水泥窑协同处理飞灰技术取得突破 绿色方案都说可行

水泥窑协同处置固废危废及生活垃圾项目减少氯离子富集的工艺措施摘要：水泥窑协同处置固危废及城市生活垃圾一种能实现减量化、无害化和资源化的方法，具有节能、环保、经济的优势，是目前国际上废弃物处置的重要手段之一，为避免处置过程中氯离子富集影响熟料生产，可设置一套除氯系统。

关键词:协同处置氯离子结皮目前，国内多家水泥企业已投运水泥窑协同处置固废危废项目，其中中国海螺创业控股有限公司已投运上百家，处置技术已非常成熟，现对水泥窑协同处置固废危废及生活垃圾项目过程中有效解决氯离子含量过高引起预热器结皮的工艺改进——除氯工艺，进行探讨论述。

一、引言水泥窑协同处置城市生活垃圾是一种能实现减量化、无害化和资源化的方法，利用水泥窑特有的高温、长流程与碱性环境特点协同处置固危废及生活垃圾能对各种腐蚀性、有毒性、易燃性、反应性的废物具有很好的降解作用。

按照《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ662-2013 中要求:入窑物料中氯元素的含量不应大于 0.04%；但生活垃圾在水泥窑焚烧处理过程中会产生大量的含氯气体，会严重影响水泥烧成过程。

为保证内循环过程中挥发性元素和物质在窑内的过度累积，协同处置企业可定期进行旁路放风。

因此，为保证熟料烧成系统的正常运行，根据实际经验水泥窑窑尾烟室处设置一套除氯系统，能大大提高消除氯离子影响的效率，减少工艺参数波动，实现生产过程平稳运行，保障水泥质量稳定。

该除氯系统是将对水泥生产有害的碱、氯等物质排除系统外的装置我公司依托水泥生产企业已建成的 4500t/d 新型干法水泥窑协同处置固废危废及生活垃圾，固危废及生活垃圾设计处置量13.8万吨/年，项目运行后，出现预热器锥部结皮、堵塞等一系列问题。

本文测量了投放垃圾前后出磨生料、入窑生料、C1回灰、C5下料管热生料、旁路放风灰中氯离子含量，通过数据分析判断投放垃圾对每一部位氯离子含量影响以及采取相应措施降低熟料生产过程中氯离子的含量；计算预分解窑系统中进入循环富集与结皮的氯离子量和旁路放风除氯效率；针对旁路放风进行优化，降低预分解窑系统中氯离子含量，缓解垃圾对预分解窑系统的影响。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·140·2023年第06期文章编号：2095-6835（2023）06-0140-03浅谈水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术黄庆1，王伟2，马东光1，赵利卿1，李惠1（1.天津中材工程研究中心有限公司，天津300400；2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉430000）摘要：水泥窑由于窑内温度高、停留时间长和碱性环境等特点适合处置各种废弃物，而生活垃圾焚烧飞灰富含钙、硅等元素，能作为水泥原料，同时飞灰中的重金属和二噁英等毒性在水泥窑内能得到很好的缓解。

简要介绍了水泥窑处置飞灰的不同技术路线，以期为相关研究与工作提供参考。

关键词：水泥窑；生活垃圾；焚烧飞灰；协同处置中图分类号：X799.3文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.06.0421研究背景近几年中国水泥窑协同处置废弃物规模不断扩大，截至2019年底，涉及到共计171条水泥熟料生产线，且在建、拟建项目还有很多。

究其原因，从经济技术上来说，水泥窑协同处置较传统的焚烧处置具有投资少、规模大等优势，同时能将污染程度降到最低，水泥窑熟料烧制过程中温度达1600℃，物料停留时间达30min，因此废弃物在水泥窑中燃烧充分，有机物能够彻底分解，有效抑制二噁英以及其他污染物质的形成，降低有毒有害物质的排放，无二次灰渣产生，焚烧灰渣直接作为水泥原料利用[1-5]。

据统计估算，到2025年底，中国生活垃圾焚烧处理能力达到80万t/d，按照飞灰产生量占垃圾量的3%～5%计算[6]，飞灰产生量约3万t/d。

飞灰处置和利用的难点在于其中的重金属、氯盐和二噁英。

二噁英是剧毒化合物，是1～2个氧原子上接2个苯环，在苯环不同位置上取代氯原子。

其中2、3、7、8位置上取代的毒性最大，相当于氰化钾的1000倍，砒霜的900倍，因此被国家列入HW18类危险废弃物。

水泥窑协同处理飞灰技术取得突破绿色方案获认可垃圾焚烧飞灰中有许多有毒物质，其无害化处理面临很大困难。

然而，江苏绿森创新的水泥窑协同处理飞灰技术提供了一种具有明显优势的可行方法。

虽然这项技术仍有一些缺点，但其经济，社会和环境效益已逐渐凸显。

提起飞灰，会想到什么?大地之殇、焚烧之痛、谈灰色变、浴水重生……垃圾焚烧飞灰中氯离子、重金属、二恶英等有毒物质含量较多，我国环保局将其定义为危废，代号HW18。

因国内无垃圾分类基础，飞灰污染物质不稳定和成分不确定使其无害化处置和再生循环面临很大困难。

水泥窑协同处置飞灰技术、环保可靠、处理成本合理，为困扰全国各大城市的“垃圾围城”问题提供了一条可行的产业链处置终端技术。

飞灰知多少？哪里来的？垃圾焚烧飞灰是在生活垃圾焚烧发电过程中主要收集于烟气管道、烟气净化装置、旋风分离器和布袋除尘器等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质。

产生量有多少？我国垃圾焚烧主要以流化床和炉排炉为主，两种炉型处理能力分别占我国生活垃圾比例为1：2，流化床焚烧炉产生飞灰量约为入炉垃圾质量的15-20%，炉排炉产生飞灰量约为入炉垃圾量的3-5%。

根据《十三五城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》，十三五期间，全国规划新增生活垃圾无害化处置能力50.97万吨/日，设市城市生活垃圾焚烧能力占无害化总能力比例达到50%，东部地区达到60%。

垃圾焚烧产业爆发式增长，未来飞灰产生量巨大。

到2020年底，垃圾总焚烧量达59.14万吨/日，年产生飞灰量约为1000万吨。

成分复杂、毒性大！城市生活垃圾焚烧飞灰中不仅含有大量的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等重金属无机有害物，还富集了高浓度的具有强毒性的二恶英等有机致癌物，故我国国家环境保护局将生活垃圾焚烧飞灰定义为国家危险废物(代号HW18)。

资源化特征飞灰中的不溶物主要以钙、硅、铝、铁等无机组分为主，这也是利用水泥窑处置飞灰的优势之一，这部分成分约占飞灰总量的60-70%，全国目前每年产生400万吨飞灰，经无害化处理后，将能替代石灰石280万吨。

飞灰水泥窑协同处置工艺飞灰水泥窑协同处置工艺简介•清洁生产：飞灰水泥窑协同处置工艺是一种环保的废弃物处理方式。

•创新突破：通过此工艺，废弃的飞灰和水泥窑石料可以得到有效利用。

•资源循环利用：工艺中的废气经过处理后可以用作燃料，减少了对化石能源的依赖。

•节能减排：采用飞灰水泥窑协同处置工艺可以降低能耗和排放，符合可持续发展理念。

工艺步骤1.飞灰预处理–收集飞灰：将飞灰从烟气中分离收集。

–分级：根据飞灰的物理和化学性质进行分级。

–预处理：对飞灰进行特定处理，提高其活性。

2.水泥窑协同处置–窑料配比：将飞灰与水泥窑石料按一定比例进行混合。

–窑烧过程：将混合后的窑料送入水泥窑进行烧制。

–窑尾处理：对窑尾进行废气处理和固体废物处理。

3.产品利用–水泥制备：经过水泥窑烧制后，窑料中的成分形成水泥熟料。

–水泥加工：将水泥熟料经过粉磨等工艺，制成最终产品。

–产品销售：水泥产品可以广泛应用于建筑、道路等领域，实现资源的循环利用。

工艺优势•综合利用：通过协同处置，飞灰和水泥窑石料得到了充分的利用，最大程度提高了资源的综合利用效率。

•环保友好：废气经过处理后再利用，减少了对大气环境的污染；固体废物经过处理无害化，避免对土壤和水体造成污染。

•节能减排：与传统处理方式相比，飞灰水泥窑协同处置工艺能够显著减少能源消耗和二氧化碳等排放。

•经济效益：协同处置工艺可以有效降低处理成本，提高产品价值，具有较好的经济效益。

发展前景•国家政策支持：我国政府提出了大力发展清洁生产和节能减排的要求，飞灰水泥窑协同处置工艺符合国家政策导向。

•技术改进：随着科技的进步，对该工艺的研发和改进将进一步提高其效益和环保性能。

•推广应用：飞灰水泥窑协同处置工艺已经在一些地区得到应用，未来有望在更多地方推广使用。

结语飞灰水泥窑协同处置工艺是一种创新的废弃物处理方式，通过综合利用飞灰和水泥窑石料，实现了资源的循环利用。

该工艺具有环保、节能减排和经济效益等优势，并具有良好的发展前景。

水泥窑协同危废处理强强联手产业联合实现双赢业内人士估计，“十三五”期间，中国危险废物处理行业的产值预计将达到2000亿元。

由于传统危险废物处理能力不足，水泥窑的合作处置方式开始升温。

虽然我国水泥窑协同危废处理起步较晚，但仍有很大的发展空间。

虽然面临困难，但两个行业之间的强有力合作仍然充满了前景。

水泥窑“嫁接”危废处置强强联手看点十足近日，东方园林与台泥国际达成水泥窑协同处置危废战略合作，在水泥窑协同处置危险废物领域实现强强联合，共同推进危废处理处置行业发展。

不免让人想起2017年底另一起危险废物处置企业与水泥企业的强强合作：东江环保与海螺创业在深圳签署战略合作协议。

危废企业与水泥企业的战略合作是否能破解危废处理处置行业和水泥行业的现有困境呢?“十三五”期间，中国危废处理处置行业约有2000亿元市场空间，呈现一片蓝海。

然而，我国危废处理处置行业面临多种问题：处理处置能力区域分布不均，危废处置设施建设耗时漫长、斥资巨大，短时间内危废处理处置能力难以有大幅度的提升。

相对于传统的危废焚烧处置技术，水泥窑协同处置在发达国家已有30多年成功经验，技术成熟;且在减少污染和改造、运营成本上都有明显优势，能有效扩大危废处置能力。

部分水泥企业希望通过水泥窑协同处置进入危废处置市场，破解水泥行业产能过剩急需产业升级的困境。

然而，水泥窑协同处置并非钥匙，一方面，水泥窑协同处置危废种类、能力有限，不可能完全替代危废焚烧处置方式;另一方面，该技术也面临多种问题，在前端包括危废预处理及配伍，后端则包括水泥产品质量安全及销路等问题。

在现阶段资本加速进入，传统企业跑马圈地以扩大市场份额的情况下，危废蓝海市场存量多少尚且未知，危废企业与水泥企业强强联合、优势互补，以实现互惠互利、合作双赢，不失为危废市场提供了一种新的发展思路。

传统危废处理处置能力不足，短期内难以迅速提升我国危废产生量逐年递增，根据各年度的《中国环境统计年报》，我国工业危废年产生量已从2011年的3431.2万吨上升至2015年的3976.1万吨，复合增长率约为3%。

水泥窑协同处置应用技术嘿，咱今儿就来聊聊水泥窑协同处置应用技术。

你可别小瞧了这玩意儿，它就像是一个神奇的魔法，能把好多看似麻烦的东西变得有用起来。

咱先说说啥是水泥窑协同处置吧。

简单来讲，就是让水泥窑这个大家伙在生产水泥的同时，还能帮忙处理一些其他的东西，比如废弃物啥的。

这就好比是一个大力士，不仅能自己干好本职工作，还能顺手帮着解决其他难题。

你想想看啊，那些废弃物要是没个好去处，堆在那儿多占地方，还可能污染环境。

但有了水泥窑协同处置，就不一样啦！它能把这些废弃物变废为宝，让它们也能为社会做贡献。

这多厉害呀！而且啊，水泥窑协同处置技术还有好多优点呢。

它处理的范围可广了，各种各样的废弃物都能被它拿下。

就像一个超级大胃王，啥都能吃，啥都能消化。

这可不是一般的技术能做到的哦！它的处理效率也很高。

就好像是一阵风，呼呼地就把事情都办完了。

不像有些方法，慢悠悠的，让人等得着急。

还有啊，经过水泥窑协同处置后的产物，质量还不错呢。

这就像是经过精心打磨的宝石，闪闪发光。

咱再来打个比方，水泥窑协同处置就像是一个优秀的厨师，能把普通的食材变成美味佳肴。

那些废弃物就是普通的食材，经过它的一番操作，就变成了有用的东西。

这技术在环保方面的作用也不容小觑啊。

它能减少废弃物对环境的污染，让我们的地球更干净、更美丽。

这不就是在为我们的子孙后代造福嘛！你说，这么好的技术，我们能不好好利用吗？我们应该大力推广水泥窑协同处置应用技术，让它在更多的地方发挥作用。

要是每个地方都能用上这技术，那我们的环境该有多好呀！那些让人头疼的废弃物都能有个好去处，不再是个麻烦。

我们的生活也会因为它而变得更加美好。

想象一下，没有了那么多废弃物的困扰，我们的世界会是多么清爽、多么宜人啊！所以说呀，水泥窑协同处置应用技术真的是个宝，我们可得好好珍惜它，让它为我们的生活增添更多的光彩！别再犹豫啦，赶紧行动起来，一起支持和推广这项神奇的技术吧！。

水泥窑协同处置固废处置技术优势明显值得全国推广借鉴随着经济、社会和城市化的快速发展，我国城市生活垃圾的数量不断增加。

2015年，中国城市生活垃圾产生量超过1.8亿吨，库存量超过70亿吨，占地面积超过5亿平方米。

“垃圾围城”问题日益突出。

水泥窑协同处置固废处置技术已成为一些工业化国家消费生活垃圾的主要方式之一。

与传统的垃圾填埋和焚烧处理方法相比，水泥窑协同处理生活垃圾技术可行、经济、合理，具有明显的减量化、无害化、资源化等优点。

2015年，工业和信息化部等有关部门开展了水泥窑生活垃圾联合处理试点工作。

到目前为止，为期两年的试点和评估期即将结束。

水泥窑联合处理的生活垃圾在生活垃圾无害化处理的全过程中所占比例不到3%。

工作进展缓慢，如何打破局是值得思考的。

一、通过水泥窑协调处置生活垃圾的有明显的优势1.缓解城市矛盾,有效解决占地难题，节省建设投资2015年，中国有890个无害的城市生活垃圾处理厂(工厂)，主要处理方法是垃圾填埋和发电焚烧。

垃圾填埋场占用大量土地资源，垃圾焚烧发电需要大量的建设投资。

对于水泥窑协调处理生活垃圾，不需要新的垃圾填埋场或焚烧炉。

相反，生活垃圾预处理系统可以在水泥窑现有生产设施的基础上建成，窑炉可以略有改进。

这样既节省了新建垃圾处理设施的场地和建设投资，又减轻了生活垃圾和新建垃圾处理设施的占用。

据估计，在每天处理1000吨生活垃圾方面，焚烧发电设备所需的投资是水泥窑改造的几倍。

2.明显减少污染排放少，水泥窑协同处置能力强传统的填埋处理方法随着时间的推移会有地下水污染的风险。

焚烧发电处理方法存在二恶英排放、渗滤液处理、重金属灰渣处理等问题。

水泥窑协同处置生活垃圾技术具有污染排放量少的优点。

一是废气排放量低。

水泥窑协同处置生活垃圾技术是将石灰石在1400℃以上的高温下完全分解为二氧化碳和碱性氧化钙，稳定的高温燃烧和碱性气氛减少了垃圾焚烧过程中的二恶英、氯化氢和硫。

有害气体的排放，如氧化物。

飞灰熔融装备在水泥窑协同处置中的技术进展烟气中的飞灰是一种固体废弃物，由于其富含二氧化硅、二氧化铝等成分，因此在水泥生产过程中可以作为一种宝贵的原料资源进行循环利用。

在过去的几年里，飞灰熔融装备在水泥窑协同处置中取得了显著的技术进展。

本文将对此进行详细介绍。

首先，飞灰熔融装备的技术原理是将飞灰与窑内高温下的熔体进行接触反应，通过熔化的方式将其协同处置于水泥窑中。

这种装备以其高效、环保的特点受到了广泛关注。

一方面，飞灰熔融装备可以实现对飞灰中的有害物质进行稳定化和无害化处理。

水泥窑高温条件下的熔融反应可以将有害物质转变为无害的气相或固相产物。

研究表明，飞灰熔融装备在水泥窑中处理飞灰的过程中，可以有效地降低其重金属含量和有机物含量，达到环境排放标准要求。

另一方面，通过飞灰熔融装备可以实现飞灰资源化利用。

飞灰熔融后得到的产物可以作为水泥生产的原材料之一，取代一部分传统的矿石原料。

这不仅可以减少对自然资源的开采，还可以降低水泥生产过程中的能耗和二氧化碳排放。

研究还表明，飞灰熔融装备在水泥窑中处理飞灰可以获得具有良好活性和助熔作用的产物，能够显著提高水泥的强度和耐久性。

现阶段，飞灰熔融装备在水泥窑协同处置技术上的进展主要集中在以下几个方面。

首先是装备的优化升级。

目前市场上已经出现了多种飞灰熔融装备，如飞灰加风布飞灰熔融装备、喷射炉式飞灰熔融装备等。

这些装备在设备结构、投料方式、反应温度等方面存在一定差异。

未来，可以进一步完善装备设计，提高装备的熔融效率和资源利用率。

其次是工艺参数的优化控制。

飞灰熔融装备的性能与工艺参数密切相关，如温度、停留时间、飞灰添加量等。

通过对这些参数的优化控制，可以进一步提高装备的能耗效益和飞灰处理效果。

此外，还可以采用优化控制策略，实现装备自动化操作，提高生产效率和安全性。

再次是对装备产物性能的评价研究。

飞灰熔融装备处理飞灰后得到的产物具有一定的活性和助熔作用，对水泥品质有着重要的影响。

水泥窑处理焚烧飞灰技术发布时固体废弃物处理技术:1 水泥窑处理焚烧飞灰技术的优势和可行性水泥窑协同处理危险废物具有独特优势：烧成区煅烧温度高，物料的煅烧温度为1450℃，窑内气体最高温度达2 000℃，远远高于焚烧炉的850℃和1200℃，二恶英可被彻底破坏；物料停留时间长，气体在超过1000℃的区域停留时间长达8s，而在焚烧炉中则只有2s；水泥窑中的碱性气氛有利于挥发分在气体阶段进行吸附，对HF、HC1、SO：有很强的中和作用；1 450℃时的熟料反应温度可把重金属以化学方式固化到熟料中，而且由于硬化水泥石的致密性，经适当处理，可以有效阻止飞灰中有害物质的溶出；废气的冷却速度快，避免了二恶英与呋喃的重新合成。

而且，焚烧飞灰颗粒微细，比表面积大，除少量有害物质和氯、硫、碱含量过高外，主要成分不仅与水泥熟料相近，而且与水泥工业普遍利用的粉煤灰、矿渣等废物差别不大，可以作为原料的一部分得到充分利用，彻底实现资源化而避免进入填埋场。

国际公约《巴塞尔公约》、《斯德哥尔摩公约》(中国均是公约国之一)的条文中明确规定：“水泥生产过程中危险物(含废物)的协同处理(系指通过废物代替一次燃料或原料)方法已被认为是对环境无害的处理方法”。

大量研究表明，焚烧飞灰中的重金属浸出和高温挥发可以通过物理化学处理和矿物相的包容设计来进行常温和高温下的晶格和化学稳定，实现重金属的稳定安全处理。

用水泥窑煅烧不但可以有效固化重金属，彻底破除二恶英，从而避免纯粹采用煅烧或熔融工艺的高能源消耗，降低焚烧飞灰处理费用，同时替代日益短缺的水泥工业原材料。

目前我国的水泥产量已超过10亿t，如果以每吨水泥吸纳和处理0．05t(即5％)飞灰计算，则水泥工业每年可以处理500万t焚烧飞灰。

当然不是所有的水泥厂都可以利用或有条件处理焚烧飞灰，但只要有10％的水泥厂有条件或可以利用，在目前就可以彻底消除垃圾焚烧飞灰，实现垃圾焚烧飞灰的资源化和无害化安全处置。

水泥窑协同处置废弃物情况介绍一、总体概念随着现代工业的发展和城市化进程的加快，固体废弃物的产生量逐年增多，对人类环境造成的危害也越来越严重。

无论是工业发达国家，还是发展中国家，都面临着城市固体废弃物的无害化、减量化和资源化处置问题。

焚烧法处理危险废物和城市生活垃圾是众多处理方法中实现减量化、无害化和资源化最好的一种方法。

焚烧处置可以分为两种途径：一种是建立专门的焚烧设备，这种方法处理的危险废物和城市生活垃圾种类多，但是对焚烧设备的设计要求很高，并且面临诸如选址、运行投资以及如何处理二次污染等问题；另外一种是在对现有工艺的改造基础上进行危险废物和城市生活垃圾的焚烧处理。

水泥窑是发达国家焚烧处理危险废物和城市生活垃圾的重要设施，得到了广泛的认可和应用。

德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑处置危险废物和城市生活垃圾已经有30多年的历史，积累了丰富的经验。

随着水泥窑焚烧废物的理论与实践的发展与各国相关环保法规的健全，该项技术在经济和环保两方面显示出了巨大优势，取得了良好的社会效益、环境效益和经济效益。

近年来，我国水泥行业蓬勃发展，已具备广泛处置危险废物和城市生活垃圾的物质和技术条件。

借鉴发达国家的先进经验，将废物处置与水泥工业的可持续发展结合起来，是低成本、大规模处置固体废弃物的重要措施，也是较为适合中国国情的做法。

通常情况下，固体废弃物都具有一定的热量和可用物质，可作为水泥工业的替代原料或替代燃料，水泥窑协同处置废物的途径主要有以下二种方式：1、作为水泥生产的替代原料：主要有燃料渣（包括粉煤灰、煤矸石、炉渣等）、冶金渣（包括高炉矿渣、钢渣、赤泥等）、化工渣（包括碱渣、硫铁矿渣、电石渣）等。

2、以替代燃料的形式在水泥窑上煅烧熟料：主要是高热值的有机废物，如废轮胎、废橡胶、废塑料、废油、城市生活污泥、垃圾等。

对于低热值或危险废物一般采用专业设施的焚烧处理方式。