可替代性燃、原料在水泥行业中应用的进展

                                                      靳.皮埃尔.狄格瑞
                                    瑞士豪西盟集团顾问有限公司(布鲁塞尔), B-1050 布鲁塞尔,比利时

    摘要: 水泥生产是消耗大量能源和原材料的工艺过程。传统上制备熟料要使用化石燃料和天然原材料，熟料是水泥的主要成分。为了使水泥行业对环境和社会根有益处，瑞士豪西盟公司正不断地加大使用非传统或可替代燃料和原料（AFR）生产熟料。这些可替代燃、原料通常是来自其它工业或当地社区的的废物。本文我们将描述废物协同处理的主要特征，从瑞士豪西盟公司的相关技术边界的有关政策到法律架构以及社会认可的问题。
    1. 瑞士豪西盟集团顾问公司
    世界各地业务介绍
    瑞士豪西盟公司是世界上最大的水泥制造商之一，年生产能力为1.5亿吨。
    在世界70多个国家都有分公司或办事机构，雇员约4.5 万人。
    水泥行业所需资源和瑞士豪西盟公司所需资源
    水泥工业排放和CO2 排放
    全球每年约生产15亿吨水泥，水泥行业所耗能相当于全球耗能的2%。
    因此，水泥行业每年排放 CO2        12亿  吨
    平均每生产1吨水泥排放CO2   0.8   吨
    占世界人为CO2排放的         5% 
    在世界范围内,瑞士豪西盟公司的工艺水平如何? 在世界范围内瑞士豪西盟公司生产大约9500万吨水泥
    每年直接排放CO2            5500 万吨
    平均每生产1吨水泥排放CO2  0.7吨

    占世界人为CO2排放的        0.3%
    2. 瑞士豪西盟公司和工业生态
    2.1  瑞士豪西盟公司的立场
    工业生态的概念集中在于获得企业间更有效的联系。例如，一个公司的副产品可作为另一公司的原材料。由于水泥工业生产工艺的特性，水泥行业可在地区、国家或国际间废物处理中起重要作用。因此，瑞士豪西盟公司决定通过大量使用可替代性燃、原料—AFR 来保护自然资源（天然矿物和传统燃料）的使用。
    瑞士豪西盟公司工业生态部： 协助瑞士豪西盟公司的各个子公司以应用 «可持续发展» 理念和开发内在的机会，确定和跟踪环境趋势，技术发展，竞争对手以及向公司执委会成员及各子公司提出合适的建议，提议和保证必需和适当环境技术，流程和研究在子公司中推动和支持可替代燃、原料业务的发展（AFR-BD）已获得自然资源的可持续和有利的保护。为了获得上述目的，协调必要的国际推广，支持和相关的沟通。
    2.2  废物管理的层次
    废物的概念（欧盟的定义）          
    “废物”是指，其拥有者要处理或要求其拥有者处理的任何物质或物体。
    “废物” 是指，其拥有者要丢弃或想要丢弃或要求丢弃的任何物质或物体。
    废物管理的层次
    所有资源和废物管理方案的主要推动力一定是在于可持续发展：为了在经济和社会可接受的范围内最大限度的保护自然资源；对空气，水，和土壤的最小排放。这一概念已经在主要的法律领域内得到应用。
    2.3  废物协同处理—水泥生产的机会
    在现有工业过程中协同处理废物
    废物管理战略已结合到欧盟战略中，已有一些指令性文件（75/442/EEC）。这些指令都是为推广防止废物产生和废物在焚烧和填埋前的再利用。现有的水泥工业技术下协同处理和回收废物不是为了消除废物的焚烧和填埋，而是在废物管理层次中提高了废物的管理水平，降低了废物对全球的影响，维持和改善了行业的竞争性，大大地降低了废物处理的成本并改善了整个技术-经济参数。许多工业过程可以使用含能废弃物，矿物或二者以更可能高的效率生产高附加值产品。在热电厂、水泥窑、铅窑、玻璃窑、石灰石窑、钢铁厂等均可得到较低的排放水平和较高的对自然资源的替代率。
    法律架构应对不同情况区别对待，应有利于整体上对环境最有利的解决方案。
    什么是水泥行业的废物协同处理？
早在20多年前水泥行业就开始应用废物—有害或无害废物来作替代性燃料和/或原材料。水泥行业能够利用大量的废物。水泥行业常常在废物处理方案中成为主角。
来自水泥行业的经验，研究和审计证明，拥有全方位环境保证的职业化的废物处理成为可能与专业化的焚烧炉相比对大多数污染物多可获得较低的排放限额可较好的保证和改善最终产品：熟料，水泥，灰泥或混凝土的长期质量和安全性。
    从宏观经济观点的角度上，水泥行业处理废物的主要兴趣在于附加值，就业，公共金融的财政收入和全球的节能。
    基于产品寿命循环（L.C.A）分析，与专业化焚烧炉相比，水泥窑协同处理废物有更大的优越性。
    3. 瑞士豪西盟公司和AFR
    3.1  AFR政策
    政策架构
    出版于2004年7月的瑞士豪西盟集团公司AFR政策是公司整体政策的一个组成部分，这些确定AFR政策的文件构成了公司政策架构，AFR政策的原则和规定以及职责描述。手头这些政策回顾也包括与AFR直接相关的豪西盟公司其他指令和建议。由瑞士豪西盟公司所运营的公司有义务服从AFR政策和有关指令。
    基本原则：
    当使用可替代燃、原料时，我们的目标是：
    可持续发展的元素
    I 作为社会的伙伴提供废物处理的解决方案
    II 使我们的环境更安全
    III 为我们的核心业务增加价值
    我们做什么
    IV 确保职业健康和安全
    V 拒绝使用禁用废物清单上的废物
    VI 确保产品质量
     我们如何做
    VII 服从相关法规以及推广最好做法
    VIII 监控投入，工艺过程，产品和排放
    VX  沟通、透明
    3.2  瑞士豪西盟公司的AFR 现状
    3.2.1 2004 年 的 基本—主要的运行参数
    协同处理了500多万吨废物；全球有36AFR业务单位；有500多个从事废物预处理的工业岗位；17个废物预处理的工业站。
    3.2.2 从废物到可替代燃、原料：与处理工作
废物到可替代燃、原料的市场组织，每一个子公司都已创立其专门的AFR业务单位，在瑞士豪西盟集团公司内创立了20多个AFR公司从事废物/AFR业务工作主要以提供服务为目的。
    目的：将废物市场与水泥厂衔接起来；对A.F.R.市场，对市场中的AFR定性分析，控制、调配以及运送AFR到水泥厂；开发专有的知识以管理和与处理几乎所有各种废物，基本上是有害废物成可替代燃、原料，以液态、污泥和固态的形式在水泥窑中协调处理。
    3.3  最优化AFR 业务管理的战略和原则
    3.3.1  AFR 投料原则
    内部承诺：对水泥生产有好处，热量、硅、铁、铝、钙、和硫元素，工艺过程改善，另外附加值。
    基于当地原料质量和传统燃料特有的需求，如果需要，从废物到可替代燃、原料的预处理，如果当地没有更好的废物解决办法废物的运送程序。
    3.3.2  排放监控
    内部承诺
□ 符合法律
□ 对欧盟国家采用IPPC 和最可得技术
□ 对美国环境保护署相关国家，按MACT
□ 预防趋势和事先应用未来原则
□ 当地法规和工厂所在地的规定
□ 主动向当地法规靠拢和/或执行当地法规指南
□ 对工艺的相关参数采用最可得技术和MACT
□ 粉尘、SO2、NOx、TOC、CO
□ 对所有排放参数与最高排放标准一致
□ HCl、HF、重金属、二恶英/呋喃
□ 执行豪西盟公司数据库
□ 执行排放监控，包括内部通讯系统
二恶英/呋喃排放特殊情况
□ 二恶英/呋喃的排放是由后燃烧过程产生（约220°C时开始生成）, 且（在大约350°C）热分解 
□ 如没下列因素,就不会生成二恶英/呋喃                    
        二恶英/呋喃前体物质存在
        氯元素…
        有机物
        适当的窗口温度
        在十秒范围内的保留时间
        氧气[催化物质的存在如（铜、铁、锌）]
        在瑞士豪西盟公司，每年至少要对窑做一次二恶英/呋喃排放检测，这是强制性的。
3.3.3   成品质量
    内部承诺
□ 对以水泥为基材物料，遵照当地浸渍法规
□ 对以水泥为基材物料，接受饮用水浸渍法规
□ 在以重金属和废物最终储存设施为目的生产中使用产品（熟料、水泥 和混凝土)指南
□ 推广长期的产品环境质量；例如在饮用水中使用;对建材和水泥材料的再循环利用的产品寿命概念
□ 仅应用科学方法
□ 包括在内部通讯体系中，执行瑞士豪西盟公司数据库和控制
水泥材料的环境准则
□ 对浸渍试验的数据可得性和被测物的整个组成之间没有关系
□ 所有以水泥为基础的物料总是在各种浸渍标准下做试验，包括对用作饮用水材料确定的试验（例如… ATA/NL）
□ 从水泥得到的废物总是非常低/或测不到
与法规限定比较，[目前仅存没有限定（NL）]，所有混凝土的二次服务寿命不存在问题。
□ 以建筑残存物情况下，情形就更复杂。有些元素像砷、铬、铜、钼、镍、锑、钒）可能就很重要。     
    4. 结论
    在未来，在每个国家/地区，水泥工业就象其它行业那样，会将废物管理政策看作主角之一。
    现有工业生产保护
    自然资源
    高环境效率
    较低成本
    应用工业生态原理