水泥窯協(xié)同處置是指在水泥生產(chǎn)過程中,將滿足或經(jīng)過預(yù)處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯,在進行水泥熟料生產(chǎn)的同時實現(xiàn)對固體廢物的無害化處置過程。
危廢進入水泥窯之前需進行預(yù)處理,一般根據(jù)危廢性質(zhì)進行分類處理。熱值高且穩(wěn)定的危廢作為水泥窯替代燃料;符合水泥原料成分且含量較高的作為可替代原料。對于不能作為替代燃料或原料的固態(tài)危廢一般進行破碎分選,采用螺旋輸送器或人工投料的方式入窯處理;半固態(tài)、液態(tài)危廢主要在混合配伍后采用污泥泵、隔膜泵等直接泵送入水泥窯。
水泥窯協(xié)同處置投加位置包括窯頭高溫段、窯尾高溫段或者生料配料系統(tǒng),主要根據(jù)危廢的特性、進料裝置的要求以及投加口的工況特點來確定。窯頭高溫段適合含水率低的液態(tài)物質(zhì)及含高氯、高毒、難降解有機物質(zhì)等危廢;窯尾高溫段適合含水率高、大塊狀等危廢;生料配料系統(tǒng)對危廢的要求相對較高,只能投加不含有機物和揮發(fā)、半揮發(fā)性重金屬的固態(tài)危廢。
水泥窯協(xié)同處置危廢的技術(shù)優(yōu)勢明顯,包括處置溫度高、焚燒空間大、停留時間長、處置規(guī)模大;同時,還可避免焚燒爐燃燒廢氣、廢渣產(chǎn)生的二次污染問題;使廢物中的重金屬在高溫下得到固化并穩(wěn)定留存于熟料礦物中;危廢可替代部分水泥生產(chǎn)所需的原料,實現(xiàn)資源再利用。
水泥窯協(xié)同處置危廢發(fā)展趨勢
整個行業(yè)來看,目前國內(nèi)有水泥窯1700余條,樂觀估計符合危廢處置選址條件等影響規(guī)定的水泥生產(chǎn)線約300條左右,保守估計約200條左右。目前,已取證項目60個,在批及再建項目約60個,整個水泥行業(yè)仍處于協(xié)同處置危廢發(fā)展高峰期。2017-2018年,我國水泥窯協(xié)同處置危廢項目分別新增19個與26個,新增規(guī)模分別為104萬噸/年和166萬噸/年,產(chǎn)能進入加速釋放期。簡單預(yù)估,未來若整個水泥行業(yè)的危廢處置能力全部釋放,年處置危廢能力將達到1200-1800萬噸/年。
從優(yōu)勢比較方面來看,水泥窯具有高溫、堿性、完善強大的尾氣處理系統(tǒng)等優(yōu)點,較傳統(tǒng)危廢焚燒項目具有投資少、處置量大等優(yōu)勢。單個水泥窯協(xié)同處置危廢項目處置規(guī)模約為傳統(tǒng)危廢焚燒處置項目的5-10倍,同等規(guī)模的投資額僅為傳統(tǒng)危廢焚燒項目的1/3左右,投入產(chǎn)出比約為傳統(tǒng)危廢焚燒處置項目的15-30倍。技術(shù)工藝路線方面,目前普遍的處置工藝為SMP系統(tǒng),飛灰協(xié)同處置領(lǐng)域主要采用水洗、干法除氯兩種工藝,污染土處置主要采用熱脫附技術(shù)路線。同時各個水泥集團也在探索利用其現(xiàn)有市政垃圾協(xié)同處置設(shè)施同時處置危廢、開發(fā)離線式綜合氣化爐新工藝等技術(shù)。如同水泥窯從立窯發(fā)展到干法窯,隨著人們對危廢協(xié)同處置的聚焦關(guān)注、資源投入,水泥窯協(xié)同處置危廢領(lǐng)域也將出現(xiàn)處置量更大、對水泥生產(chǎn)干擾更小、處置種類范圍更寬的新技術(shù)工藝路線。同時需要指出的是,水泥窯協(xié)同處置危廢將是未來主力軍但不能完全取代傳統(tǒng)危廢焚燒項目,水泥窯協(xié)同處置危廢是在保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量及人員設(shè)備環(huán)境安全的前提下,協(xié)同處置適合處置的危廢,與傳統(tǒng)危廢焚燒項目應(yīng)是互相補充配合的。