處置率低，處理設(shè)施投資與處理成本高，是中國(guó)固體廢物管理中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物在中國(guó)有著廣泛的發(fā)展前景。

水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物

 

水泥窯協(xié)同處置是一種新的廢棄物處置手段，它是指將滿足或經(jīng)過(guò)預(yù)處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯，在進(jìn)行水泥熟料生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)固體廢物的無(wú)害化處置過(guò)程。在固體廢物處置方式中，水泥窯協(xié)同處置近期得到行業(yè)內(nèi)人士廣泛關(guān)注，它是一種新的廢棄物處置手段，適用范圍廣，可處理危險(xiǎn)廢物、生活垃圾、工業(yè)固廢、污泥、污染土壤等。水泥窯協(xié)同處置發(fā)展趨勢(shì)不可避免，可以作為一般城市固體廢棄物處置、一般工業(yè)固體廢棄物處置和危險(xiǎn)固體廢棄物處置的重要補(bǔ)充。

水泥窯協(xié)同處置技術(shù)歷史起源于上世紀(jì)70年代。1974年，加拿大Lawrence 水泥廠首先將聚氯苯基等化工廢料投入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行最終處置獲得成功，開(kāi)啟了水泥窯協(xié)同處置廢物的序幕。由于水泥窯協(xié)同處置不僅可以實(shí)現(xiàn)廢物處理的減量化、無(wú)害化和穩(wěn)定化，而且可以將廢物作為燃料利用，實(shí)現(xiàn)廢物處理的資源化，所以此項(xiàng)技術(shù)逐漸在先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家得到推廣應(yīng)用。

上世紀(jì)90年代中期以來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在中國(guó)的貫徹實(shí)施，北京、上海、廣州等特大型中心城市的政府和水泥企業(yè)，開(kāi)始了關(guān)于“水泥工業(yè)處置和利用可燃性工業(yè)廢物”問(wèn)題的研究和工業(yè)實(shí)踐，引起了國(guó)家有關(guān)部委和水泥行業(yè)的重視。

筆者認(rèn)為，水泥窯協(xié)同處置有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）焚燒溫度高：水泥窯內(nèi)物料溫度一般高于1450℃，氣體溫度則高于1750℃左右；甚至可達(dá)更高溫度1500℃和2200℃。在此高溫下，廢物中有機(jī)物將產(chǎn)生徹底的分解，一般焚毀去除率達(dá)到99.99%以上，對(duì)于廢物中有毒有害成分將進(jìn)行徹底的“摧毀”和“解毒”。

 

協(xié)同處置新冠肺炎醫(yī)廢

 

（2）停留時(shí)間長(zhǎng)：水泥回轉(zhuǎn)窯筒體長(zhǎng)，廢物在水泥窯高溫狀態(tài)下持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。根據(jù)一般統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，物料從窯頭到窯尾總停留時(shí)間在40分鐘左右，氣體在溫度大于950℃以上的停留時(shí)間在8秒以上，高于1300℃以上停留時(shí)間大于3秒，可以使廢物長(zhǎng)時(shí)間處于高溫之下，更有利于廢物的燃燒和徹底分解。

（3）焚燒狀態(tài)穩(wěn)定：水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯有一個(gè)熱慣性很大、十分穩(wěn)定的燃燒系統(tǒng)。它是由回轉(zhuǎn)窯金屬簡(jiǎn)體、窯內(nèi)砌筑的耐火磚以及在燒成帶形成的結(jié)皮和待煅燒的物料組成，不僅質(zhì)量巨大，而且由于耐火材料具有的隔熱性能，因此，更使得系統(tǒng)熱慣性增大，不會(huì)因?yàn)閺U物投入量和性質(zhì)的變化造成大的溫度波動(dòng)。

（4）良好的湍流：水泥窯內(nèi)高溫氣體與物料流動(dòng)方向相反，湍流強(qiáng)烈，有利于氣固相的混合、傳熱、傳質(zhì)、分解、化合、擴(kuò)散。

（5）堿性的環(huán)境氣氛：生產(chǎn)水泥采用的原料成分決定了在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)是堿性氣氛，水泥窯內(nèi)的堿性物質(zhì)可以和廢物中的酸性物質(zhì)中和為穩(wěn)定的鹽類，有效地抑制酸性物質(zhì)的排放，便于尾氣的凈化，而且可以與水泥工藝過(guò)程一并進(jìn)行。

（6）沒(méi)有廢渣排出：在水泥生產(chǎn)的工藝過(guò)程中，只有生料和經(jīng)過(guò)煅燒工藝所產(chǎn)生的熟料，沒(méi)有一般焚燒爐焚燒產(chǎn)生爐渣的問(wèn)題。

（7）固化重金屬離子：利用水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝處理危險(xiǎn)廢物，可以將廢物成分中的絕大部分重金屬離子固化在熟料中，最終進(jìn)入水泥成品中，避免了再度擴(kuò)散。

（8）全負(fù)壓系統(tǒng)：新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，煙氣和粉塵不會(huì)外溢，從根本上防止了處理過(guò)程中的再污染。

（9）廢氣處理效果好：水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)，使燃燒之后的廢氣經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的路徑和良好的冷卻及收塵設(shè)備，有著較高的吸附、沉降和收塵作用，收集的粉塵經(jīng)過(guò)輸送系統(tǒng)返回原料制備系統(tǒng)可以重新利用。

（10）焚燒處置點(diǎn)多，適應(yīng)性強(qiáng)：水泥工業(yè)不同工藝過(guò)程的燒成系統(tǒng)，無(wú)論是濕法窯、半干法立波爾窯，還是預(yù)熱窯和帶分解爐的旋風(fēng)預(yù)熱窯，整個(gè)系統(tǒng)都有不同高溫投料點(diǎn)，可適應(yīng)各種不同性質(zhì)和形態(tài)的廢料。

（11）減少社會(huì)總體廢氣排放量：由于可燃性廢物對(duì)礦物質(zhì)燃料的替代，減少了水泥工業(yè)對(duì)礦物質(zhì)燃料（煤、天然氣、重油等）的需要量。總體而言，比單獨(dú)的水泥生產(chǎn)和焚燒廢物產(chǎn)生的廢氣排放量大為減少。

（12）建設(shè)投資較少，運(yùn)行成本較低：利用水泥回轉(zhuǎn)窯來(lái)處置廢物，雖然需要在工藝設(shè)備和給料設(shè)施方面進(jìn)行必要的改造，并需新建廢物貯存和預(yù)處理設(shè)施，但與新建專用焚燒廠比較，還是大大節(jié)省了投資。在運(yùn)行成本上，盡管由于設(shè)備的折舊、電力和原材料的消耗、人工費(fèi)用等使得費(fèi)用增加，但是燃燒可燃性廢物要可以節(jié)省燃料，降低燃料成本，燃料替代比例越高，經(jīng)濟(jì)效益越明顯。
 

飛灰處置生產(chǎn)線

 

正如閻曉峰書(shū)記提出，資源能源依賴型的產(chǎn)業(yè)特征，決定了建材行業(yè)要堅(jiān)持以節(jié)能減排為中心，探索實(shí)踐循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，走節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展和綠色發(fā)展之路，建材生產(chǎn)企業(yè)要努力向環(huán)保功能型、城市建設(shè)標(biāo)配型企業(yè)轉(zhuǎn)變，為“無(wú)廢城市”“無(wú)廢社會(huì)”做貢獻(xiàn)。鑒于水泥生產(chǎn)企業(yè)具有可以處置有機(jī)無(wú)機(jī)等多種固體廢物、投料點(diǎn)多、適應(yīng)性強(qiáng)以及大幅削減污染物排放等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)的水泥生產(chǎn)企業(yè)將成為市政設(shè)施的有力一環(huán)，成為城市建設(shè)的標(biāo)配，承擔(dān)起協(xié)同處置城市廢棄物的重?fù)?dān)，為人們提供更新、更好、更健康、更安全、更環(huán)保等建筑材料，用“宜業(yè)尚品”來(lái)“造福人類”。