水泥行業(yè)現(xiàn)面臨著產(chǎn)能過剩的危機(jī)，很多中小水泥廠面臨關(guān)閉的危險，因此水泥廠紛紛尋求技術(shù)改進(jìn)。在眾多的技術(shù)改進(jìn)路線中，利用水泥窯協(xié)同處置垃圾廢物是水泥工業(yè)節(jié)能減排的新亮點。2016年年底，隨著環(huán)保部《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術(shù)政策》的出臺，水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物迎來春天。

  根據(jù)環(huán)保部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國每年未加利用的工業(yè)固體廢物十幾億噸的量，其中危險廢物每年有上千萬噸，還有全國每年城市生活垃圾清運(yùn)量近兩億噸。 “十二五”期間，我國利用水泥窯協(xié)同處置各類固體廢物的技術(shù)裝備開始廣泛應(yīng)用，協(xié)同處置生活垃圾、城市污泥、危險廢物和其他固體廢物的水泥熟料生產(chǎn)線已經(jīng)有100多條。

  一邊是危廢和生活垃圾的大量產(chǎn)生，另一邊是水泥窯協(xié)同處置的廣泛應(yīng)用。看起來前景光明，但仍有不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，水泥窯協(xié)同處置廢物在技術(shù)設(shè)計、運(yùn)行管理、風(fēng)險管控等方面仍有很多待完善之處。

  水泥窯協(xié)同處置已有成熟的工藝

  對于協(xié)同處置生活垃圾的水泥窯而言，窯型越大，其處置廢物過程中的緩沖能力越大，廢物的特性變化對水泥窯生產(chǎn)的影響越小，從而越有利于固體廢物協(xié)同處置。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的原理與垃圾焚燒發(fā)電類似，也是通過高溫來處置垃圾，相較垃圾焚燒有產(chǎn)生二惡英、粉塵和重金屬污染等缺點，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)優(yōu)勢明顯。后者利用既有水泥生產(chǎn)線窯爐的高溫，窯內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于焚燒電廠的焚燒爐內(nèi)溫度，各種有毒有害有機(jī)物能被被徹底分解。再加上水泥窯爐特有的堿性環(huán)境，可有效抑制酸性物質(zhì)的排放，能對二惡英等有害廢氣進(jìn)行控制。

  據(jù)中山斯瑞德環(huán)保科技股份有限公司營銷總監(jiān)張帆說：“經(jīng)過近些年發(fā)展，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)逐漸成熟，水泥企業(yè)走水泥窯協(xié)同處置的方向是對的。在國內(nèi)已有海螺、華新、中材、金隅、華潤、金圓等水泥企業(yè)捷足先登，嘗到了甜頭。其實不只是國內(nèi)，即使在歐洲等發(fā)達(dá)國家，這項技術(shù)也得到了廣泛認(rèn)同。實踐證明，這個技術(shù)路線是環(huán)境安全、經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)可靠的。”

  中山斯瑞德環(huán)保科技股份有限公司營銷總監(jiān)張帆接受中國水泥網(wǎng)采訪

  據(jù)了解，早在上世紀(jì)70年代，國外就開始水泥窯協(xié)同處置城市固體廢棄物的研究。到目前，歐洲發(fā)達(dá)國家大部分水泥廠已使用替代燃料，且替代燃料的數(shù)量和種類近年不斷擴(kuò)大，除生活垃圾廢棄物外，主要包括廢塑料、廢輪胎、生物質(zhì)燃料、污泥等。其中，荷蘭是目前世界上水泥行業(yè)使用燃料替代率最高的國家，2007年其燃料替代率高達(dá)85%以上。

  目前，國內(nèi)已經(jīng)形成了以海螺、中材、金隅、華新以及華潤為代表的五大水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)“流派”。海螺集團(tuán)在2010年開發(fā)出了利用新型干法水泥窯處置生活垃圾系統(tǒng)（簡稱“CKK系統(tǒng)”）；華新集團(tuán)的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)分為生態(tài)處理（預(yù)處理）和水泥窯協(xié)同處置（終端處置）兩部分；金隅集團(tuán)的水泥窯處置生活垃圾技術(shù)主要包括直接入窯技術(shù)、氣化燃燒間接入窯技術(shù)和分級燃燒技術(shù)三部分等等。這五家技術(shù)的示范化項目均獲得了良好的環(huán)保指標(biāo)，各項環(huán)保指標(biāo)參數(shù)均能滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。

  注意處理過程中的安全問題

  水泥窯處置生活垃圾由于窯溫高，窯內(nèi)氣體一般會達(dá)到1000℃~2000℃，這雖有利于有機(jī)物和二惡英等物質(zhì)的分解，但也會造成熱力型的NOX產(chǎn)生量急劇變大。特別是在危廢處置過程中，若處理中所使用的設(shè)備不達(dá)標(biāo)，可能會造成嚴(yán)重的后果。

  固廢處理設(shè)備商斯瑞德的張帆說：“危廢處理中有易燃易爆，或者是產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物料，這對設(shè)備的安全性和適應(yīng)性要求很高，需要充分考慮物料處理過程中可能出現(xiàn)的危險情況。”

  張帆認(rèn)為，垃圾和危廢處理設(shè)備在設(shè)計上要充分考慮廢物處理的復(fù)雜性。首先，設(shè)備本身的材質(zhì)要過硬。例如斯瑞德在破碎機(jī)刀具采用歐洲進(jìn)口的材料，保證質(zhì)量可靠，不易損壞，而且有較長耐磨壽命，桶裝危險廢物可以直接破碎。其次，驅(qū)動系統(tǒng)必須經(jīng)得起反復(fù)沖擊負(fù)荷的考驗，斯瑞德的固廢破碎機(jī)采用德國的液壓系統(tǒng)，在破碎過程中遇到難破碎的物料，會自動提高破碎扭矩，或?qū)⒉豢善扑槲锪献詣优懦觥?

  如果真的發(fā)生爆燃的情況，破碎系統(tǒng)配套的消防系統(tǒng)可以迅速消滅危險。為此，斯瑞德在產(chǎn)品設(shè)計中設(shè)計了兩套消防系統(tǒng)。一套是二氧化碳的被動消防，假如出現(xiàn)著火的跡象，溫度升高或者產(chǎn)生煙霧，就會直接噴射破滅。還有一套是主動消防，采用氮氣消防系統(tǒng)。將氮氣這種惰性氣體沖入到破碎倉內(nèi)，將氧的含量降到4%以下，使破碎空間不具備燃燒條件。另外，對垃圾處理全過程是自動化控制，并且實時監(jiān)控。

  斯瑞德破碎機(jī)

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  注意處理過程中氯含量的控制

  由于氯元素的存在影響水泥質(zhì)量，水泥生產(chǎn)對原料中的氯元素等有害物質(zhì)有嚴(yán)格的限制要求。在國家已頒布的《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術(shù)政策》白皮書中也提到，“嚴(yán)格控制入窯廢物中氯元素的含量，保證水泥窯能穩(wěn)定運(yùn)行和水泥熟料質(zhì)量，同時遏制二惡英類污染物的產(chǎn)生?！?

  目前，氯元素是水泥行業(yè)業(yè)內(nèi)對水泥窯協(xié)同處置生活垃圾過程管控普遍關(guān)心的問題，在當(dāng)前處理系統(tǒng)中，從源頭控制氯元素含量難度較大，因此對預(yù)處理提出了更高要求。

  “若想利用水泥窯處置生活垃圾，就必須對生活垃圾的氯元素含量進(jìn)行測定和控制?！睆埛寡?，我國生活垃圾中含氯元素較高，其主要存在于廚余垃圾和PVC塑料中，因此選擇設(shè)備時，分選系統(tǒng)很重要，所以水泥窯處置生活垃圾的系統(tǒng)對其中的分選設(shè)備的要求就會比較高。

  斯瑞德參加2017上海環(huán)博展

  如今，水泥窯協(xié)同處置已被工信部列入2017年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展重點信貸項目，這對于水泥企業(yè)是利好的消息，各省市也都在積極推進(jìn)水泥窯協(xié)同處置固體廢物工作，水泥窯協(xié)同處置危廢和生活垃圾作為一項成熟技術(shù)，值得引起各方重視。

  張帆表示，“斯瑞德在未來3-5年會密切關(guān)注危廢處理和生活垃圾處理方向，結(jié)合歐洲戰(zhàn)略合作伙伴先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗，制造適合中國垃圾的預(yù)處理系統(tǒng)，我們基于在金隅水泥、天津振興水泥、東方希望、金牛水泥、龍鱗水泥等眾多水泥企業(yè)中的實踐，將不斷優(yōu)化和改進(jìn)技術(shù)水平，為水泥窯協(xié)同處置走向更加廣闊的明天做出積極貢獻(xiàn)。”