一文了解水泥窑协同处置可燃废弃物行业关键知识点

一、水泥窑协同处置可燃废弃物有哪些优势？

1、水泥窑协同处置可燃废弃物具备环保优势。在水泥窑系统内长时间高温的工况下，有害物质将被消解或熔融，重金属元素被固化在熟料晶格中，不会发生渗析。与垃圾燃烧发电相比，水泥窑协同处置不产生任何废渣，没有二次污染。

关于旁路放风二噁英及窑灰污染问题，水泥窑协同处置垃圾配备的旁路放风系统采取了“放风排氯不排灰”的技术措施，且绝大多数放风都是间歇操作，旁路放风中的二噁英含量一般介于0.032~0.065ng-TEQ/Nm3，完全符合GB50295和GB30485的标准。同时，旁路窑灰量很少，只有其熟料产量的0.5%，且所有的旁路窑灰水泥厂可以全部自行消纳干净，没有外排。

2、水泥窑协同处置可燃废弃物具备成本优势。与新建垃圾焚烧发电厂相比，水泥窑协同处置可充分利用水泥厂现有的装备，只需适当增设若干废弃物预处理设施，就能在不影响熟料生产的情况下处置生活垃圾。同时，经过处理的可燃废弃物能够替代一部分化石燃料（如煤粉等），节省水泥厂原料开支。

3、水泥窑协同处置可燃废弃物具备热能利用率高的优势。水泥窑中的能量转换过程是在密闭简单直接的状态下进行的，能量转换中的损耗少，而垃圾发电厂则需锅炉燃烧生成蒸汽推动汽轮机发电，中间经过了多重能量转换，损失较大。有专家估计，水泥窑中废弃物中全部热能的有效利用率可达60%左右，而垃圾发电的仅20%左右。

4、水泥窑协同处置可燃废弃物对各种性能废弃物的适应性很强。由于水泥窑的产量很大，以5000t/d的窑为例，每24小时喂入窑内的生料和煤粉等物料接近10000吨，窑内温度高，热容量大，热力强度高，对外加可燃废弃物可能引起的系统变化具备较强的承受力，如物流、气流、温度场、压力场等各种参数都控制在可操作范围。另外，水泥窑的巨大体量也使其对各种性能可燃废弃物的适应性也比较强，足以保障工况稳定生产正常。

二、水泥窑协同处置可燃废弃物的限制主要有哪些？

利用水泥窑炉协同处置废弃物，首先要求工艺上的“协同”，这就意味着并非所有废弃物都可接纳用于协同处理。只有做到如下几个方面的控制，满足水泥正常生产工艺才能处置：

1、高温焚烧后各种废弃物灰烬化学组分，包括微量元素和干扰元素(钾、钠、硫、氯、磷)及其波动范围需要得到控制，以满足水泥熟料产品质量要求;

2、废弃物所含对金属和耐火材料具有较强腐蚀性的元素，如卤族元素(氟、氯、溴、碘)、重金属(锌、铅、铬)等必须得到控制，以确保生产设备的安全运行;

3、处置过程中，必须满足各项环保指标控制要求，以确保不会生成影响环境的污染物。

三、我国水泥窑协同处置的发展历史

2000年前后，北京水泥厂、上海万安水泥公司开始批量化处理危险废弃物。

2009年，广东粤堡水泥厂（现属华润）水泥窑协同处置污泥的项目在2000t/d窑上投产,至今已扩展危废处理。

2010年，我国第一套水泥窑烧垃圾的KK系统在海螺铜陵水泥厂的1台5000t/d级窑上投产成功，经海螺消化吸收后更名为CKK系统，至今已有约20套CKK系统投产，在建的有多套。该技术来源于海螺收购的日本川崎公司KK（KawashakiKiln,气化炉）系统的制造许可权和专利权。

2012年，华新水泥集团协同处置长江三峡漂浮物、污泥和垃圾的几个项目陆续投产。至今华新已拥有约12条协同处置生产线，另有多条线正在建设之中。

2013年，中材南京院在溧阳水泥厂研发成功了烧垃圾生产线，至今已投产了约8条线，在建的也有多条。

2014年，发改环资【2014】884号文发布，工信部、住建部、发改委、科技部、财政部、环保部六部委决定联合开展试点及评估，这意味着水泥窑协同处置生活垃圾得到国家层面的认同。

2015年，华润与丹麦史密斯公司、北京蓝天众成环保公司合作研发的“机械生物预处理+热盘炉（MBH）系统”的水泥窑协同处置垃圾项目，在广西红水河水泥厂投产成功，另有三套MBH系统于近期投产。

据不完全统计，2017年我国已有近50台水泥窑兼烧生活垃圾，协同处置能力约500万吨原生垃圾，兼烧市政污泥的水泥窑有近30台，年处置量约230万吨，另外还有已获兼烧危废资质的水泥厂30余家，核准能力152万吨每年。全国协同处置垃圾和/或污泥、危废的水泥窑已有100多台，占水泥窑总数的6%以上。

在技术方面，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)五种型式协同处置生活垃圾技术，建设示范性技术与配套装备43条生产线，协同处置汚泥、危废等33条生产线。总体技术成熟可靠，已具备应对处置絮状、粒状、块状、浆状等不同形态和干湿、软硬、粘结、缠绕、磨蚀、腐蚀、危险等不同性能可燃废弃物的能力和实力。水泥窑协同处置可燃废弃物用作替代燃料，对于实现熟料生产的化石燃料“零消耗”具备极大的现实意义。

四、我国水泥窑协同处置可燃废弃物的经济效益怎么样？

2016年我国近76台水泥窑协同处理原生垃圾约300多万吨，污泥和危废等约360万吨，结果是其用作替代燃料对全国熟料总热耗的贡献率（即对熟料煤耗的替代率）为1.8%。与美国的13%、日本的22%、英国的51%、德国的68%、挪威的90%相比，差距甚大。我国设定的目标是在2020年协同处置的水泥窑达到10%~15%（约200台），对熟料煤耗的替代率达20%以上。

究其原因，我国目前已利用的城市垃圾、市政污泥和危废均属低热值废物，对水泥企业而言，处置这类废物其环保效益、社会效益远远大于经济效益。发达国家水泥窑协同处置可燃废弃物的种类很广，各种高中低热值的废弃物比例较均衡。

如果高热值废弃物得到充分利用，我国水泥窑协同处置对熟料煤耗的替代率将大大上升。例如废轮胎、石油焦、油田污染土、废机油、废油墨等，其中的废轮胎对水泥窑的热耗贡献率比煤还高，1吨废轮胎相当于1.14吨标煤，是原生垃圾的10~12倍，其它的油田污染土和废机油等大致可达5~6倍，而且它们的前处理工序比垃圾简单很多，使用成本更低。对水泥企业来说，如果利用高热值废弃物作为替代燃料，在发挥基本相同的环保效益和社会效益的情况下，可以较显著地提升其经济效益。

五、水泥窑协同处置可燃废弃物对垃圾发电行业有哪些影响？

生活垃圾焚烧发电已先入为主进入国家政策，但是由于种种原因，推进并不顺利。采用垃圾焚烧会出现社会大众非常敏感的二噁英排放问题，一些城市在垃圾焚烧厂选址方面成为问题焦点。同时，水泥窑协同处置技术在国内创新发展时，在科学性、合理性方面却不断受到种种质疑和怀疑，与垃圾发电行业的抵制有关，原因就在于动了某些利益集团“奶酪”。

生活垃圾焚烧不仅得到国家支持，中央政府还对垃圾焚烧发电上网电价给予补贴，减轻了地方政府的负担，但地方政府还需要在土地、投资、环保、社会认可等方面承担较大责任。在技术经济方面，垃圾焚烧发电项目不仅投资很大，还受到规模经济的限制。显然，垃圾焚烧发电不可能完全适用于中小城市的生活垃圾处置。

根据欧盟的经验，水泥窑协同处置生活垃圾数量约占垃圾总量的10%左右为宜；垃圾发电仍然是消纳生活垃圾的最主要技术途径。实际上，水泥窑协同处置可燃废弃物的种类和范围很大，适应性很强，并不仅仅局限在垃圾上，所以与垃圾发电行业有很大的共存空间。