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利用垃圾燃料的生產(chǎn)水泥的探討
廣州越秀水泥集團有限公司 吳一岳 2007/3/15
摘 要：利用工業(yè)廢料作為原料和混合材料，不但為水泥生產(chǎn)節(jié)約了大量的成本，而且大大減少了這些工業(yè)廢料對生態(tài)環(huán)境的污染，并且由于變廢料成為水泥，可大大減少熟料的生產(chǎn)量，從而減少生產(chǎn)熟料過程中無法避免的向大氣排放CO2、SO2和NOX的有害污染。但是，利用具有一定熱值，并不含有損害水泥生產(chǎn)過程的組份的工業(yè)廢料作為生產(chǎn)水泥的燃料（下稱為垃圾燃料）的工廠在國內(nèi)卻鮮為人知。本文專就水泥工業(yè)如何利用垃圾燃料為題進行論述。
關鍵詞：:燃料-廢物利用
中國是世界上最早利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥的國家之一。眾所周知，國內(nèi)各種類型的水泥廠早就利用硫酸渣、粉煤灰、礦渣、工業(yè)石膏廢料等工業(yè)廢料作為生產(chǎn)水泥的原料和混合料生產(chǎn)各種建筑用的水泥，年產(chǎn)量至少至少在5000萬噸以上。利用工業(yè)廢料作為原料和混合材料，不但為水泥生產(chǎn)節(jié)約了大量的成本，而且大大減少了這些工業(yè)廢料對生態(tài)環(huán)境的污染，并且由于變廢料成為水泥，可大大減少熟料的生產(chǎn)量，從而減少生產(chǎn)熟料過程中無法避免的向大氣排放CO2、SO2和NOX的有害污染。但是，利用具有一定熱值，并不含有損害水泥生產(chǎn)過程的組份的工業(yè)廢料作為生產(chǎn)水泥的燃料（下稱為垃圾燃料）的工廠在國內(nèi)卻鮮為人知。本文專就水泥工業(yè)如何利用垃圾燃料為題進行論述。
1、國內(nèi)外利用垃圾燃料生產(chǎn)水泥的現(xiàn)狀
1.1國外利用情況
美國、西歐各國和日本是最早利用垃圾燃料作為生產(chǎn)水泥的燃料的國家。早在上世紀七十年代末，這些國家的水泥工業(yè)的技術人員就進行利用汽車廢輪胎代替煅燒燃料的試驗，并在八十年代初成功地改造了一批工廠。至九十年代，各種具有一定熱值的工業(yè)廢料和生活廢料越來越多地取代了油、煤、氣這些傳統(tǒng)的燃料來生產(chǎn)水泥，而這種轉(zhuǎn)變始終處在對垃圾燃料燃燒是否產(chǎn)生新的污染和垃圾燃料燃燒后的殘留物帶入水泥中是否留下禍害的監(jiān)控之中。事實證明，科學處置垃圾燃料，既能有效地利用其熱量，又可能做到對環(huán)境不產(chǎn)生任何新的污染。目前，在歐美工業(yè)發(fā)達國家用于水泥工業(yè)的垃圾燃料主要是：廢舊輪胎、廢紙、塑料包裝廢棄物，廢機油，木屑、廢溶劑和屠宰業(yè)需棄置的內(nèi)、骨頭等。有趣的是，近幾年在歐洲一度蔓延瘋牛癥和口蹄疫癥，這些動物的尸體幾乎都成了水泥工業(yè)非常優(yōu)質(zhì)的燃料。根據(jù)筆者近三年在歐洲許多水泥廠調(diào)查，實施垃圾燃料利用的水泥工廠其代用燃料率通常在20％~40%之間，個別工廠達50％。如H•C集團屬下的一個名為Leimen的工廠，2000年垃圾燃料的代替為36％，而在一段時間曾達到60％，而在H•C集團屬下的另一個名為Lengfurt的工廠，2000年共使用垃圾燃料為3.736萬噸，分別為廢輪胎，廢塑料和廢油，各占三分之一。臺灣地區(qū)的水泥工廠垃圾燃料利用率也開始達到10％以上的水平。2001年，一臺由F.L.S公司設計旨在為分解爐燃燒100％垃圾燃料，名為“熱桌”的燃燒裝置在挪威的北歐水泥集團的工廠安裝并投入生產(chǎn)，試驗成功后，其垃圾燃料的代用率將可達到80％。
2.2我國利用情況
目前我國對垃圾燃料的利用起步很晚,特別是在水泥工業(yè)利用更少。90年代中期開始建設利用焚燒生活垃圾來發(fā)電的垃圾電站，常規(guī)的垃圾焚燒爐由于焚燒溫度低，有毒氣體在爐內(nèi)停留時間短，很容易造成不完全燃燒而產(chǎn)生二噁英，需要增加特別的廢氣凈化裝置，另外焚燒后的廢渣還需特別處理。上海、北京地區(qū)有少數(shù)水泥廠，曾直接在水泥回轉(zhuǎn)窯上進行了一系列的試驗工作，并取得非常有意義的試驗結(jié)果并積累了寶貴的經(jīng)驗。在此基礎上南京水泥工業(yè)設計研究院從1999年對利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理可燃工業(yè)（生活）垃圾技術進行了較為全面的探索和研究。據(jù)報導他們在廣東東莞完成了利用回轉(zhuǎn)窯焚燒廢塑料及廢皮革發(fā)電項目的設計和建設工作，已投入運行并取得了初步的成效。
2、垃圾燃料利用對環(huán)境的影響評價
人們知道垃圾燃料能有效利用其潛在的熱量之后，普遍關注的是燃燒后隨水泥窯廢氣一起排放在到大氣所產(chǎn)生的影響，以及其燃燒后的殘留物帶入水泥中對混凝土使用環(huán)境的影響。
目前，可能采用垃圾燃料的水泥產(chǎn)生窯型普遍為新型干法窯，眾所周知，在回轉(zhuǎn)窯的燒成帶，窯尾和分解爐的溫度分別在所1450℃，1000℃和850℃左右，氣體在窯、爐和預熱停留的時間較長。而窯型的大型化使窯爐的熱容量變得越來越大，這些條件是一般廢物焚化爐所不具備的。無論是無機可燃物或是有機可燃物，在這樣的工況下完全可以徹底的分解和燃盡。特別是一般物焚化爐在處理有機廢物時，可能產(chǎn)生的二惡英問題則在水泥窯中較好地解決。
歐盟理事會2000／76EC廢物焚化規(guī)定
污染物 C
總塵量 30
HCI 10
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