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一、协同处置新技术

1、离线转床炉新工艺技术路线

为解决以上瓶颈问题，行业自主研发出了水泥窑协同处置离线旋转床综合气化炉（离线转床炉）工艺技术路线，可以较好地解决如上所述存在的问题。

离线转床炉工艺技术路线，将废弃物由原来的在线直喂式入窑处置变更为离线式处置。废弃物在离线转床炉内经高温长时间焚烧气化，有机成分完全分解并随气体进入分解炉实现无害化处置；重金属高温下在炉渣中熔融固化，不再析出，炉渣可作为水泥生产原料或混合材资源化利用。

离线转床炉示意图

相较于以往的协同处置技术路线，离线转床炉具有如下优点：

（1）综合处置能力强。

通过合理的预处理措施，可单独或组合处置各类废弃物，如危废、市政垃圾、装修垃圾、污泥、飞灰、污染土、农业及园林废弃物等，对废弃物形态要求低。处置生活垃圾和固态、半固态危废单机150吨/天处置污染土、飞灰（含水洗飞灰）等单机400-500吨/天。热值不低于4600kJ/kg（对低热值废弃物可采取配伍措施，或添加少量煤粉），水分<45% ，灰分<28% ，最大粒度<230mm × 230mm × 230mm ，即满足入炉要求。

同时遇到突发应急事件时，在政府批准的前提下，具备处置医疗垃圾、病死家禽家畜、自然灾害废弃物等能力。

（2）废弃物替代燃料化处置能力强。

离线转床炉炉内温度高达1200摄氏度，入分解炉气体温度稳定控制在950-1050摄氏度，高于分解炉内温度，实现废弃物热值替代水泥生产用化石燃料。对替代燃料化处置市政垃圾、装修垃圾、陈腐垃圾、农林废弃物等具有更大优势。

（3）安全环保优势更加突出。

二恶英等有机物被高温分解，分解产物随950度以上高温气体入分解炉，在高温碱性环境下彻底无害化处置。少量二恶英、酸性气体、气化的重金属随高温气体到分解炉，气体被高温碱性环境消解，重金属被碱性固体吸附进入水泥熟料烧成系统，被高温熔融固化。

重金属在炉内与钙、硅熔融产生玻璃体，经破碎、空气急冷装置排出炉外，固化重金属同时生成强度可与熟料相比的炉渣，作为活性混合材进入水泥粉磨系统或作为水泥生产原料加以利用。

根据所处置废弃物特性，可灵活控制氧化或还原气氛，保证废弃物的无害化处置。

与废弃物在线投加方式相比，离线转床炉在抑制爆燃、抑制重金属和氯硫挥发、全系统密闭操作、减少操作人员安全隐患方面优势明显。采用高规格的环保监测系统，在离线转床炉出口安装高温烟气检测设备，在线检测多项气体成分，如HCL、HF、CH4、SO2、NOx、O2、CO、H2S等，根据气体成分分析随时控制离线转床炉的运行参数。全密闭负压操作，无臭气排放。

（4）窑况干扰小，协同衔接度高。

目前各种在线直喂式处置废弃物工艺技术路线，难以实现对水分、入料形态尺寸、热值、有害元素及重金属、不可燃矿物质的均衡连续稳定控制，进而对窑系统的稳定运行、熟料产质量、热耗等产生较大影响。

物料密度、粒径与悬浮所需风速关系图

以入料形态尺寸为例，从上图可以看出，在水泥生产工况下，废弃物入窑尺寸需小于5毫米才能够在分解炉内悬浮并彻底无害化处置。而在线直喂式处置方式难以实现该要求，入窑废弃物会不完全燃烧并下落到烟室，影响水泥产质量及窑况，有要害成分不能完全无害化处置并有被熟料包裹最终进入水泥产品的风险。

离线转床炉则完全解决了以上问题，该路线仅将稳定可控的高温气体进入分解炉，单台炉风量仅为18000标立/小时以内，实现了对窑况干扰的最小化。同时废弃物在1200摄氏度炉温下停留时间超过60分钟，各种有害成分被完全分解。炉渣经生料磨或水泥磨粉磨均化，作为原料或混合材进行资源化利用，对水泥生产工况无干扰。

目前该技术已在赞皇金隅、铜陵上峰等企业应用，其他项目正在前期工作中。

2、协同处置废弃物用精准除氯硫系统

水泥窑在协同处置废的过程中，由于固废中含有较多的有害成分，对水泥窑的正常运转和产品质量可能会造成严重的后果，其中氯硫元素就是其中影响最大的成分，上文中有详细论述。在协同处置废弃物的生产线中，由于氯硫元素含量偏高导致水泥窑的结皮和堵塞，影响安全运行、影响熟料产质量，影响人身安全健康，甚至严重危及到企业的生存和发展。具体表现为：限制了废弃物处置量及处置种类；窑尾烟室、分解炉出口、预热器易出现结皮堵塞现象；窑内易长厚窑皮、后结圈，产生包心料和大料球，篦冷机堆雪人；影响窑的运转率；设备腐蚀较快，对设备安全可靠运转带来影响；耐火材料腐蚀较快，对生产线安全可靠带来影响；对系统通风影响，对产量带来影响；对熟料质量带来影响；还原气氛，对熟料烧成带来影响，二恶英排放升高；水泥氯离子含量超标等。

为解决协同处置废弃物氯硫有害元素入窑带来的窑况干扰大、熟料产质量影响大、废弃物处置量及处置种类限制大等问题，行业研发了精准除氯硫系统。该系统是针对协同处置废弃物针对性研发的旁路放风系统，与传统水泥生产用旁路放风系统区别明显。其特点包括：个性化设计，能适应老厂改造，便于布置；通过缩短流程减少阻力、减少冷却风量，实现节能降耗；采用高效细粉分离器替代袋收尘；可减少旁路冷却风量，获得较高的烟气排放温度，余热利用；取风除氯探头具有高效分离功能，粗粉粒回烟室；能实现小比例、高效率放风，降低总投资，降低总运行成本。

此外由于进入分解炉乃至实际进入回转窑的废弃物物理形态及粒度、水分、化学成分及热值的变化和波动，造成在窑尾过渡带出现不稳定和不完全燃烧，会使窑主电机电流波动，并容易呈现不断下降趋势。并且由于燃烧过程会产生气体逸出、水分也以蒸发气体形式逸出，会增加过渡带的生料的流动性，呈现加速运动现象，会造成部分未完全预烧的生料进入烧成带和冷却带，出现未煅烧好的熟料。

总体而言，处置废弃物后烧成系统操作难度加大，需要根据不同工厂的情况进行经验总结，在废弃物预处理、配伍、投加位置、窑系统工艺改进和操作优化方面进一步加强。

水泥窑协同处置废弃物用精准除氯硫系统与传统旁路放风

该系统可降低入窑有害元素对水泥产量及质量的影响，提高废弃物处置量，保障人员、设备、环境、产品安全等。目前金隅、红狮、京兰、江山虎等水泥窑协同处置废弃物项目均已配备该系统，效果良好。

某企业精准除氯硫系统实际运行效果图

二、发展趋势展望

水泥窑协同处置危废自2014年以来已经历了6年多的爆发式发展。由于其对于水泥行业属于新兴产业、增量技术，在快速发展期行业更多的考虑的是产业布局、抓住机遇窗口，解决“有无”问题。作者认为水泥窑协同处置危险废物前期粗放发展期已接近尾声，接下来该领域将进入精细优化发展期。在该时期，危废处置市场竞争将更加激烈，技术先进性将是决定一个项目能否长远发展的关键。未来谁的危废处置量大、处置成本低、综合处置能力强、对水泥生产窑况干扰小、环保安全，谁才能获得良好的环境、社会、经济效益。从现有的技术路线发展来看，水泥窑协同处置危险废物未来将通过技改优化升级，由多数采用在线处置技术路线向逐渐采用更加先进合理、协同度高的离线处置技术路线演变。