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水泥行业现面临着产能过剩的危机，很多中小水泥厂面临关闭的危险，因此水泥厂纷纷寻求技术改进。在众多的技术改进路线中，利用水泥窑协同处置垃圾废物是水泥工业节能减排的新亮点。2016年年底，随着环保部《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》的出台，水泥窑协同处置固体废弃物迎来春天。
根据环保部的数据统计，我国每年未加利用的工业固体废物十几亿吨的量，其中危险废物每年有上千万吨，还有全国每年城市生活垃圾清运量近两亿吨。“十二五”期间，我国利用水泥窑协同处置各类固体废物的技术装备开始广泛应用，协同处置生活垃圾、城市污泥、危险废物和其他固体废物的水泥熟料生产线已经有100多条。
一边是危废和生活垃圾的大量产生，另一边是水泥窑协同处置的广泛应用。看起来前景光明，但仍有不少业内人士认为，水泥窑协同处置废物在技术设计、运行管理、风险管控等方面仍有很多待完善之处。
水泥窑协同处置已有成熟的工艺
对于协同处置生活垃圾的水泥窑而言，窑型越大，其处置废物过程中的缓冲能力越大，废物的特性变化对水泥窑生产的影响越小，从而越有利于固体废物协同处置。水泥窑协同处置生活垃圾的原理与垃圾焚烧发电类似，也是通过高温来处置垃圾，相较垃圾焚烧有产生二噁英、粉尘和重金属污染等缺点，水泥窑协同处置技术优势明显。后者利用既有水泥生产线窑炉的高温，窑内温度远高于焚烧电厂的焚烧炉内温度，各种有毒有害有机物能被被彻底分解。再加上水泥窑炉特有的碱性环境，可有效抑制酸性物质的排放，能对二恶英等有害废气进行控制。
据中山斯瑞德环保科技股份有限公司营销总监张帆说：“经过近些年发展，水泥窑协同处置生活垃圾技术逐渐成熟，水泥企业走水泥窑协同处置的方向是对的。在国内已有海螺、华新、中材、金隅、华润、金圆等水泥企业捷足先登，尝到了甜头。其实不只是国内，即使在欧洲等发达国家，这项技术也得到了广泛认同。实践证明，这个技术路线是环境安全、经济可行、技术可靠的。”
据了解，早在上世纪70年代，国外就开始水泥窑协同处置城市固体废弃物的研究。到目前，欧洲发达国家大部分水泥厂已使用替代燃料，且替代燃料的数量和种类近年不断扩大，除生活垃圾废弃物外，主要包括废塑料、废轮胎、生物质燃料、污泥等。其中，荷兰是目前世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家，2007年其燃料替代率高达85%以上。
目前，国内已经形成了以海螺、中材、金隅、华新以及华润为代表的五大水泥窑协同处置城市垃圾技术“流派”。海螺集团在2010年开发出了利用新型干法水泥窑处置生活垃圾系统（简称“CKK系统”）；华新集团的水泥窑协同处置生活垃圾技术分为生态处理（预处理）和水泥窑协同处置（终端处置）两部分；金隅集团的水泥窑处置生活垃圾技术主要包括直接入窑技术、气化燃烧间接入窑技术和分级燃烧技术三部分等等。这五家技术的示范化项目均获得了良好的环保指标，各项环保指标参数均能满足相关国家标准的限值要求。
注意处理过程中的安全问题
水泥窑处置生活垃圾由于窑温高，窑内气体一般会达到1000℃~2000℃，这虽有利于有机物和二恶英等物质的分解，但也会造成热力型的NOX产生量急剧变大。特别是在危废处置过程中，若处理中所使用的设备不达标，可能会造成严重的后果。
固废处理设备商斯瑞德的张帆说：“危废处理中有易燃易爆，或者是产生化学反应的物料，这对设备的安全性和适应性要求很高，需要充分考虑物料处理过程中可能出现的危险情况。”
张帆认为，垃圾和危废处理设备在设计上要充分考虑废物处理的复杂性。首先，设备本身的材质要过硬。例如斯瑞德在破碎机刀具采用欧洲进口的材料，保证质量可靠，不易损坏，而且有较长耐磨寿命，桶装危险废物可以直接破碎。其次，驱动系统必须经得起反复冲击负荷的考验，斯瑞德的固废破碎机采用德国的液压系统，在破碎过程中遇到难破碎的物料，会自动提高破碎扭矩，或将不可破碎物料自动排出。
如果真的发生爆燃的情况，破碎系统配套的消防系统可以迅速消灭危险。为此，斯瑞德在产品设计中设计了两套消防系统。一套是二氧化碳的被动消防，假如出现着火的迹象，温度升高或者产生烟雾，就会直接喷射破灭。还有一套是主动消防，采用氮气消防系统。将氮气这种惰性气体冲入到破碎仓内，将氧的含量降到4%以下，使破碎空间不具备燃烧条件。另外，对垃圾处理全过程是自动化控制，并且实时监控。
注意处理过程中氯含量的控制
由于氯元素的存在影响水泥质量，水泥生产对原料中的氯元素等有害物质有严格的限制要求。在国家已颁布的《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》白皮书中也提到，“严格控制入窑废物中氯元素的含量，保证水泥窑能稳定运行和水泥熟料质量，同时遏制二恶英类污染物的产生。”
目前，氯元素是水泥行业业内对水泥窑协同处置生活垃圾过程管控普遍关心的问题，在当前处理系统中，从源头控制氯元素含量难度较大，因此对预处理提出了更高要求。
“若想利用水泥窑处置生活垃圾，就必须对生活垃圾的氯元素含量进行测定和控制。”张帆坦言，我国生活垃圾中含氯元素较高，其主要存在于厨余垃圾和PVC塑料中，因此选择设备时，分选系统很重要，所以水泥窑处置生活垃圾的系统对其中的分选设备的要求就会比较高。
如今，水泥窑协同处置已被工信部列入2017年工业节能与绿色发展重点信贷项目，这对于水泥企业是利好的消息，各省市也都在积极推进水泥窑协同处置固体废物工作，水泥窑协同处置危废和生活垃圾作为一项成熟技术，值得引起各方重视。
张帆表示，“斯瑞德在未来3-5年会密切关注危废处理和生活垃圾处理方向，结合欧洲战略合作伙伴先进的技术经验，制造适合中国垃圾的预处理系统，我们基于在金隅水泥、天津振兴水泥、东方希望、金牛水泥、龙鳞水泥等众多水泥企业中的实践，将不断优化和改进技术水平，为水泥窑协同处置走向更加广阔的明天做出积极贡献。”
