水泥窑协同处置废弃物情况介绍

水泥窑协同处置废弃物情况介绍

一、总体概念

随着现代工业的发展和城市化进程的加快，固体废弃物的产生量逐年增多，对人类环境造成的危害也越来越严重。无论是工业发达国家，还是发展中国家，都面临着城市固体废弃物的无害化、减量化和资源化处置问题。

焚烧法处理危险废物和城市生活垃圾是众多处理方法中实现减量化、无害化和资源化最好的一种方法。焚烧处置可以分为两种途径：一种是建立专门的焚烧设备，这种方法处理的危险废物和城市生活垃圾种类多，但是对焚烧设备的设计要求很高，并且面临诸如选址、运行投资以及如何处理二次污染等问题；另外一种是在对现有工艺的改造基础上进行危险废物和城市生活垃圾的焚烧处理。

水泥窑是发达国家焚烧处理危险废物和城市生活垃圾的重要设施，得到了广泛的认可和应用。德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑处置危险废物和城市生活垃圾已经有30多年的历史，积累了丰富的经验。随着水泥窑焚烧废物的理论与实践的发展与各国相关环保法规的健全，该项技术在经济和环保两方面显示出了巨大优势，取得了良好的社会效益、环境效益和经济效益。

近年来，我国水泥行业蓬勃发展，已具备广泛处置危险废物和城市生活垃圾的物质和技术条件。借鉴发达国家的先进经验，将废物处置与水泥工业的可持续发展结合起来，是低成本、大规模处置固体废弃物的重要措施，也是较为适合中国国情的做法。

通常情况下，固体废弃物都具有一定的热量和可用物质，可作为水泥工业的替代原料或替代燃料，水泥窑协同处置废物的途径主要有以下二种方式：

1、作为水泥生产的替代原料：主要有燃料渣（包括粉煤灰、煤矸石、炉渣等）、冶金渣（包括高炉矿渣、钢渣、赤泥等）、化工渣（包括碱渣、硫铁矿渣、电石渣）等。

2、以替代燃料的形式在水泥窑上煅烧熟料：主要是高热值的有机废物，如废轮胎、废橡胶、废塑料、废油、城市生活污泥、垃圾等。对于低热值或危险废物一般采用专业设施的焚烧处理方式。

二、水泥窑协同处置废弃物优势

1、水泥工业可消纳的废物种类多，适用范围广；

2、按照性能与特点，不同的废物可以分别用做水泥工业的混合材、替代原料或替代燃料，使物尽其用；

3、水泥消费量和生产规模很大，水泥窑单机产能高，因此水泥工业对各种废物的消纳量巨大，发展潜力及经济性可观；

4、水泥回转窑对各种可燃废物有很强的适应能力，略作调整即可避免水泥废弃物对水泥熟料的正常性能和质量的不良影响，也不会影响窑的正常操作运行；

5、水泥窑内温度高（1600℃），热容量和热惯性大，废料在高温区的停留时间长（5~15秒），有害成分均能被彻底分解，不产生二次污染；

6、废物在水泥窑内燃烧后的残渣，其中若含硫、氯或某些重金属等有害物质，将全部固熔在水泥熟料的晶格中不能再逸出或析出，无二次污染隐患；

7、可燃废物在水泥窑内燃烧所产生的热能全部直接用于窑系统内的热交换过程，热能传递交换效率高是垃圾焚烧炉发电的6倍以上。三、国际发达国家利用水泥窑处置废弃物的现状

经过30多年的探索，欧美等发达国家逐步建立起贯穿于废物产生、分选、收集、运输、储存、预处理和处置、污染物排放、水泥和混凝土质量安全等一系列法规和标准，水泥行业替代燃料技术和经验成熟，成为发达国家水泥行业节能减排的重要手段。发达国家有2/3的水泥厂使用替代燃料，可燃废物在水泥工业中的应用替代比例平均达20%。

以污泥处置为例，工业污泥和城镇生活用水处理厂污泥是欧洲水泥协会定义的14类替代燃料的2类，污泥是日本、德国、瑞士、荷兰等国重要的替代燃料。瑞士水泥行业替代燃料使用最多的是干化污泥，2007年达5.7万吨；德国从2002年处置4000吨猛增到2006年的23.8万吨，4年增长了58倍。日本水泥业使用替代燃料的数量逐年增多，其中城镇生活水处理厂的湿污泥用量2008年达303万吨，是水泥行业利用和处置废弃物的第三大品种，日本水泥行业处置污泥的数量占日本污泥产生量的30%。2007年韩国水泥行业处置污泥71.3万吨。

国外水泥行业燃料替代的数据表明发达国家均有较高的替代比例。美国的替代率是25%，德国水泥行业的替代率从2000年的25.7%迅速上升至现在的49.9%，荷兰是世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家，从2001年的83%上升至现在的92%。2004年欧洲水泥行业共使用替代燃料620万吨，燃料替代率达17%，2010年的目标是27%。根据欧洲水泥协会报道，1995年欧洲水泥行业使用替代燃料替代了10%的燃料热耗，相当于替代250万吨煤。2001年欧洲水泥协会又把废物利用提到战略高度，提出“废物利用行动计划”（Action Plan for the Use of Waste），提出2010年燃料替代率目标翻番达到24%，最近又把目标提高到27%。

四、我国利用水泥窑处置废弃物的现状

我国水泥行业利用粉煤灰等固体废物作替代原料的数量每年约3亿吨，是固体废物利用的重要行业，国家在此方面有比较完备的政策、

技术标准和鼓励措施。然而，目前国家在替代燃料方面的政策却基本是空白。

近几年，我国水泥行业利用水泥窑协同处置废弃物有了积极的尝试，并取得了显著的成果，已逐步建立了一套协同处置的技术体系，但仍与发达国家差距巨大。我国水泥行业使用替代燃料的时间短、种类少，约5000家水泥厂中仅有10余家水泥厂使用替代燃料，年替代量不足5万吨标煤，行业总体的燃料替代率接近0%。

北京水泥厂早在1998年就开始利用1条日产2000吨水泥熟料窑进行废弃物处置，主要针对北京的石油、化工、汽车、医药、冶金和建材、实验室等单位产生的《国家危险废弃物名录》中所列47类中的30类废物进行安全处置。2005年北京水泥厂专门兴建1条日产3200吨水泥熟料生产线以协同处置10万t危险废物。2009年10月在水泥厂内建成设计处置500t/d（含水80%～85%）污泥热干化预处理线，干化污泥在3200t/d水泥熟料生产线焚烧处置。目前每天处置量400 t/d。

广州越堡水泥有限公司将1条6000t/d水泥熟料生产线改造成日处理600t（含水80%）城市污泥工程。自2009年8月21日投运，共处置了广州市生活污泥26多万吨。该系统运行可靠，操作简便，对污泥的适应性强。按照600t/d的设计处理能力运行，该项目每年可节约标准煤1.36万t，减少CO2排放3.4万t，避免污泥填埋而减少甲烷排放5000t，相当于每年减少CO2排放10.5万t。