水泥回轉(zhuǎn)窯處理廢棄物的現(xiàn)狀和前景
水泥生產(chǎn)需要消耗大量的天然資源,如石灰石、煤等都是不可再生的天然資源,這一特性制約了水泥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路。而地處上海的水泥企業(yè)由于無(wú)礦產(chǎn)資源,產(chǎn)品成本較高,從而在市場(chǎng)竟?fàn)幹刑幱诹觿?shì),進(jìn)一步制約了企業(yè)的生存和發(fā)展,如何改變劣勢(shì),走出困境,利用廢棄物代替水泥生產(chǎn)中的原燃料,減少天然礦物的消耗,利用水泥窯的工藝特點(diǎn),合理處置工業(yè)危險(xiǎn)廢物,加強(qiáng)與環(huán)境的親和力,是水泥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向之一,尤其是上海這種城市的水泥企業(yè),因?yàn)樯虾9I(yè)發(fā)達(dá),人口密集,廢物產(chǎn)生量大,為廢物利用創(chuàng)造了較大的空間(見(jiàn)表1)。
表1 1998年上海市廢物產(chǎn)生量統(tǒng)計(jì)表〖JY〗(萬(wàn)t)
類(lèi)別 工業(yè)廢物 危險(xiǎn)廢物 生活廢棄物 建筑垃圾 水廠污泥 合計(jì)
數(shù)量 1199 53
544 353 56
2205
1.目前廢物處理現(xiàn)狀
由于工業(yè)廢棄物的物理、化學(xué)特性,處理的主要手段是資源化利用,利用率較高,如上海市工業(yè)廢棄物利用率已達(dá)91%,粉煤灰、高爐渣、工業(yè)粉塵的綜合利用率達(dá)99%,鋼渣和危險(xiǎn)廢物的利用率為81%以上,由于大量廢物的綜合利用,大大減輕對(duì)環(huán)境的影響。工業(yè)廢棄物的資源化利用率雖然較高,但普遍存在自發(fā)性和趨利性,產(chǎn)生廢物單位自主決定如何處置利用廢物,缺乏統(tǒng)籌監(jiān)管,同時(shí)為減少?gòu)U物處理支出或通過(guò)出售廢物獲取經(jīng)濟(jì)效益,忽視了環(huán)境保護(hù),另外,廢棄物處理單位的處理裝備落后和技術(shù)水平低,處理效率差,極易造成二次污染,較典型的有在磚瓦廠中將化工殘?jiān)?、酸焦油等作輔助燃料,而這些爐子的燃燒溫度又達(dá)不到危險(xiǎn)廢物的焚燒要求。另外廢棄物處理單位的規(guī)模較小,處理能力不能滿(mǎn)足要求,特別是焚燒處理,目前全市還沒(méi)有一家較具規(guī)模的專(zhuān)業(yè)焚燒危險(xiǎn)廢棄物的企業(yè),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足處理要求。
生活垃圾的處理目前以自然填埋形式為主,在上海雖然已在建造兩家日處理1000t生活垃圾的焚燒廠,其中一家已投入使用,但大量的生活垃圾乃以填埋方式進(jìn)行處理,其中占總重67%的可制有機(jī)肥的有機(jī)垃圾、9%的廢紙、13%的廢塑料被白白浪費(fèi),還對(duì)周邊環(huán)境和地下水源造成污染。
2.水泥窯處理廢物的優(yōu)點(diǎn)和潛力
水泥生產(chǎn)中利用粉煤灰、爐渣、各種尾礦、及工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢渣代用天然原料已非常普遍,并取得了非??少F的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,通過(guò)大量的研究和實(shí)踐,認(rèn)識(shí)到水泥回轉(zhuǎn)窯是得天獨(dú)厚處理危險(xiǎn)廢物的焚燒爐。水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒溫度高,物料在窯內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng),又處于負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行,工況穩(wěn)定,對(duì)各種有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性的危險(xiǎn)廢棄物具有很好的降解作用,不向外排放廢渣,焚燒物中的殘?jiān)徒^大部分重金屬都被固定在水泥熟料中,不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的二次污染(見(jiàn)表2)。
表2 水泥窯和焚燒爐燃燒情況比較
參數(shù)名稱(chēng)
水泥回轉(zhuǎn)窯
焚燒爐
氣體最高溫度(℃)
2200
1450
物料最高溫度(℃)
1500
1350
氣體在≥1100℃停留時(shí)間(s)
6~10
1~3
物料在≥1100℃停留時(shí)間(min)
2~30
2~20
氣體的湍流度(雷諾氏指數(shù))
>100,000 >10,000
我國(guó)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始利用水泥窯處理危險(xiǎn)廢物的研究和實(shí)踐,并已取得一定的成績(jī),上海萬(wàn)安企業(yè)總公司(金山水泥廠)從1996年開(kāi)始從事這項(xiàng)工作,先后已為20多家企業(yè)產(chǎn)生的各種危險(xiǎn)廢物進(jìn)行了處理,燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心測(cè)試,完全達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)產(chǎn)品無(wú)不良影響。每年的處理量逐步增長(zhǎng),市場(chǎng)發(fā)展前景良好,為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益,為社會(huì)創(chuàng)造了環(huán)境效益,市場(chǎng)發(fā)展前景良好(見(jiàn)表3)?! ?br>
表3 萬(wàn)安公司近幾年廢物處理量增長(zhǎng)情況表
年 份 1998 1999
2000 2001
處理量(t) 900 2000
4000 5500
廠家數(shù)(個(gè)) 2
9 15 20
利用RDF技術(shù),處理生活垃圾是水泥回轉(zhuǎn)窯的又一潛能,在德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已被普遍采用,通過(guò)將生活垃圾破碎、篩分等手段,將生活垃圾中的可燃物質(zhì)分離出來(lái)并加以處理,作為水泥廠、鋼鐵廠,化工廠、發(fā)電廠的燃料,并以水泥廠利用效率最高,因?yàn)镽DF不僅替代了部分燃料,燃燒產(chǎn)生的灰渣作為水泥原料被加以利用,所以利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理生活垃圾是一種有效的處理方式。
3.應(yīng)解決和注意的問(wèn)題
水泥窯處理廢棄物(危險(xiǎn)廢棄物)這項(xiàng)工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,單靠水泥企業(yè)本身是難以實(shí)施的,要成規(guī)模的處理危險(xiǎn)廢棄物應(yīng)建立廢棄物調(diào)配中心,需要政策的支持,社會(huì)的認(rèn)同,而且并非適應(yīng)于所有的水泥企業(yè),是否成功應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素。
3.1 市場(chǎng)因素
由于危險(xiǎn)廢棄物的轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸有法規(guī)的限制和運(yùn)輸距離的限制,所以地區(qū)性可提供的廢棄物量是首先考慮的因素之一,另外其他的廢物處理公司和可能的潛在對(duì)手,廢物的處理習(xí)慣和處理費(fèi),是經(jīng)濟(jì)核算時(shí)應(yīng)注意到的問(wèn)題。
3.2 政策支持
政府應(yīng)制定有關(guān)政策,支持和鼓勵(lì)水泥企業(yè)處理廢棄物,包括許可證發(fā)放,稅收優(yōu)惠,保證廢棄物來(lái)源等方面。當(dāng)?shù)丨h(huán)保機(jī)構(gòu)對(duì)水泥窯處理廢棄物的態(tài)度至關(guān)重要。
3.3 人力資源
廢物處理特別是危險(xiǎn)廢棄物的處理所需要的專(zhuān)業(yè)知識(shí)及管理要求都與傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)不一樣,所以對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的要求也不一樣,需引進(jìn)有關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)員工的培訓(xùn),提高業(yè)務(wù)能力,增強(qiáng)安全意識(shí),員工的能力是否能滿(mǎn)足要求是這項(xiàng)工作能否成功的重要因素之一。
3.4 質(zhì)量控制
由于水泥窯處理廢棄物是在水泥生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行的,為保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量和不影響水泥生產(chǎn)過(guò)程不受影響,必須對(duì)被處理廢棄物的物理性能和化學(xué)性能進(jìn)行控制,同時(shí)在調(diào)配過(guò)程和最終的替代燃料進(jìn)行分析,規(guī)范替代燃料的性能(見(jiàn)表4)。
表4 需控制的廢棄物理化性能內(nèi)容
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11
熱值 灰分 硫 氯、氟 鉀、鈉 PH 重金屬 揮發(fā)性 放射性 凝固點(diǎn) 粘滯度
3.5 與社區(qū)關(guān)系
利用水泥窯處理廢棄物特別是危險(xiǎn)廢棄物,處理好與周邊社區(qū)關(guān)系是這項(xiàng)工作是否成功的另一重要因素,應(yīng)加強(qiáng)勾通,使大家了解水泥窯處理廢棄物的優(yōu)越性和無(wú)害性,了解這項(xiàng)工作對(duì)社會(huì)、對(duì)子孫后代的貢獻(xiàn),同時(shí)應(yīng)開(kāi)展一些有益社區(qū)的活動(dòng),增強(qiáng)相互理解。
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