我国水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式简介(一)

简介我国十二个单位研发出水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式,可以看出还都处在协同处置的初级阶段,因此其热量替代率TSR都很低。只有将可燃废弃物制成替代燃料应用于水泥工业,其热量替代率TSR才会大幅度提高。为此,国家发改委于2019年公布了《产业结构调整指导目录(2019本)》,将"水泥窑协同处置"与"替代燃料"分为两项技术。大力发展"替代燃料技术",对我国水泥工业的节能减排、转型升级、可持续绿色高质量发展具有特别重要的意义。     

用可燃废弃物替代烧成燃料减排二氧化碳效果分析

用可燃废弃物替代烧成燃料煤煅烧水泥熟料,可有效减排二氧化碳。本文首先介绍了可替代烧成燃料排放二氧化碳的计算方法,然后重点分析了用可燃性工业废弃物和城市生活垃圾替代烧成燃料减排二氧化碳的效果,并对利用水泥回转窑直接焚烧垃圾和在水泥回转窑旁设置垃圾焚烧系统处理垃圾两种方式减少CO2排放的效果进行了比较。     

一般固废替代燃料发热量检验影响因素研究

<正>0引言水泥工业是我国产业结构中重要的耗能产业，煤炭年消耗量约占全国燃煤总消耗的10%，煤炭燃烧的同时释放出大量二氧化碳，具有高能耗、高排放和高资源消耗特点。欧洲、美国等发达国家早在20世纪末期就开始研究水泥工业应用可燃废弃物作为替代燃料的工程技术，对于替代燃料的使用已经相当成熟。相比较而言，国内的替代燃料使用技术起步较晚、发展较缓，尤其是在国家“碳达峰、碳中和”的背景下，水泥工业应用可燃废弃物作为替代燃料替代燃煤技术的发展就尤为重要。     

城市可燃废弃物在水泥工业中的应用

在介绍城市可燃废弃物的可用价值和使用原则的基础上，阐述了水泥工业利用可燃废弃物的特点，并以废轮胎和废机油为例说明燃烧过程和应用情况，对水泥工业利用可燃废弃物所带来的环境、经济效益进行了分析，最后对我国这项工作的试验情况作了简介。     

城市可燃废弃物在水泥工业中的应用

在介绍城市可燃废弃物的可用价值和使用原则的基础上，阐述了水泥工业利用可燃废弃物的特点，并以废轮胎和废机油为例说明燃烧过程和应用情况，还对水泥工业利用可燃废弃物所带来的环境、经济效益进行分析，最后对我国这项工作的试验情况作了简介。     

水泥工业利废进展及前景

水泥工业消纳利废的途径是将各种合适的废弃物或经适当加工预处理后的废弃物分别用作水泥的替代原料,或用作水泥窑的替代燃料,或用作混合材。相对而言,这三种利废方式中用作混合材是最简便易行的,来源也多;用作替代原料的往往具有一定的技术难度,来源较有限;用作替代燃料的难度最大,但各种可燃废弃物的来源却在日益扩大之中,数量也呈上升之势。然而,在中国水泥中混合材掺入量超标太多,而且大都作为填充料机械地掺入。今后必须严格监督执行国家标准（GB175—2007）,坚决制裁超标或滥掺混合材的行径,加强发掘混合材活性的研发工作,从单纯追求数量转向提升质量的轨道上来。我国利用工业废渣作为替代水泥天然原料资源已取得一定成绩,但我国水泥工业始终对替代燃料不感兴趣,缺乏市场利益驱动,更谈不上什么协同全社会的环保利废责任感。笔者分析认为,在我国当前的具体情况下,一条5000t／d新型干法水泥生产线,采用可燃废料替代25％的煤耗时,其经济效益可与其增设纯低温余热发电的相媲美（包括CO2减排CDM的收益在内）。     

水泥厂烧废料环保和企业双得利

高长明先生一直密切关注着国际水泥行业“用PC窑协同处置全社会的各种可燃废弃物”的最新进展、研究成果及各国政策导向。文章对比了非热力学和热力学两大类共八种垃圾处理方法的处理特征和经验教训，指出发达国家已经明令禁止或严格限制再采用填埋和焚烧炉的技术方案来处置可燃废料与城市生活垃圾。在此基础上，文章以一条2000t／d水泥熟料生产线为例，分析了水泥企业投资城市垃圾预处理系统的技术经济效益。目前，德国“水泥工业用再生固体燃料（RDF）工业标准”已基本定稿，即将颁布实施，高先生号召我国水泥界同仁一起共同努力，推进公众和各级政府对“PC窑具有协同处置全社会各种可燃废弃物”的认识，呼吁政府在垃圾处理的方法上更新观念，少走弯路；呼吁水泥企业不要错失商机，并应主动地承担起协同处置一部分可燃废弃物的社会责任。     

国外水泥工业消纳废弃物的现状(下)

水泥工业消纳废弃物的主要方式是"水泥窑协同处置废弃物"。本文介绍了一些国家30多年来的研究进展与成功案例、一些国家实施的有关法规和政策、对"协同处置"的风险评估及对二恶英、重金属的防治等。水泥工业消纳废弃物的延伸研究也有一些进展,如"垃圾衍生燃料"、国际社会提出的"水俣公约"等。     

高替代燃料技术在水泥工艺设计中的应用实践

随着经济的发展，农业废物、工业废物和生活垃圾量日益增加，对环境造成了严重的污染。本文结合项目实际，根据不同替代燃料的理化特性及水泥烧成系统的特点，提高各种替代燃料的燃尽率及热能利用率，集成适用于各类替代燃料的处置装备系统，通过接收、储存、输送、喂料等工序，采用多点喂料方式将各种替代燃料分别喂入分解炉中部、分解炉底部、窑尾烟室、窑头主燃烧器，开发了全替代燃料分解炉及轻质替代燃料立式烘干系统，设计的燃料替代率高达80%，实现各种废弃物的再利用，降低环境污染。     

沙特CCC利用废弃轮胎作替代燃料的项目设计简介

综合利用可燃废弃物作为替代燃料,已成为当代水泥工业利废环保、节能降耗的发展趋势。中国中材国际(南京)在其总包的沙特CCC项目中,实施了废弃轮胎切片替代部分分解炉燃料的改造工程。简述了废弃轮胎的化学组成和特性,以及该废弃轮胎利用项目的总体方案,详细介绍了其工艺设计特点。该项目是中国中材国际(南京)首次将回转窑协同处理废弃轮胎在海外项目中的应用,也标志着回转窑协同处理技术的多样化拓展。     

论与资源、环境相协调的水泥工业

水泥工业是资源与环境的影响大户.目前,制约我国水泥工业与资源、环境协调发展的主要问题是：天然原料和能源的消耗与利用,水泥质量以及水泥生产中的粉尘和有害气体的排放与污染等问题.在充分分析这些方面的现状和相关原因的基础上,着重探讨了实现水泥工业与资源、环境协调发展的技术途径.包括：促进结构调整、积极发展新型干法窑;进行可燃废弃物（二次燃料）的利用;提高水泥熟料质量;综合利用天然资源与工业废渣及提高水泥生产环境治理水平等.     

水泥窑协同处置废纺作替代燃料的试验研究

近年来我国环保和生产能耗管控力度逐年加大,从国家到地方陆续出台了相关政策。在《水泥行业节能降碳改造升级实施指南》中提出,以加强攻关先进技术、加快成熟工艺普及推广为工作方向,推广大比例替代燃料技术,利用生活垃圾、固体废弃物和生物质燃料等替代煤炭,减少化石燃料的消耗量。在全球能源紧缺的背景下,大力推动替代燃料的发展,可以在一定程度上缓解用能企业对传统化石燃料的依赖,对减少二氧化碳等温室气体排放及环境保护有着重大意义。国家在“十四五”规划中提到要提升清洁能源消费比重,鼓励氢能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用,发展替代燃料技术将是水泥企业降本增效、实现高质量发展的有效途径之一。     

废旧轮胎和大件垃圾作水泥窑替代燃料的研究

水泥工业是我国高能耗高污染的行业之一,是国家节能减排的重点行业。我国水泥窑大都使用燃煤作为燃料。众所周知,煤是不可再生的资源,因此寻找可替代燃料是我国水泥行业发展的新趋势,也是在同行业里保持有竞争力和可持续发展的关键。将废旧轮胎和大件垃圾等作为水泥生产的替代燃料,最大限度地降低水泥生产对原煤的消耗,是水泥工业降低成本的重要手段。     

中国水泥工业消纳社会废弃物与发达国家的差距

预分解水泥窑消纳各种含有可燃质的废物,既可充分利用其残留的热值,还能彻底干净地处置其燃烧后的残渣,消除二次污染隐患;加之水泥窑适应范围广,可以消纳各种状态的废料,处置能力很大。此法比新建垃圾填埋场或焚烧厂等办法经济得多,收效更快。水泥工业还可以将各种工业废渣用作混合材掺于水泥熟料中一并粉磨成水泥;有的工业废料还可以用作水泥原料以替代天然的石灰石、粘土或铁矿石等。在水泥工业消纳社会废弃物方面,我国与德日美等发达国家,在理念和技术上还有差距：我国看似消纳混合材不少,实为部分超掺滥掺所致;我国原料和石膏的替代率尚有较大提升空间;我国替代燃料的应用十分滞后,须急起直追。     

国外水泥工业替代燃料的最新发展趋势

1替代燃料应用概况 协同处置是指利用废弃物作燃料和原料应用于工业化生产。水泥工业已经实践了几十年。水泥熟料煅烧工艺为安全回收各种替代燃料和原料（Alternative Fuel and Raw Material,AFR）提供了非常好的机会。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对NOx和SO2生成转化的影响

利用水泥窑协同处置垃圾衍生燃料是目前发展趋势之一,但实际处置过程中存在着污染物排放不稳定的问题,因此本文以湖北某水泥厂处置的垃圾衍生燃料为研究对象,利用高温管式炉开展试验,研究了五种垃圾衍生燃料在500~900 ℃的燃烧环境下燃烧产物NO_x、SO₂的释放特点。试验结果表明:垃圾衍生燃料在不同温度下燃烧过程中NO_x的浓度峰值在低温下(500~600 ℃)受温度影响更大,且呈倍数增大,在高温下(700~900 ℃)NO_x的浓度峰值受温度影响较小;900 ℃时NO_x的转化率低、燃烧速率快,建议为垃圾衍生燃料投放温度;不同种类垃圾衍生燃料燃烧过程中NO_x的转化率随着燃烧温度的变化呈“倒V型”,而SO₂的转化率随着燃烧温度的变化呈“正V型”,NO_x和SO₂在生成过程中起相互抑制的作用。     

生活垃圾协同处置对烧成系统的影响

水泥窑协同处置生活垃圾,可实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。生活垃圾分为可燃部分、无机灰渣、金属及沥出液,通过对生活垃圾预处理,将其含水率降低到30%,筛选出其中的可燃部分进行破碎烘干,加入添加剂,再经成型、筛分,制成垃圾衍生燃料。本文通过1条5 000 t/d生产线的能效测试,分析RDF不同投加速率对水泥熟料生产线烧成系统的入窑炉燃料量、熟料产质量、预热器C_1出口、分解炉出口、烟室的过剩空气系数及环保排放指标的影响,并对熟料烧成热耗中实物煤和RDF贡献值进行了分析。结果表明,燃料中RDF每增加5 t/h,熟料热耗平均减少168 kJ/kg,折合标煤5.73 kg/t。掺加RDF并结合富氧燃烧技术可以在熟料产量、质量保持相对稳定的情况下,使环保排放指标均满足相关标准限值,而且熟料烧成用煤量随RDF掺量增加而减少,节煤效益明显。     

垃圾衍生燃料的制备、热转化特性及应用研究进展

垃圾衍生燃料（refuse derived fuel,RDF）是指从城市生活原生垃圾中分选出的若干类可燃固体废物,经过干燥、破碎、分选和成型等复杂工艺制成的一种固体燃料,由于具有方便运输和储存,较低的污染物排放量、排渣量和着火点,燃烧充分和稳定等特点,在国家“双碳”的背景下,RDF一跃成为替代化石燃料的最佳替代品之一,但大规模市场化应用过程中,面临着生产和制作成本高昂、投资利益主导和直燃式焚烧技术的成熟和国产化等问题。本文从RDF的制备工艺、热转化特性出发,到最终的市场化应用,介绍了RDF的制备工艺、简述了热转化特性,分析了阻碍RDF大规模市场化应用的原因,最后提出了未来推进RDF应用的三项措施：简化RDF生产工艺,降低制作成本;建立完善的RDF应用行业补贴体系;建立“减碳”奖励机制,以期为RDF的大规模市场化应用提供指导。     

我国水泥窑协同处置废弃物(生活垃圾)工程实践的回顾、反思与展望

对废弃物中全部热能的有效利用率水泥窑可达40%~70%,而垃圾发电仅20%左右。我国已经研发成功了海螺(CKK)、华新(多点协同)、金隅(分质处理)、中材(溧阳)、华润(MBH)及成都院水泥窑协同处置多相态废气物工艺系统等六种型式协同处置生活垃圾的成熟可靠的示范性技术与配套装备。水泥行业具有利废和环保功能,但并非一本万利,需要政府补贴。水泥窑协同处置固体废弃物有关环境安全、排放标准、设计技术规范等各个方面,内容齐全完善,技术水平较高,指导性强,利于实施和监管。水泥窑协同处置垃圾时采取了"放风排氯不排灰"的技术措施;旁路放风中的二噁英含量一般介于0.032~0.065 ng-TEQ/Nm3。水泥窑协同处置废弃物,必须努力开拓高热值废弃物的利用,例如废轮胎、石油焦、油田污染土、废机油、废油墨等。水泥窑协同处置可燃废弃物用作替代燃料,实现熟料生产的化石燃料"零消耗"是我们的大方向、大目标。     

水泥中重金属离子浸出试验方法评述

替代原燃料和协同处置废弃物是水泥工业发展的重要方向。替代原燃料是指具有资源和能源属性的废弃物,用于水泥生产可减少天然矿物资源的消耗。协同处置是指将废弃物或是经过预处理的废弃物送入水泥生产系统中进行焚烧,以实现废物的"减量化、资源化、无害化"处置。早在20世纪70年代国外就开始研究替代原燃料应用及利用水泥回转窑处置废弃物,我国也在90年代末进行相关的研究及应用。目前国家已经发布了一系列政