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當前位置:水泥企業(yè)環(huán)保轉型的騰飛之路—“水泥窯協(xié)同處置飛灰”
點擊次數(shù):2018-04-12 15:30:01【打印】【關閉】
飛灰始于2008年版《國家危險廢物名錄》，飛灰作為危險廢物，危險特性被定為毒性，主要處理方式為填埋，但是隨著飛灰的產(chǎn)量大量增加，填埋場地壓力劇增，加之填埋場使用壽命有限。飛灰需要一種新的處理方式對其進行無害化和資源化處置。
水泥窯協(xié)同處置飛灰經(jīng)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)具有成熟的生產(chǎn)線，生產(chǎn)過程中完全實現(xiàn)了飛灰處置“無害化、資源化、零污染，零排放”的處理效果，已經(jīng)成為環(huán)保產(chǎn)業(yè)處置飛灰不可或缺的方式。
同時，國家在2016年《國家危險廢物名錄》的修改中增加了《危險廢物豁免管理清單》，《豁免清單》中明確指出，屬危險廢物的生活垃圾焚燒飛灰在處置環(huán)節(jié)，在滿足《水泥窯協(xié)同處置固體污染廢物控制標準》（GB30485-2013）進入水泥窯協(xié)同處置條件下，水泥窯協(xié)同處置過程不按危險廢物管理，即水泥企業(yè)不需要持有危險廢物綜合經(jīng)營許可證。由此可見水泥窯協(xié)同處置飛灰將是飛灰處置的必經(jīng)之路。
水泥窯協(xié)同處置危險廢物
利用水泥窯協(xié)同處置飛灰的可行性
圖1飛灰的常規(guī)成分
由圖1中可以看出飛灰的主要化學成分為鈣、硅、鋁、鐵等，符合生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥原材料要求，飛灰可以充當部分水泥原料，通過水泥窯進行資源化利用，生產(chǎn)水泥熟料。但飛灰中氯離子含量過高，將影響水泥企業(yè)生產(chǎn)，因此需要對其進行飛灰預處理。如表1所示，垃圾焚燒發(fā)電廠的飛灰經(jīng)過預處理后的主要成分為鈣、硅、鋁、鐵等，共占總量的60%以上，這些都是水泥熟料所需要的成分，因此，可以利用預處理后的飛灰作為熟料的配料進行燒制水泥，通過對水泥生料配料進行微調(diào)即可生產(chǎn)出合格的水泥熟料。
表1 水洗后飛灰全分析（單位：%）
根據(jù)水泥回轉窯對生料的含氯量不超過0.015%的要求，考慮到其他生料也有帶入氯離子的可能，因此飛灰加入量定為5%，加入5%飛灰配料后生料的化學成分如表2所示，煅燒出的熟料物化性能結果如表3、4所示，采用本方法處置飛灰生產(chǎn)出的水泥物理性能如表5所示。
表2 添加5%飛灰后生料化學成分（單位：%）
表3 熟料的成分分析結果（單位：%）
表4 熟料的物理性能
表5制備出水泥的物理性能
從表中數(shù)據(jù)和實際工程案例總結，飛灰在水泥窯內(nèi)的全部煅燒過程中，對窯內(nèi)的運行工況無任何干擾，同時加入飛灰后不但對熟料性能沒有任何影響，而且生產(chǎn)的水泥符合《通用硅酸鹽水泥》GB175-2007的性能要求。因此，用經(jīng)過預處理后的飛灰進行水泥煅燒對水泥回轉窯運行和水泥質(zhì)量的可行性是毋庸置疑的。
飛灰處置是垃圾焚燒的“最后1公里”，水泥窯協(xié)同處置飛灰，即保護了生態(tài)環(huán)境，又實現(xiàn)了飛灰的資源綜合再利用，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方向，能夠進一步解決困擾多年的垃圾飛灰處置出路問題，實現(xiàn)了社會效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟效益的有效統(tǒng)一，為水泥企業(yè)環(huán)保轉型和可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的保障。
建設水泥窯協(xié)同處置飛灰的條件
從上述部分可以看出，水泥窯協(xié)同處置飛灰將是以后飛灰處理的主要途徑。
而對于水泥企業(yè)來說，如何才能建設一條飛灰生產(chǎn)線來助力企業(yè)的環(huán)保轉型，將是現(xiàn)階段各企業(yè)最關心的問題。
從國家法律法規(guī)上分析，水泥窯協(xié)同處置飛灰必須需符合《水泥窯協(xié)同處置固體污染廢物控制標準》（GB30485-2013）中所規(guī)定的條款，如單線設計熟料生產(chǎn)規(guī)模不小于2000噸/天的新型干法水泥窯；采用窯磨一體機模式；水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)采用高效布袋除塵器作為煙氣除塵設施等技術要求。
從技術角度上分析，水泥窯協(xié)同處置飛灰具有先天的優(yōu)勢，水泥窯本身即是高溫熔融技術的一種體現(xiàn)。飛灰之所以定性為危險廢物主要原因是其中含有二噁英和重金屬，可對自然界和人體產(chǎn)生嚴重危害�，F(xiàn)有技術中對兩種污染物最好的處置方式就是高溫煅燒，溫度要求1200℃以上。而水泥企業(yè)根據(jù)其自身特點完全可以獨立完成對兩種污染的無害化處理。以水泥回轉窯為例，其生產(chǎn)過程中窯內(nèi)溫度可以達到1400℃高溫且具有堿性環(huán)境，可以徹底分解二噁英，并將重金屬元素固化在水泥熟料中。
而水泥窯處理飛灰最大的難點就是從垃圾焚燒飛灰中進行“脫氯”處理，從飛灰的主要成分中可以看出（圖1），飛灰中存在大量的氯離子。如此大量的氯離子進入水泥窯將會對窯體產(chǎn)生巨大危害，同時水泥質(zhì)量也難保證，因此必須對其進行“脫氯”處理。水泥企業(yè)如從事水泥窯協(xié)同處置飛灰，將建設一條飛灰預處理生產(chǎn)線，其主要任務就是利用科學的處理技術和成熟的生產(chǎn)工藝，對飛灰進行無害化和資源化的處置，保證飛灰入窯前的技術要求。
從當今水泥行業(yè)前景分析，水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩已經(jīng)成為不爭的事實，中國水泥協(xié)會在2017年的水泥行業(yè)推進去產(chǎn)能強自律增效益大會中提出水泥企業(yè)的錯峰生產(chǎn)將常態(tài)化。工信部和環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布的《2016-2020年期間水泥錯峰生產(chǎn)通知》中明確指出“承擔居民供暖、協(xié)同處置城市生活垃圾及有毒廢棄物等任務的生產(chǎn)線原則上可以不進行錯峰生產(chǎn)。”因此水泥行業(yè)如想在今后的生產(chǎn)過程中不進行錯峰生產(chǎn)，那么就需要滿足《通知》中的規(guī)定要求。
絕大部分水泥企業(yè)都處于城市郊區(qū)或遠離城市的地域，因此水泥企業(yè)的環(huán)保轉型將是企業(yè)生存保障的重要指標。而水泥窯協(xié)同處置飛灰將是水泥企業(yè)環(huán)保轉型的最佳途徑之一。
根據(jù)黨和國家制定的《十三五城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設施建設規(guī)劃》，要求十三五期間，全國規(guī)劃新增生活垃圾無害化處置能力50.97萬噸/日，直轄市、計劃單列市和省會城市垃圾無害化處理率達100%，其他設市城市達到95%以上。垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長，未來飛灰產(chǎn)量巨大。到2020年底，垃圾總焚燒量達59.14萬噸/日，年產(chǎn)生飛灰量約為1000萬噸。
隨著垃圾焚燒企業(yè)的將迅速崛起，垃圾焚燒飛灰的產(chǎn)生量也隨之增加，但是一個500萬人口的城市，一天的飛灰量約為200噸左右，那么一條4000噸或兩條2000噸的水泥窯生產(chǎn)線將足已處置所有飛灰。
綜上所述，水泥企業(yè)如果想通過水泥窯協(xié)同處置飛灰來進行環(huán)保轉型，那么在未來的飛灰處理市場中將占領主導優(yōu)勢，促進企業(yè)綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的先行地位。