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可替代性燃、原料在水泥行業(yè)中應用的進展

                                                      靳.皮埃爾.狄格瑞
                                    瑞士豪西盟集團顧問有限公司(布魯塞爾), B-1050 布魯塞爾,比利時

    摘要: 水泥生產(chǎn)是消耗大量能源和原材料的工藝過程。傳統(tǒng)上制備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。為了使水泥行業(yè)對環(huán)境和社會根有益處,瑞士豪西盟公司正不斷地加大使用非傳統(tǒng)或可替代燃料和原料(AFR)生產(chǎn)熟料。這些可替代燃、原料通常是來自其它工業(yè)或當?shù)厣鐓^(qū)的的廢物。本文我們將描述廢物協(xié)同處理的主要特征,從瑞士豪西盟公司的相關技術邊界的有關政策到法律架構(gòu)以及社會認可的問題。
    1. 瑞士豪西盟集團顧問公司
    世界各地業(yè)務介紹
    瑞士豪西盟公司是世界上最大的水泥制造商之一,年生產(chǎn)能力為1.5億噸。
    在世界70多個國家都有分公司或辦事機構(gòu),雇員約4.5 萬人。
    水泥行業(yè)所需資源和瑞士豪西盟公司所需資源
    水泥工業(yè)排放和CO2 排放
    全球每年約生產(chǎn)15億噸水泥,水泥行業(yè)所耗能相當于全球耗能的2%。
    因此,水泥行業(yè)每年排放 CO2        12億  噸
    平均每生產(chǎn)1噸水泥排放CO2   0.8   噸
    占世界人為CO2排放的         5% 
    在世界范圍內(nèi),瑞士豪西盟公司的工藝水平如何? 在世界范圍內(nèi)瑞士豪西盟公司生產(chǎn)大約9500萬噸水泥
    每年直接排放CO2            5500 萬噸
    平均每生產(chǎn)1噸水泥排放CO2  0.7噸

    占世界人為CO2排放的        0.3%
    2. 瑞士豪西盟公司和工業(yè)生態(tài)
    2.1  瑞士豪西盟公司的立場
    工業(yè)生態(tài)的概念集中在于獲得企業(yè)間更有效的聯(lián)系。例如,一個公司的副產(chǎn)品可作為另一公司的原材料。由于水泥工業(yè)生產(chǎn)工藝的特性,水泥行業(yè)可在地區(qū)、國家或國際間廢物處理中起重要作用。因此,瑞士豪西盟公司決定通過大量使用可替代性燃、原料—AFR 來保護自然資源(天然礦物和傳統(tǒng)燃料)的使用。
    瑞士豪西盟公司工業(yè)生態(tài)部: 協(xié)助瑞士豪西盟公司的各個子公司以應用 «可持續(xù)發(fā)展» 理念和開發(fā)內(nèi)在的機會,確定和跟蹤環(huán)境趨勢,技術發(fā)展,競爭對手以及向公司執(zhí)委會成員及各子公司提出合適的建議,提議和保證必需和適當環(huán)境技術,流程和研究在子公司中推動和支持可替代燃、原料業(yè)務的發(fā)展(AFR-BD)已獲得自然資源的可持續(xù)和有利的保護。為了獲得上述目的,協(xié)調(diào)必要的國際推廣,支持和相關的溝通。
    2.2  廢物管理的層次
    廢物的概念(歐盟的定義)          
    “廢物”是指,其擁有者要處理或要求其擁有者處理的任何物質(zhì)或物體。
    “廢物” 是指,其擁有者要丟棄或想要丟棄或要求丟棄的任何物質(zhì)或物體。
    廢物管理的層次
    所有資源和廢物管理方案的主要推動力一定是在于可持續(xù)發(fā)展:為了在經(jīng)濟和社會可接受的范圍內(nèi)最大限度的保護自然資源;對空氣,水,和土壤的最小排放。這一概念已經(jīng)在主要的法律領域內(nèi)得到應用。
    2.3  廢物協(xié)同處理—水泥生產(chǎn)的機會
    在現(xiàn)有工業(yè)過程中協(xié)同處理廢物
    廢物管理戰(zhàn)略已結(jié)合到歐盟戰(zhàn)略中,已有一些指令性文件(75/442/EEC)。這些指令都是為推廣防止廢物產(chǎn)生和廢物在焚燒和填埋前的再利用?,F(xiàn)有的水泥工業(yè)技術下協(xié)同處理和回收廢物不是為了消除廢物的焚燒和填埋,而是在廢物管理層次中提高了廢物的管理水平,降低了廢物對全球的影響,維持和改善了行業(yè)的競爭性,大大地降低了廢物處理的成本并改善了整個技術-經(jīng)濟參數(shù)。許多工業(yè)過程可以使用含能廢棄物,礦物或二者以更可能高的效率生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。在熱電廠、水泥窯、鉛窯、玻璃窯、石灰石窯、鋼鐵廠等均可得到較低的排放水平和較高的對自然資源的替代率。
    法律架構(gòu)應對不同情況區(qū)別對待,應有利于整體上對環(huán)境最有利的解決方案。
    什么是水泥行業(yè)的廢物協(xié)同處理?
早在20多年前水泥行業(yè)就開始應用廢物—有害或無害廢物來作替代性燃料和/或原材料。水泥行業(yè)能夠利用大量的廢物。水泥行業(yè)常常在廢物處理方案中成為主角。
來自水泥行業(yè)的經(jīng)驗,研究和審計證明,擁有全方位環(huán)境保證的職業(yè)化的廢物處理成為可能與專業(yè)化的焚燒爐相比對大多數(shù)污染物多可獲得較低的排放限額可較好的保證和改善最終產(chǎn)品:熟料,水泥,灰泥或混凝土的長期質(zhì)量和安全性。
    從宏觀經(jīng)濟觀點的角度上,水泥行業(yè)處理廢物的主要興趣在于附加值,就業(yè),公共金融的財政收入和全球的節(jié)能。
    基于產(chǎn)品壽命循環(huán)(L.C.A)分析,與專業(yè)化焚燒爐相比,水泥窯協(xié)同處理廢物有更大的優(yōu)越性。
    3. 瑞士豪西盟公司和AFR
    3.1  AFR政策
    政策架構(gòu)
    出版于2004年7月的瑞士豪西盟集團公司AFR政策是公司整體政策的一個組成部分,這些確定AFR政策的文件構(gòu)成了公司政策架構(gòu),AFR政策的原則和規(guī)定以及職責描述。手頭這些政策回顧也包括與AFR直接相關的豪西盟公司其他指令和建議。由瑞士豪西盟公司所運營的公司有義務服從AFR政策和有關指令。
    基本原則:
    當使用可替代燃、原料時,我們的目標是:
    可持續(xù)發(fā)展的元素
    I 作為社會的伙伴提供廢物處理的解決方案
    II 使我們的環(huán)境更安全
    III 為我們的核心業(yè)務增加價值
    我們做什么
    IV 確保職業(yè)健康和安全
    V 拒絕使用禁用廢物清單上的廢物
    VI 確保產(chǎn)品質(zhì)量
     我們?nèi)绾巫?BR>    VII 服從相關法規(guī)以及推廣最好做法
    VIII 監(jiān)控投入,工藝過程,產(chǎn)品和排放
    VX  溝通、透明
    3.2  瑞士豪西盟公司的AFR 現(xiàn)狀
    3.2.1 2004 年 的 基本—主要的運行參數(shù)
    協(xié)同處理了500多萬噸廢物;全球有36AFR業(yè)務單位;有500多個從事廢物預處理的工業(yè)崗位;17個廢物預處理的工業(yè)站。
    3.2.2 從廢物到可替代燃、原料:與處理工作
廢物到可替代燃、原料的市場組織,每一個子公司都已創(chuàng)立其專門的AFR業(yè)務單位,在瑞士豪西盟集團公司內(nèi)創(chuàng)立了20多個AFR公司從事廢物/AFR業(yè)務工作主要以提供服務為目的。
    目的:將廢物市場與水泥廠銜接起來;對A.F.R.市場,對市場中的AFR定性分析,控制、調(diào)配以及運送AFR到水泥廠;開發(fā)專有的知識以管理和與處理幾乎所有各種廢物,基本上是有害廢物成可替代燃、原料,以液態(tài)、污泥和固態(tài)的形式在水泥窯中協(xié)調(diào)處理。
    3.3  最優(yōu)化AFR 業(yè)務管理的戰(zhàn)略和原則
    3.3.1  AFR 投料原則
    內(nèi)部承諾:對水泥生產(chǎn)有好處,熱量、硅、鐵、鋁、鈣、和硫元素,工藝過程改善,另外附加值。
    基于當?shù)卦腺|(zhì)量和傳統(tǒng)燃料特有的需求,如果需要,從廢物到可替代燃、原料的預處理,如果當?shù)貨]有更好的廢物解決辦法廢物的運送程序。
    3.3.2  排放監(jiān)控
    內(nèi)部承諾
□ 符合法律
□ 對歐盟國家采用IPPC 和最可得技術
□ 對美國環(huán)境保護署相關國家,按MACT
□ 預防趨勢和事先應用未來原則
□ 當?shù)胤ㄒ?guī)和工廠所在地的規(guī)定
□ 主動向當?shù)胤ㄒ?guī)靠攏和/或執(zhí)行當?shù)胤ㄒ?guī)指南
□ 對工藝的相關參數(shù)采用最可得技術和MACT
□ 粉塵、SO2、NOx、TOC、CO
□ 對所有排放參數(shù)與最高排放標準一致
□ HCl、HF、重金屬、二惡英/呋喃
□ 執(zhí)行豪西盟公司數(shù)據(jù)庫
□ 執(zhí)行排放監(jiān)控,包括內(nèi)部通訊系統(tǒng)
二惡英/呋喃排放特殊情況
□ 二惡英/呋喃的排放是由后燃燒過程產(chǎn)生(約220°C時開始生成), 且(在大約350°C)熱分解 
□ 如沒下列因素,就不會生成二惡英/呋喃                    
        二惡英/呋喃前體物質(zhì)存在
        氯元素…
        有機物
        適當?shù)拇翱跍囟?BR>        在十秒范圍內(nèi)的保留時間
        氧氣[催化物質(zhì)的存在如(銅、鐵、鋅)]
        在瑞士豪西盟公司,每年至少要對窯做一次二惡英/呋喃排放檢測,這是強制性的。
3.3.3   成品質(zhì)量
    內(nèi)部承諾
□ 對以水泥為基材物料,遵照當?shù)亟n法規(guī)
□ 對以水泥為基材物料,接受飲用水浸漬法規(guī)
□ 在以重金屬和廢物最終儲存設施為目的生產(chǎn)中使用產(chǎn)品(熟料、水泥 和混凝土)指南
□ 推廣長期的產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量;例如在飲用水中使用;對建材和水泥材料的再循環(huán)利用的產(chǎn)品壽命概念
□ 僅應用科學方法
□ 包括在內(nèi)部通訊體系中,執(zhí)行瑞士豪西盟公司數(shù)據(jù)庫和控制
水泥材料的環(huán)境準則
□ 對浸漬試驗的數(shù)據(jù)可得性和被測物的整個組成之間沒有關系
□ 所有以水泥為基礎的物料總是在各種浸漬標準下做試驗,包括對用作飲用水材料確定的試驗(例如… ATA/NL)
□ 從水泥得到的廢物總是非常低/或測不到
與法規(guī)限定比較,[目前僅存沒有限定(NL)],所有混凝土的二次服務壽命不存在問題。
□ 以建筑殘存物情況下,情形就更復雜。有些元素像砷、鉻、銅、鉬、鎳、銻、釩)可能就很重要。     
    4. 結(jié)論
    在未來,在每個國家/地區(qū),水泥工業(yè)就象其它行業(yè)那樣,會將廢物管理政策看作主角之一。
    現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)保護
    自然資源
    高環(huán)境效率
    較低成本
    應用工業(yè)生態(tài)原理

 

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