推动可燃废弃物在水泥生产中的使用

    循环经济的特征之一是废弃物的减量化、资源化和无害化，而水泥工业以其生产工艺和产品特点可以实现部分废弃物的再利用，减少环境污染，实践循环经济，推动社会的可持续发展。
    水泥生产在原料中使用电厂粉煤灰、高炉矿渣、硫铁渣、铜渣、烟气脱硫石膏、电石渣、赤泥等工业废弃物已经多年，据初步统计，全国水泥生产中所需原料约有２０％以上来自上述工业废弃物，节约了资源，保护了环境。随着能源问题的日益突出和可持续发展战略的提出，人们开始对可燃性废弃物产生了很大的兴趣，从这些废弃物中获取能源，替代部分燃料。
    世界发达国家对利用水泥回转窑来处置和利用可燃工业废弃物的工业实践已有近３０年的历史，实事证明，在有效的技术装备和科学的工艺操作下，在规范的法规指导下，利用水泥生产处置可燃工业废弃物是一种在不影响产品质量的前提下改善环境、节约能源、提高效益的行之有效的途经，可实现水泥生产商、废物排放者及全社会的“共赢”。
    一、利用水泥生产处置和利用可燃性工业废弃物的特点
    目前对于废弃物的处置通常的方法是用焚烧炉进行焚烧或者填埋，采用填埋的方法将占用大片土地并会产生二次污染。利用水泥回转窑比专业焚烧炉在经济性、防止二次污染、无害化处理的彻底性方面显示出一定的优势。
    焚烧有害废弃物所需的条件是：
    １．焚烧温度高，一般碳氢废物焚烧温度为９００－１１００℃，难于处理的废物是１２００－１４００℃，过剩空气量大，炉内应有湍急气流使其得以彻底焚烧。
    ２．被焚烧物体在炉内滞留时间应为２０－３０分钟，废气在炉内高温区滞留时间不小于２秒。
    ３．系统需在全负压状态下运行，有毒、有害气体不能溢出。
    ４．废气出焚烧炉后，要有快速的降温措施，防止因缓慢降温而在２００－３００℃的温度段生成二噁英的条件。
    ５．由于废气中的粉尘附有重金属等有毒成分，所以对废气的粉尘排放要求较高。
    水泥回转窑可以满足上述要求，其具有以下优越性：
    １．水泥窑内温度高，气体和物料温度分别可达到１７５０℃和１４５０℃（焚烧炉的温度最高１２００℃）。
    ２．水泥窑内气体通过时间长，一般为４０分钟。在大于１１００℃的通过时间一般为４秒左右（焚烧炉内仅２秒）。且水泥窑热惯性大，工况稳定。
    ３．水泥窑内高温气体湍流强烈，有利于气固两相的混合、传热、传质、分解、化合、扩散。
    ４．水泥窑内的碱性物质可以和废料中的酸性物质相化合为稳定的盐类，便于其废气的净化（脱酸）处理。
    ５．水泥窑可以将废料中的绝大部分重金属固定在熟料中，避免再次扩散。
    ６．焚烧废物的残渣混入水泥熟料，最终进入水泥成品，不再对环境产生二次污染物。
    ７．可燃废弃物可替代部分燃料，可减少水泥工业对燃料的需要量，节约一次能源，同时也可减少ＣＯ２等废气的排放。（见表）
    通过比较可以说明，利用水泥回转窑焚烧工业废弃物，由于其自身的特点，可弥补一般焚烧废物工艺过程中的不足，有效地控制二次污染。
    目前利用的可燃废弃物主要有：废轮胎、橡胶、树脂、碳黑、活性炭、废油、废油漆、废涂料、印刷油漆、各类废溶剂、废塑料、胶粘剂、油墨、动物（加工成粉）、稻米壳、棕榈油壳等。
    当然，水泥窑也不是万能的，水泥窑处理废物必须以不影响水泥生产和质量为前提。碱金属和氯离子含量过高的废弃物，含硫、磷、氰、汞的化合物不宜在水泥回转窑中进行焚烧处理。
    此外，为适应使用可燃废弃物，水泥工厂需进行相应地改造。如增加相应的储存、输送和计量装置；对燃烧器进行改造；检测、测量设备须完备等。
    二、国外水泥工业利用可燃废弃物情况
    １．国外应用情况
    国外从１９７０年代开始研究将可燃废弃物作为替代燃料应用于水泥生产，已成功应用多年。如世界最大的水泥生产商，法国的Ｌａｆａｒｇｅ公司２００１年利用可燃废物做燃料的替代率达５０－５５％，降低燃料成本３３％；减少了５００万吨ＣＯ２气体的排放。瑞士Ｈｏｌｃｉｍ公司在比利时的工厂使用可燃废物的替代率达到８０％。德国Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ 水泥公司的水泥厂的替代率在４０－６０％。美国有５８座回转窑焚烧从社会上收集的废物，其中大部分是水泥窑，另有少部分为轻骨料（陶粒）煅烧窑。据专家介绍，美国环保署有一项政策：每个工业城市只保留一座水泥厂，在部分满足水泥需求的同时用于处理城市产生的有害废物。美国的水泥厂在１９８９年共焚烧了有害工业废物１００多万吨，是当年用焚烧炉处理有害废物的４倍。日本住友公司的伊吹水泥厂，每年处理废轮胎２万吨，污泥４万吨，其他有机溶液、废油、废塑料、汽车制造厂废料等１－２吨。
    国外多年的实践表明，采用了可燃性废物生产出的水泥质量符合标准，环保排放也达标，有些废物燃烧后残留的重金属包裹在水泥熟料中，不会对环境产生影响。
    ２．国外有废弃物的专门预处理企业
    为适应水泥生产的工艺和设备要求，需要对废弃物进行一定的预处理，如对废物进行分类，并根据水泥工厂的不同要求采取不同的包装；进行一定的加工，改变其物理参数（尺寸、水分、粘度、肉类物质需加工成粉状等），使之与水泥窑的燃烧喷射系统相匹配。
    在欧美国家，为了提高利用效率，降低成本，保证安全，对于废弃物的收集和预处理及运输均由专门的企业来完成，废料公司对收集的废料先进行分析，测定其热值、氯含量、水分、灰分、重金属含量等，并进行一定的加工和分类存放，根据水泥厂的要求按废料成分进行混配，然后装车运到水泥厂的专用储库。有些废料公司还有针对性地向企业提供专门的燃烧喷嘴。
    ３．国外政府的政策支持
    国际上许多发达国家制定了相应的法规和政策鼓励和推动该项技术的应用和推广。例如在欧盟国家（１）不允许将可燃废弃物采用填埋的方式处理，限制采用专门的焚烧炉处理。各国制定的废物填埋收费很高，且逐年提高收费价格。（２）专门制定了指导水泥厂烧废料的法规条款。（３）对于生产废物的企业，政府管理部门规定不允许自行处置或丢弃，要按照规定的价格付给废物处置企业一定的费用。（４）有些国家对烧废物的企业减免一定的税费，有的国家政府根据处理量向企业提供资金支持。与此同时，政府也通过制定法规来要求使用废料的企业的水泥质量和排放标准不能受使用废物的影响。
    三、我国水泥企业利用废物情况
    １．应用情况
    我国在利用水泥工业处置和利用可燃性废弃物方面尚处于试验和起步阶段。从上世纪九十年代中后期开始，位于北京、上海等大城市的大企业开始进行这方面的尝试。上海金山水泥厂于１９９６年进行试烧，并对熟料及大气质量进行了同步监测，没有发现问题。此项技术已通过上海科委的鉴定。 北京水泥厂于１９９９年４月开始进行试验，试烧量约２０００公斤，主要处理了废油墨、废染料、矿物油、有机废液、油漆、丙烯酸树脂等，在试验过程中对排放的废气进行同期监测，并对熟料进行检测，结果为符合国家标准。１９９９年７月北京环保局组织了专家论证，认为“利用水泥旋窑焚烧危险废物在技术上是完全可行的，完全可以满足环境保护的要求和国家有关标准”。虽然已进行了有益的探索，但目前此项工作的推广进展缓慢。
    ２．我国在水泥厂利用可燃行废物方面存在的不足
   （１）在认识上重视不够。
    不少企业对自身产生的废物或随便堆放或仅进行简单的转移。相关部门缺乏有力的监管，致使这些企业随意处置的成本很低。
    （２）缺乏收集及进行预处理的专门机构。
    由于没有这样的机构，仅靠水泥企业去四处收集，整理这些品种烦杂的废物不现实。据了解，当时北京水泥厂做试验时，找了不少产生废物的企业，积极响应的企业均为外资企业。
    （３）缺乏相应的政策支持。
    我国虽然已建立起环境保护的政策法律体系，但在鼓励和推动水泥等工业处置和利用可燃性废物方面没有相应的政策、法律法规和鼓励措施，使目前从事此项工作的企业基本是凭着一种社会良知在做，且困难重重。
    四、几点建议
    为了大力推动这项有利于社会、企业的事业健康发展，实现可持续发展，建议：
    １．加大宣传力度，让社会各界和水泥企业对此有深入的了解。形成社会共识。建议国家和行业协会成立专门机构来进行推动。把利用和处置可燃性废弃物作为行业走可持续发展道路和产业结构调整的重要内容来要求。
    ２．建立和完善相关的法律、法规、产品质量标准、税收政策等，从政策上保证这项事业健康、有序的发展。
    ３．政府有关部门应加强对环境保护和各类废弃物处置的法规、条令的执法力度，使这些废弃物处于受控状态。成立专门机构，对各类废物进行收集、处理并运输到相关企业。
    ４．制定相应的政策和鼓励及奖励惩罚措施。利用经济杠杆使生产废物的企业有积极性将废物交给处理机构，使利用废物的企业有利可图。
    ５．有关的科研和工程设计单位应积极参与，针对不同类型的废物，燃烧过程的特点，对工艺和产品的影响，废物的储存、运输、计量，燃烧器的设计，自动化控制，气体成分的测量等都应进行深入的研究。
    有资料介绍，全国每年城市垃圾的产生量为１．５亿吨，且以９％的速度递增，未经处理堆积下的垃圾已达７０多亿吨，占地８亿多平方米。垃圾已成为一大公害。国外利用水泥窑处理可燃性废物已有近３０年的历史，技术上成熟，并形成了一套完整的体系。据了解，钢铁生产也同样可以利用部分可燃废弃物。在能源危机日趋紧迫的今天，各级政府及相关行业部门应积极推动这项利国利民利企业的环保产业的健康发展，实践循环经济。
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