浙江红狮环保股份有限公司副总经理 李春萍

 

水泥生产是以石灰石、粘土等为原料、煤炭作为燃料煅烧并添加其他混合材而成的一种胶凝材料。第一次产业革命，催生了硅酸盐水泥的问世。第二次产业革命的兴起，推动了水泥的发展。20世纪50-70年代出现的悬浮预热和预分解技术（即新型干法水泥技术）大大提高了水泥窑的热效率和单机生产能力，以其技术先进性、设备可靠性、生产适应性和工艺性能优良等特点，促进水泥工业向大型化进一步发展。

中国是水泥生产和消费大国。中国水泥工业自1889年开始建立水泥厂，迄今已有100多年的历史。1985年，中国水泥产量跃居世界第一并保持至今。通常，生产1t硅酸盐水泥熟料约消耗1.6t干原料，其中，干石灰质原料占80%左右，干粘土原料占10%-15%。由于水泥生产需要消耗大量的原燃材料，受资源、能源与环境因素的制约，水泥工业必须走可持续发展之路，水泥生产中采用替代原燃材料、节约能耗、降低排放成为必然。同时，各类废物产生量巨大，无害化处置率低，处理设施投资与处理成本高，是中国固体废物管理中的薄弱环节。因此，水泥窑协同处置固体废弃物在中国有着广泛的发展前景。

水泥窑协同处置工业废弃物

 

水泥窑协同处置是一种新的废弃物处置手段，它是指将满足或经过预处理后满足入窑要求的固体废物投入水泥窑，在进行水泥熟料生产的同时实现对固体废物的无害化处置过程。在固体废物处置方式中，水泥窑协同处置近期得到行业内人士广泛关注，它是一种新的废弃物处置手段，适用范围广，可处理危险废物、生活垃圾、工业固废、污泥、污染土壤等。水泥窑协同处置发展趋势不可避免，可以作为一般城市固体废弃物处置、一般工业固体废弃物处置和危险固体废弃物处置的重要补充。

水泥窑协同处置技术历史起源于上世纪70年代。1974年，加拿大Lawrence 水泥厂首先将聚氯苯基等化工废料投入回转窑中进行最终处置获得成功，开启了水泥窑协同处置废物的序幕。由于水泥窑协同处置不仅可以实现废物处理的减量化、无害化和稳定化，而且可以将废物作为燃料利用，实现废物处理的资源化，所以此项技术逐渐在先进发达国家得到推广应用。

上世纪90年代中期以来，随着中国经济的快速增长和可持续发展战略在中国的贯彻实施，北京、上海、广州等特大型中心城市的政府和水泥企业，开始了关于“水泥工业处置和利用可燃性工业废物”问题的研究和工业实践，引起了国家有关部委和水泥行业的重视。

笔者认为，水泥窑协同处置有以下优势。

（1）焚烧温度高：水泥窑内物料温度一般高于1450℃，气体温度则高于1750℃左右；甚至可达更高温度1500℃和2200℃。在此高温下，废物中有机物将产生彻底的分解，一般焚毁去除率达到99.99%以上，对于废物中有毒有害成分将进行彻底的“摧毁”和“解毒”。

 

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（2）停留时间长：水泥回转窑筒体长，废物在水泥窑高温状态下持续时间长。根据一般统计数据，物料从窑头到窑尾总停留时间在40分钟左右，气体在温度大于950℃以上的停留时间在8秒以上，高于1300℃以上停留时间大于3秒，可以使废物长时间处于高温之下，更有利于废物的燃烧和彻底分解。

（3）焚烧状态稳定：水泥工业回转窑有一个热惯性很大、十分稳定的燃烧系统。它是由回转窑金属简体、窑内砌筑的耐火砖以及在烧成带形成的结皮和待煅烧的物料组成，不仅质量巨大，而且由于耐火材料具有的隔热性能，因此，更使得系统热惯性增大，不会因为废物投入量和性质的变化造成大的温度波动。

（4）良好的湍流：水泥窑内高温气体与物料流动方向相反，湍流强烈，有利于气固相的混合、传热、传质、分解、化合、扩散。

（5）碱性的环境气氛：生产水泥采用的原料成分决定了在回转窑内是碱性气氛，水泥窑内的碱性物质可以和废物中的酸性物质中和为稳定的盐类，有效地抑制酸性物质的排放，便于尾气的净化，而且可以与水泥工艺过程一并进行。

（6）没有废渣排出：在水泥生产的工艺过程中，只有生料和经过煅烧工艺所产生的熟料，没有一般焚烧炉焚烧产生炉渣的问题。

（7）固化重金属离子：利用水泥工业回转窑煅烧工艺处理危险废物，可以将废物成分中的绝大部分重金属离子固化在熟料中，最终进入水泥成品中，避免了再度扩散。

（8）全负压系统：新型干法回转窑系统是负压状态运转，烟气和粉尘不会外溢，从根本上防止了处理过程中的再污染。

（9）废气处理效果好：水泥工业烧成系统和废气处理系统，使燃烧之后的废气经过较长的路径和良好的冷却及收尘设备，有着较高的吸附、沉降和收尘作用，收集的粉尘经过输送系统返回原料制备系统可以重新利用。

（10）焚烧处置点多，适应性强：水泥工业不同工艺过程的烧成系统，无论是湿法窑、半干法立波尔窑，还是预热窑和带分解炉的旋风预热窑，整个系统都有不同高温投料点，可适应各种不同性质和形态的废料。

（11）减少社会总体废气排放量：由于可燃性废物对矿物质燃料的替代，减少了水泥工业对矿物质燃料（煤、天然气、重油等）的需要量。总体而言，比单独的水泥生产和焚烧废物产生的废气排放量大为减少。

（12）建设投资较少，运行成本较低：利用水泥回转窑来处置废物，虽然需要在工艺设备和给料设施方面进行必要的改造，并需新建废物贮存和预处理设施，但与新建专用焚烧厂比较，还是大大节省了投资。在运行成本上，尽管由于设备的折旧、电力和原材料的消耗、人工费用等使得费用增加，但是燃烧可燃性废物要可以节省燃料，降低燃料成本，燃料替代比例越高，经济效益越明显。
 

飞灰处置生产线

 

正如阎晓峰书记提出，资源能源依赖型的产业特征，决定了建材行业要坚持以节能减排为中心，探索实践循环经济、低碳经济、生态经济发展理念，走节约发展、清洁发展和绿色发展之路，建材生产企业要努力向环保功能型、城市建设标配型企业转变，为“无废城市”“无废社会”做贡献。鉴于水泥生产企业具有可以处置有机无机等多种固体废物、投料点多、适应性强以及大幅削减污染物排放等优点，未来的水泥生产企业将成为市政设施的有力一环，成为城市建设的标配，承担起协同处置城市废弃物的重担，为人们提供更新、更好、更健康、更安全、更环保等建筑材料，用“宜业尚品”来“造福人类”。