水泥窑协同处置固体废物技术的应用

水泥窑协同处置固体废物技术的应用

张海霞，裴琢影，陈秀敏，吴恭贤，田德霞

冀东水泥璧山有限责任公司，重庆   402760

摘要：近些年，我国的科学技术快速发展，各行业领域的创新发展已经成为了必然趋势，在水泥行业的发展中，水泥窑协同处置固体废物是行业内的热点研究课题，合理利用水泥窑协同处置固体废物技术，有利于提升工业废弃物的无害化处置效果，促进我国社会的可持续运转和长远发展。本文分析了水泥窑协同处置固体废物技术主要工艺及特点，提出了具体的技术应用途径。

关键词：水泥窑；处置；固体废物；技术应用

一、引言

在我国经济蓬勃发展过程中，产生的固体废物日益增多，这些固体废物若处置不当，不仅会对环境造成污染，还将对居民身体健康构成威胁。固体废物的无害化处置已经受到了社会各领域的广泛关注，为了实现城市的可持续建设和社会的稳定运转，需要对固体废物问题进行改善，加强对固体废物的无害化处置、安全处置，消除安全问题和污染问题。合理、恰当地处置固体废物，可以有效地消除污染，防范污染，避免出现人类生存环境恶化的问题，有效地保护生态环境。

相比较而言，水泥窑高温、聚能、工况稳定、停留时间长、湍流强烈、碱性气氛等特点，以及水泥熟料产品的有效固化作用，使得其在处置固体废物时显示出了得天独厚的优势。目前针对水泥窑协同处置固体废物技术进行合理的运用，值得行业内人们展开深入的研究和实践。

二、水泥窑协同处置固体废物技术应用现状

在上世纪70年代，国外就开始水泥窑协同处置城市固体废物的研究。1974年，加拿大Lawrence水泥厂首先进行了可替代燃料和垃圾飞灰等危险废物固化研究。此后，美国、德国、加拿大、日本、丹麦、奥地利、瑞士等国也相继进行了有关研究。截止目前，欧洲发达国家已有大部分水泥厂使用替代燃料，且替代燃料的数量和种类近年不断扩大，除生活垃圾废弃物外，主要包括废塑料、废轮胎、生物质燃料、污泥等。其中荷兰是目前世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家，2007年其燃料替代率高达85%以上。此外，比利时、瑞士、奥地利、挪威和捷克燃料替代率也达50%以上[1]。

目前，我国已投运的水泥窑协同处置生产线主要侧重于废物的处置，处置对象以危险废物、污泥、污染土、生活垃圾和飞灰为主，这些废物的可利用成分及热值较低，加之每条线的处置量也不多，基本起不到替代原辅料及燃料的作用，与欧美等发达国家的原燃料替代率相比差距较大。

三、水泥窑协同处置固体废物技术的特点

水泥窑协同处置固体废物技术利用水泥窑煅烧温度较高、停留时间长的特点，彻底地对危险废物进行无害化处理。在新型干法水泥窑内热力空间广阔、温度高，窑内温度处于1500-1800℃之间，一般的专业焚烧炉难以达到此温度。在新型干法水泥窑内，借助耐火砖和窑皮的保护作用，可以将处置料的吸热问题有效改善，焚烧装置带来的对本体的额外影响被消除，在高温下完全焚毁废弃物中的有害成分，即使是具有稳定性能的有机物，也可以被完全分解。新型干法水泥窑的空间较大，焚烧的气氛稳定均匀，物料总停留时间可达30分钟。在水泥熟料的烧成环节，固体废物焚烧灰渣与熔融的熟料相互结合，重金属被固定在水泥熟料的晶格中，形成了稳固效果[2]。

水泥窑协同处置工业废物技术应用具有显著的优势，在处理成本方面投入较低，具有较强的稳定性，节约了大量的土地资源。和传统的固体废物处置方法相比，水泥窑协同处置固体废物的技术应用超越了填埋法、垃圾发电法、堆肥法，消除了二次污染问题的隐患。燃烧固体废物有效节约了燃料的使用，无机成分可以应用到水泥熟料的生产中，实现资源化利用和节能减排的目标。采取有效的环保措施，对生产过程中形成的大气污染物排放量进行控制，例如粉尘、异味气体、NO2、SO2，通过焚烧之后，剩余残渣可以与水泥熟料进行反应，直接固融在水泥熟料中，达到固化效果。将重金属化合物等污染物再次利用起来，不需要进行排放、填埋等作业，固体废物得到了资源化无害化处理，在我国无废城市的建设和发展中，使用水泥窑协同处置固体废物技术取得了显著的技术应用效果[3]。

四、水泥窑协同处置固体废物技术主要工艺

（1）替代生料类固体废物

替代生料类固体废物经汽车运输进厂后卸入辅助原料堆棚，然后经堆棚内的下料口通过皮带输送至原辅材料配料库。替代生料类固体废物与原辅材料、石灰石经计量配料装置按比例控制卸出后通过皮带输送至生料磨粉磨，粉磨产生的合格生料由空气输送斜槽送至提升机提升进入生料均化库。出库生料经计量后的生料通过空气输送斜槽、提升机喂入窑尾预热器系统，最终入窑煅烧。

（2）替代燃料类固体废物

替代燃料类固体废物经汽车运输进厂后卸入原煤堆棚，然后经堆棚下料口通过皮带输送至原煤预均化堆场，经布料、取料后通过皮带机输送至窑尾煤磨处的原煤仓，经原煤仓下定量给料机计量后喂入辊式煤磨进行烘干、粉磨与选粉。合格煤粉经袋收尘器收集后由螺旋输送机送入煤粉仓，经精确计量后的煤粉由气力输送至分解炉和窑头燃烧。

（3）替代混合材类固体废物

替代混合材类固体废物经汽车运输进厂后卸入混合材堆棚，堆棚内物料经皮带输送至混合材配料库，经辊压、粉磨、选粉后进入水泥库进行储存。最终水泥经库底卸料装置、空气输送斜槽送至水泥包装系统或水泥散装系统。

（4）重金属污染土

重金属污染土经运输车转运至重金属污染土及原辅材料堆场暂存，最终经皮带输送至生料磨入窑处置。

（5）有机污染土

有机污染土经运输车转运至有机污染土暂存库进行堆存，经破碎预处理后通过皮带输送至窑尾高温段焚烧处置。

（6）轻质可燃废弃物

轻质可燃废弃物经破碎预处理后通过皮带输送至窑尾高温段焚烧处置，轻质粉状可燃废弃物也可通过气力输送至窑尾高温段焚烧处置，粒状可燃废弃物可通过螺旋输送机输送至窑尾高温段焚烧处置。

（7）生活垃圾填埋场渗滤液及其他废液废水

生活垃圾填埋场渗滤液及其他废液废水经罐车卸入渗滤液储罐中储存，最终泵送至窑尾高温段焚烧处置。

（8）污泥类

污泥经密闭运输车卸入污泥料仓内，最终经污泥泵泵送至窑尾烟室焚烧处置。

结论：

综上所述，根据国家的环境保护需求、循环经济政策要求，利用水泥窑协同处置固体废物技术对废弃物进行无害化处理，目前已取得显著成绩，与我国节能减排的发展理念相契合，解决了固体废弃物处置中存在的困境问题。未来水泥生产企业仍需要在改善生态环境、促进区域经济发展方面加强实践探究的力度，向着无害化、资源化的方向，开发和运用水泥窑协同处置固体废物技术，提高对固体废物的处理水平。利用先进科技拓宽水泥窑协同处置固体废物的技术应用领域，提高环境效益和社会效益。

参考文献：

[1]富 丽，我国水泥窑协同处置固体废弃物现状分析与展望[J]，建筑材料与应用，2012，（3）：68-70.

[2]王永利,郭秋月,李其彦,张泽新,李英华.水泥窑协同处置危险废物技术及在石油化工行业的应用[J].中国建材科技,2021,30(01):33-35.

[3]王六金,王雅明.水泥窑协同处置固体废物技术的应用[J].中国水泥,2020(10):77-79.