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水泥窑协同处置危险废物的发展现状陕西省固体废物管理中心郝军亮水泥窑协同处置的技术特点适宜协同处置的废物种类水泥窑协同处置的应用现状水泥窑协同处置在陕西省的应用展望主要内容2019年12月31日2陕西省固体废物管理中心前言水泥窑协同处置固体废物：指通过高温焚烧及水泥孰料矿物化高温烧结过程实现固体废物毒害特性分解、降解、消除、惰性化、稳定化或对水泥生产有用成分再利用等目的的废物处置技术手段。2019年12月31日3陕西省固体废物管理中心前言固体废物的产生量不断增加，2010年我国工业固体废物产生量为24.1亿t，其中危险废物1586.8万t；2009年生活垃圾量达1.5亿t；固体废物特别生活危险废物大都含有对人类自身和人类赖以生存的自然环境以严重影响的有毒有害成分，如何科学合理地处置、实现无害化和资源化，是全社会关注的热点；目前我国危险废物、生活垃圾等的处理处置应用较多的是焚烧和填埋技术。但这两种技术在应用过程中暴露出越来越多的问题。2019年12月31日4陕西省固体废物管理中心前言水泥是无机非金属材料中用量最大的一种建筑材料，素有“建筑工业的粮食”之称。2009年，我国水泥产量已经突破16.3亿t，位居世界第一，约为世界总产量的一半左右然而，水泥产业是资源能源消耗极大且污染较重的行业。在人们越来越重视生态环境保护的今天，水泥产业进行结构性的调整势在必行。2019年12月31日5陕西省固体废物管理中心前言产生量大，处理处置难度大使用范围广，生产量大，能耗物耗巨大，且污染较重水泥窑协同处置技术危险废物产生现状水泥生产现状2019年12月31日6陕西省固体废物管理中心《巴塞尔公约》中，水泥生产过程中危险废物的协同处理方法已被认为是对环境无害的处理方法，即“最佳可行技术”。1.水泥窑协同处置的技术特点新型干法水泥窑协同处置的优势1.2水泥窑的类型和技术特点1.12019年12月31日7陕西省固体废物管理中心1.1水泥窑的类型和技术特点按生料制备方法分类按煅烧窑结构分类湿法回转窑湿法长窑半湿法回转窑湿法短窑（带料浆蒸发机的回转窑）湿磨干烧窑半干法回转窑立波尔窑立窑普通立窑机械立窑干法回转窑干法中空长窑新型干法窑（悬浮预热器窑和预分解窑）水泥窑的类型2019年12月31日8陕西省固体废物管理中心新型干法窑：回转窑窑尾配加悬浮预热器和预分解炉的回转窑，代表了当代水泥工业生产水泥的最新技术。我国应用最多的是预分解炉的新型干法水泥窑，其特点：热耗低。先进预分解窑千克熟料热耗已达3000kJ以下；单机生产能力大，生产规模大。有利于低质燃料的利用。窑衬寿命长，运转率高。NOx生成量少，环境污染小。对含碱、氯、硫等有害成分的原料和燃料适应性强。1.1水泥窑的类型和技术特点2019年12月31日9陕西省固体废物管理中心水泥生产的优势：热耗低，生产效率高，单机生产能力大，生产规模大；窑内热负荷小，窑衬寿命长，窑运转率高。废物协同处置的优势：废物投料点多，废物适应性强；气固混合充分，碱性物料充分吸收废气中有害成分，废气处理性能好；NOx生成量少，环境污染小。技术优势：废物处置温度高，停留时间长；燃烧过程充分，焚烧状态易于稳定；碱性环境氛围抑制酸性物质排放，废气处理性能好；固化废物中重金属离子，无废渣排放；废物投料点多，废物适应性强经济和社会优势：利用现有设置，建设投资小，节省新建焚烧炉的巨大投资；减少全社会的废气排放，有利于实现节能减排目标与专用焚烧炉相比1.2新型干法水泥窑协同处置危险废物的优势与其他窑型相比2019年12月31日10陕西省固体废物管理中心2.适宜协同处置的废物种类替代燃料2.2替代原料2.1废物处置2.32019年12月31日11陕西省固体废物管理中心2.适宜协同处置的废物种类水泥生产原料•石灰质原料（提供CaO）•粘土质原料（提供SiO2、Al2O3、Fe2O3）•校正原料水泥生产燃料•固体燃料（煤）•液体燃料（柴油…）2019年12月31日12陕西省固体废物管理中心2.1替代原料替代石灰质原料替代粘土质原料替代校正原料电石渣、氯碱法碱渣、石灰石屑、碳酸法糖滤泥、造纸厂白泥，饮水厂污泥、肥料厂污泥、高炉矿渣、钢渣、磷…粉煤灰、炉渣、煤矸石、赤泥、石灰碳化煤、球灰渣、金矿尾砂、增钙渣、金属尾矿、催化剂粉末、城市垃圾焚烧底灰…替代铁质校正原料：低品味铁矿石、炼铁厂尾矿、硫铁矿渣、铅矿渣、铜矿渣、钢渣替代硅质校正原料：碎砖瓦、铸模砂、谷壳焚烧灰替代矿化剂：铜锌尾矿、磷石膏、磷渣、电厂脱硫石膏、盐田石膏、柠檬酸渣、含锌废渣、铜矿渣、铅矿渣……2019年12月31日13陕西省固体废物管理中心2.2替代燃料固态替代燃料液态替代燃料废轮胎、废橡胶、废塑料、废皮革、石油焦、油污泥、页岩和油页岩飞灰、农业和有机废物…醇类、酯类、废化学药品和试剂、废弃农药、废溶剂类、废油、胶粘剂及胶、油墨、废油漆…理论上含一定热值的废物均可作水泥生产燃料。目前，利用可燃性废物作为水泥生产替代燃料已经成为水泥窑协同处置固体废物的重要趋势。2019年12月31日14陕西省固体废物管理中心2.3废物处置以实现废物最终处置为目的：某些热值较低，且灰分中也基本不含有与生产原料相似化学成分的废物也可以在水泥窑中协同处置。一般作为一种应急处理措施，或针对该种废物没有其他更合适的处理方法时才采用的处理措施。包括不可燃废弃废化学药品和试剂，如废酸碱等，不可燃废弃农药、废乳化液等。2019年12月31日15陕西省固体废物管理中心3.水泥窑协同处置技术现状3.2国外水泥窑协同处置废物发展现状3.1我国水泥窑协同处置废物发展现状2019年12月31日16陕西省固体废物管理中心3.1国外水泥窑协同处置废物发展现状七十年代•国外开始研究利用可燃性固体废物作为替代燃料用于水泥生产•1974年在加拿大的Lawrence水泥厂进行了将聚氯苯基的化工肥料作为替代燃料用于水泥生产的实验•1994年美国共37家水泥厂用危险废物作为替代燃料，处理了近300万t危险废物•20世纪8、90年代，日本水泥工业已从其它产业接受大量废弃物和副产品•美国水泥厂一年焚烧的工业危险废物是焚烧炉处理的4倍之多，全美国液态危险废物的90%在水泥窑进行焚烧处理•2000年后，挪威协同处置危险废物的水泥厂覆盖率为100%•2001年，日本水泥厂的废物利用量已达到355kg/t水泥•2003年，欧洲共250多个水泥厂参与协同处置固体废物业务起步阶段发展阶段广泛应用八九十年代2000年以后2019年12月31日17陕西省固体废物管理中心3.1国外水泥窑协同处置废物发展现状国家或地区百分比%国家或地区百分比%荷兰83匈牙利30比利时55.6瑞典29德国49.9卢森堡25瑞士47.8美国25澳大利亚47意大利23.3捷克45.3英国13.8挪威45日本10法国34.1加拿大7截止2005年，国外水泥生产使用固体废物替代燃料的比例2019年12月31日18陕西省固体废物管理中心3.2国内水泥窑协同处置废物发展现状在我国，水泥厂主要利用常规的一般工业废物（如电厂粉煤灰、烟气脱硫石膏、磷石膏、煤矸石、钢渣等），其余工业（危险）废物、生活垃圾的协同处置仍处于起步阶段。我国利用水泥窑协同处置固体废物的实践：上世纪90年代，上海万安水泥厂在国内首创水泥窑协同处置危险废物的实践；北京水泥厂1995年开始水泥窑处置危险废物的试烧实践，研发了全国第一条协同处置工业（危险）废物的环保示范线，如今已开展不间断的大规模共处置业务，其中危险废物年处置量已达10万吨；2008年，海螺水泥厂在铜陵市建设世界首条利用新型干法窑和气化炉相结合处理城市生活垃圾示范项目；武汉华新水泥厂承担了国内首次利用水泥窑协同处置农药废弃物的示范项目，2007~2009年对湖北省收缴的含甲胺磷、对硫磷等5种高毒农药废物在内的约1650余吨固体废物进行协同处理；2009年，越堡水泥厂启动污泥处置项目，利用水泥窑的废气余热烘干污泥，干化后进入水泥窑焚烧处理。每天可处理含水率80%的污泥600吨，可消纳广州市50%以上的污泥。2019年12月31日19陕西省固体废物管理中心与发达国家相比，我国水泥窑协同处置固体废物存在的问题：技术落后，起步较晚。发达国家从70年代初开始研究，80年代逐渐推广，至今在技术上已完全成熟广泛应用。而我国直到90年代初才在少数水泥企业研究试验，关键技术和装备基本空白，产业总体尚处于实验性阶段。社会化、专业化、市场化运作方面尚未启动。在发达国家已形成较完善的社会分工和专业化运作体系：有专门的废物运输公司和预处理公司，形成从废物产生、运输、储存、预处理直至水泥厂焚烧，完全市场化的废物处置链。在我国，废物基本上自寻、自运、自贮和自行预处理，加之起步晚，致使在社会化、专业化和市场化运作方面尚未真正启动。法规和政策等宏观方面亟待完善。发达国家通过立法和政策引导，为推动、规范和理顺废物流和资金流的形成，为保护环境、促进废物利用和实现社会化、专业化、市场化运作，创造了较完善的宏观环境。但我国法规不完善、政策引导力不足，致使买卖废物所形成的资金流与发达国家呈逆向关系——谁处置废物，谁就得向废物拥有者购买。这是比技术开发难度更大、更艰巨的社会经济问题，也是当前我国与发达国家差距最大之所在。2019年12月31日20陕西省固体废物管理中心4.水泥窑协同处置在陕西省的应用展望固体废物产生量大。2010年，陕西省共产生工业固体废物6313.6万吨，比2005年增加了37.6%；其中，危险废物产生量为25.5万吨，是2005年产生量的6.1倍；生活垃圾产生量695万吨。处置率低，二次污染严重。工业固体废物和危险废物综合利用、处置率较低，低于全国平均水平。安全处置的生活垃圾中，95%以上采用填埋法处理，即占用土地资源，又造成填埋气、渗滤液等二次污染。2019年12月31日21陕西省固体废物管理中心4.水泥窑协同处置在陕西省的应用展望水泥企业数量多，产量高。2010年，陕西省共有119家规模以上水泥生产企业，全年共完成水泥产量6430.63万吨，同比增长27.3%，水泥熟料全年共生产4302.33万吨，同比增长21.5%，铜川、咸阳、宝鸡三市水泥产量超过1000万吨。代表先进技术的新型干法窑比例大。带预分解炉的新型干法水泥窑熟料产量为3788.84万吨，占水泥熟料总产量的88.06%。2019年12月31日22陕西省固体废物管理中心4.水泥窑协同处置在陕西省的应用展望陕西省固体废物产生量大我省固体废物管理原则——实现固体废物“无害化、减量化、资源化”陕西省是水泥生产大省，水泥企业多，产能巨大水泥行业能耗、物耗大，污染较重，在科学发展观的要求下，水泥行业必须要进行结构调整在陕西省推行水泥窑协同处置固体废物，实行固体与水泥工业结合，将废物资源化，利用水泥窑作为一种处理或资源化利用废弃物的方式，既能实现固体废物处理处置目的，又可实现水泥行业的可持续发展2019年12月31日23陕西省固体废物管理中心4.水泥窑协同处置在陕西省的应用展望对策：出台相关政策法规和鼓励措施加强监管，促进固体废物的安全、高效、合理处置结合现有产业现状，优选试点企业，做好示范工作加快产业化进程2019年12月31日24陕西省固体废物管理中心