论文部分内容阅读
摘要：本文在分析了固体废物水泥窑共处置技术的共性特征后，根据陕西省水泥行业实际，阐述了该技术在陕西省推广的可行性、存在问题及对策。
1什么是固体废物水泥窑共处置技术
1.1固体废物水泥窑共处置
固体废物水泥窑共处置指的是在水泥的生产过程中使用废物，通过废物来替代一次燃料和原料，从废物中再生能量和材料。固体废物水泥窑共处置为水泥工业和废物的管理提供了更好的选择方式。
1.2固体废物水泥窑共处置的特点
根据水泥工业的生产工艺和设备的要求，利用水泥窑处置废物有以下特点：
（1）焚烧温度高。水泥窑内物料温度一般高于1450℃，气体温度则高于1750℃，甚至可达更高温度。在此高温下，废物中有机物将彻底的分解，去除率一般在99.99％以上。
（2）停留时间长。废物在水泥窑高温状态下长时间的停留，有利于废物的彻底燃烧和分解。
（3）良好的湍流。水泥窑内高温气体与物料流动方向相反，湍流强烈，有利于气固相的混合、传热、传质、分解、化合、扩散。
（4）碱性的环境氛围。水泥窑内的碱性物质可以中和废物中的酸性物质为稳定的盐类，非常适合处理各种有机废物。
（5）固化作用。在水泥窑煅烧废物的过程中，可将废物中的绝大部分重金属固化在熟料中，避免了重金属的再度扩散。
2国内水泥行业的现状
据统计资料显示，2009年末我国新投产新型干法生产线120条，新增生产能力1.4亿吨，全国水泥熟料生产能力13.4亿吨，比2008年增加4000万吨，水泥生产能力22亿吨，比2008年增加了1亿吨。
中国水泥企业利用固体废物生产水泥已有近百年的历史。自20世纪90年代以来，中国一直从事水泥窑共处置生产和研究方面的尝试，如上海万安企业在国内首创水泥窑焚烧固体废物；北京水泥厂利用水泥窑处置固体废物方面也进行了试烧试验，并取得了一定的成果。但总体而言，我国利用水泥窑处置废物的研究和生产仍处于起步阶段。
3陕西省水泥工业的现状
水泥工业是陕西省的传统产业之一，水泥用石灰石保有储量约65.8亿吨，居全国前列。但陕西省水泥生产的规模并不大，2008年，陕西省水泥企业共计116家，水泥产能总量6599万吨，水泥产量4430万吨，仅2008年陕西新投产的新型干法水泥产能就达680万吨。
4在陕西省应用水泥窑共处置固体废物技术可行性分析
4.1经济效益分析
与传统的焚烧炉相比，该技术产生的效益之大，是难以估量的：建一座同等处置规模的传统焚烧炉总投资是6-7亿元，年处置10万吨危险废物消耗的成本约0.8亿-1.2亿元，其综合成本是水泥窑及其处置固体废物的2倍。对于陕西省这样的西部经济欠发达省份，减轻了相当一部分经济负担，与填埋法相比，水泥窑处置固体废物技术每年可节省陕西省大量的土地资源。
4.2社会效益分析
陕西省关中地区设备制造行业企业集中，陕南地区有色金属采选业企业集中，陕北是能源化工基地，每年产生大量的固体废物，虽然近几年先后建设了一些固体废物贮存、处置企业，但其处置规模远远满足不了固体废物的产生量，水泥窑共处置固体废物不仅解决了部分固体废物的去向问题，真正实现了“减量化、资源化、无害化”的原则。
4.3环境效益分析
利用水泥回转窑处置固体废物是一种环境保护措施，一般用焚烧方法处置有机碳氢化合物须将废物置于1000℃的高温下持续2秒钟，才能达到99.99%的完全处理。水泥回转窑是一种体积较大的工业窑炉。回转窑正常运转时，窑内最高温度达1650℃。窑内供氧充分，使废物有充分的燃烧时间、空间和温度，保证有机物99.99%以上被烧毁，基本不会产生二次污染。
5推广水泥窑共处置固体废物技术存在的问题及对策
5.1存在问题
5.1.1技术方面的问题
利用水泥窑处理与利用固体废物也有一定的限制，需要注意以下几个技术方面的问题：
(1)对水泥质量的影响：将废物流引入现有的水泥窑中有可能破坏工艺过程或影响产品的质量，如废物中过高的S、Cl、F等的含量会造成水泥窑运行上的问题．因而必须对废物流做仔细研究，并对适合处理的废物作出限定。
(2)污染物排放达标：将废物流引入现有的水泥窑焚烧可能产生额外的或更高负荷的污染物排放，因此需要对用作燃料的废物进行严格的筛选和控制，对系统排放的气体进行更加严格的限制，增加必要的在线监测装置和收尘设备。
(3)配备化验、测量和安全设备：为了保证固体废物在收集、贮存、运输、装卸、计量、投入过程中的安全，需要增加一系列化验、测量和安全设备，增加了操作、控制的难度和复杂性。
(4)增加预处理设施：为了便于工艺操作，提高废物处理效率。保证水泥厂的安全生产，必须对某些废物进行预处理。
5.1.2管理方面的问题
从管理方面来看，其主要问题在于：
(1)缺乏利用水泥工业处置和利用固体废物的法规、标准和有关政策。我国除2001年12 月颁布的《固体废物污染防治技术政策》中指出“固体废物的焚烧宜采用以旋转窑炉为基础的焚烧技术，可根据固体废物种类和特征选用其他不同炉型，鼓励改造并采用生产水泥的旋转窑炉附烧或专烧固体废物”，目前尚无专门针对水泥工业处置和利用废物的法规、标准和政策。
(2)执法力度不够造成一部分废物得不到有效控制和处置。由于废物申报登记不健全，环保监督管理存在一些漏洞，未能完全掌握废物流向；一部分企业为了减少企业开支，将固体废物堆放于厂区之内，或是进行简单处置，或是付出较低费用将废物转移进行低水平回收利用，造成更大范围的二次污染 。
(3)由于管理水平、经济发展水平的差异，当前陕西省可由水泥工业处置和利用的废物与北京、上海等城市有很大不同。目前，陕西省内各污水处理厂污泥等尚未得到有效控制，能够提供在水泥厂处置和利用的废物只有含锌、含铅废物及无机氰化物废物等。这些廢物来源点多，但数量小，品种多，热量低，起不到替代燃料的作用，甚至需要添加燃料助燃。这样势必造成水泥厂运行成本升高，经济效益不明显，水泥生产企业积极性不高。
5.2对策
（1）建立相关的法律法规
a.制定污染物的排放标准。利用水泥窑处置固体废物，可能产生额外的或更高的污染物排放，因此需要对系统排放的气体进行严格的限制，增加必要的在线测量装置和收尘设备。
b.制定固体废物的使用标准。固体废物在使用前必须经过分析检验，主要分析项目有：重金属（mg/kg）、氰化物、总氯，PCB等各种可引起环境污染和影响水泥质量的元素和物质。
c.建立相关的产品质量标准和审批许可制度，建立技术标准、预处理工艺等。
（2）开发利废新技术
a.固体废物水分、成分分析、控制技术以及所需新型分析、控制设备的研究开发。
b.固体废物的预处理设备与技术。为了提高废物处理效率，保证水泥的安全生产，必须对某些废物进行预处理。
c.喂料方式与位置的研究。包括替代原料、替代燃料和混合材料。
（3）扩大利废范围的研究
当前陕西省利用水泥处置和利用的废物种类与该技术应用较成熟的企业不同。目前，陕西省的废轮胎、废矿物油等尚未得到有效控制，水泥厂处置和利用的主要是含铜废物、含锌废物、无机氰化物废物等。为了扩大水泥窑处置废物的种类以及维护水泥企业利废工艺的长时间的正常运转，势必要增加利废的范围与数量。
1什么是固体废物水泥窑共处置技术
1.1固体废物水泥窑共处置
固体废物水泥窑共处置指的是在水泥的生产过程中使用废物，通过废物来替代一次燃料和原料，从废物中再生能量和材料。固体废物水泥窑共处置为水泥工业和废物的管理提供了更好的选择方式。
1.2固体废物水泥窑共处置的特点
根据水泥工业的生产工艺和设备的要求，利用水泥窑处置废物有以下特点：
（1）焚烧温度高。水泥窑内物料温度一般高于1450℃，气体温度则高于1750℃，甚至可达更高温度。在此高温下，废物中有机物将彻底的分解，去除率一般在99.99％以上。
（2）停留时间长。废物在水泥窑高温状态下长时间的停留，有利于废物的彻底燃烧和分解。
（3）良好的湍流。水泥窑内高温气体与物料流动方向相反，湍流强烈，有利于气固相的混合、传热、传质、分解、化合、扩散。
（4）碱性的环境氛围。水泥窑内的碱性物质可以中和废物中的酸性物质为稳定的盐类，非常适合处理各种有机废物。
（5）固化作用。在水泥窑煅烧废物的过程中，可将废物中的绝大部分重金属固化在熟料中，避免了重金属的再度扩散。
2国内水泥行业的现状
据统计资料显示，2009年末我国新投产新型干法生产线120条，新增生产能力1.4亿吨，全国水泥熟料生产能力13.4亿吨，比2008年增加4000万吨，水泥生产能力22亿吨，比2008年增加了1亿吨。
中国水泥企业利用固体废物生产水泥已有近百年的历史。自20世纪90年代以来，中国一直从事水泥窑共处置生产和研究方面的尝试，如上海万安企业在国内首创水泥窑焚烧固体废物；北京水泥厂利用水泥窑处置固体废物方面也进行了试烧试验，并取得了一定的成果。但总体而言，我国利用水泥窑处置废物的研究和生产仍处于起步阶段。
3陕西省水泥工业的现状
水泥工业是陕西省的传统产业之一，水泥用石灰石保有储量约65.8亿吨，居全国前列。但陕西省水泥生产的规模并不大，2008年，陕西省水泥企业共计116家，水泥产能总量6599万吨，水泥产量4430万吨，仅2008年陕西新投产的新型干法水泥产能就达680万吨。
4在陕西省应用水泥窑共处置固体废物技术可行性分析
4.1经济效益分析
与传统的焚烧炉相比，该技术产生的效益之大，是难以估量的：建一座同等处置规模的传统焚烧炉总投资是6-7亿元，年处置10万吨危险废物消耗的成本约0.8亿-1.2亿元，其综合成本是水泥窑及其处置固体废物的2倍。对于陕西省这样的西部经济欠发达省份，减轻了相当一部分经济负担，与填埋法相比，水泥窑处置固体废物技术每年可节省陕西省大量的土地资源。
4.2社会效益分析
陕西省关中地区设备制造行业企业集中，陕南地区有色金属采选业企业集中，陕北是能源化工基地，每年产生大量的固体废物，虽然近几年先后建设了一些固体废物贮存、处置企业，但其处置规模远远满足不了固体废物的产生量，水泥窑共处置固体废物不仅解决了部分固体废物的去向问题，真正实现了“减量化、资源化、无害化”的原则。
4.3环境效益分析
利用水泥回转窑处置固体废物是一种环境保护措施，一般用焚烧方法处置有机碳氢化合物须将废物置于1000℃的高温下持续2秒钟，才能达到99.99%的完全处理。水泥回转窑是一种体积较大的工业窑炉。回转窑正常运转时，窑内最高温度达1650℃。窑内供氧充分，使废物有充分的燃烧时间、空间和温度，保证有机物99.99%以上被烧毁，基本不会产生二次污染。
5推广水泥窑共处置固体废物技术存在的问题及对策
5.1存在问题
5.1.1技术方面的问题
利用水泥窑处理与利用固体废物也有一定的限制，需要注意以下几个技术方面的问题：
(1)对水泥质量的影响：将废物流引入现有的水泥窑中有可能破坏工艺过程或影响产品的质量，如废物中过高的S、Cl、F等的含量会造成水泥窑运行上的问题．因而必须对废物流做仔细研究，并对适合处理的废物作出限定。
(2)污染物排放达标：将废物流引入现有的水泥窑焚烧可能产生额外的或更高负荷的污染物排放，因此需要对用作燃料的废物进行严格的筛选和控制，对系统排放的气体进行更加严格的限制，增加必要的在线监测装置和收尘设备。
(3)配备化验、测量和安全设备：为了保证固体废物在收集、贮存、运输、装卸、计量、投入过程中的安全，需要增加一系列化验、测量和安全设备，增加了操作、控制的难度和复杂性。
(4)增加预处理设施：为了便于工艺操作，提高废物处理效率。保证水泥厂的安全生产，必须对某些废物进行预处理。
5.1.2管理方面的问题
从管理方面来看，其主要问题在于：
(1)缺乏利用水泥工业处置和利用固体废物的法规、标准和有关政策。我国除2001年12 月颁布的《固体废物污染防治技术政策》中指出“固体废物的焚烧宜采用以旋转窑炉为基础的焚烧技术，可根据固体废物种类和特征选用其他不同炉型，鼓励改造并采用生产水泥的旋转窑炉附烧或专烧固体废物”，目前尚无专门针对水泥工业处置和利用废物的法规、标准和政策。
(2)执法力度不够造成一部分废物得不到有效控制和处置。由于废物申报登记不健全，环保监督管理存在一些漏洞，未能完全掌握废物流向；一部分企业为了减少企业开支，将固体废物堆放于厂区之内，或是进行简单处置，或是付出较低费用将废物转移进行低水平回收利用，造成更大范围的二次污染 。
(3)由于管理水平、经济发展水平的差异，当前陕西省可由水泥工业处置和利用的废物与北京、上海等城市有很大不同。目前，陕西省内各污水处理厂污泥等尚未得到有效控制，能够提供在水泥厂处置和利用的废物只有含锌、含铅废物及无机氰化物废物等。这些廢物来源点多，但数量小，品种多，热量低，起不到替代燃料的作用，甚至需要添加燃料助燃。这样势必造成水泥厂运行成本升高，经济效益不明显，水泥生产企业积极性不高。
5.2对策
（1）建立相关的法律法规
a.制定污染物的排放标准。利用水泥窑处置固体废物，可能产生额外的或更高的污染物排放，因此需要对系统排放的气体进行严格的限制，增加必要的在线测量装置和收尘设备。
b.制定固体废物的使用标准。固体废物在使用前必须经过分析检验，主要分析项目有：重金属（mg/kg）、氰化物、总氯，PCB等各种可引起环境污染和影响水泥质量的元素和物质。
c.建立相关的产品质量标准和审批许可制度，建立技术标准、预处理工艺等。
（2）开发利废新技术
a.固体废物水分、成分分析、控制技术以及所需新型分析、控制设备的研究开发。
b.固体废物的预处理设备与技术。为了提高废物处理效率，保证水泥的安全生产，必须对某些废物进行预处理。
c.喂料方式与位置的研究。包括替代原料、替代燃料和混合材料。
（3）扩大利废范围的研究
当前陕西省利用水泥处置和利用的废物种类与该技术应用较成熟的企业不同。目前，陕西省的废轮胎、废矿物油等尚未得到有效控制，水泥厂处置和利用的主要是含铜废物、含锌废物、无机氰化物废物等。为了扩大水泥窑处置废物的种类以及维护水泥企业利废工艺的长时间的正常运转，势必要增加利废的范围与数量。