水泥窑替代燃料标准(QB)

国外水泥窑替代燃料发展现状及未来发展趋
势
国外水泥窑替代燃料的发展现状及未来发展趋势是一个逐渐增长的趋势。

以下是一些关键点：
现状：
1. 水泥窑替代燃料的使用已经得到广泛推广，尤其是在发达国家。

近年来，许多国家已经制定了相应的政策和法规，鼓励和促进水泥生产企业使用替代燃料。

2. 替代燃料的类型多样化。

国外水泥窑替代燃料不仅包括一般的替代燃料，如煤炭、天然气和石油焦等，也包括废弃物和可再生能源资源，如废旧轮胎、废木材、废塑料、生物质和废油等。

3. 水泥窑替代燃料的技术和设备不断改进。

通过对替代燃料的预处理和先进燃烧技术的引入，水泥窑替代燃料的利用效率和环保性能得到了显著提高。

未来趋势：
1. 水泥窑替代燃料的使用比例将继续增加。

随着环境保护意识的增强和对资源的重视，人们对水泥窑替代燃料的需求将不断增长。

2. 替代燃料的来源将更多地倾向于废弃物和可再生能源。

国外水泥生产企业将更加注重环境友好型燃料的使用，例如再生能源和废弃物的利用，以减少碳排放和资源浪费。

3. 技术的进一步创新和应用将推动水泥窑替代燃料的发展。

燃料的预处理和燃烧技术将进一步提高，以适应更多类型的替代燃料的使用，并提高能源利用效率和环境表现。

总之，国外水泥窑替代燃料的发展将是一个不断增长的趋势，未来将更多地依赖于废弃物和可再生能源，并通过技术创新来提高利用效率和环保性能。

Environm ental Engineering环境工程纵观德国水泥工业发展史 探究水泥窑替代燃料技术进展(上)江旭昌(天津市博纳建材高科技研究所，天津300400)摘要：水泥是基建三大材料之一，水泥工业是国家的基础原材料工业，是一个国家经济发展的支柱产业。

水泥工业的科技发展水平不仅反映了一个国家科学技术的发展水平，而且可以折射出一个国家国民经济的 发展程度。

德国水泥工业通过不断的科技创新，已拥有全世界现代化和智能化程度最高、最高效和最环保 的水泥工业，并已提高为可持续发展的绿色工业；同时其先进的水泥工程技术和装备，深受各国青睐。

它山 之石可以攻玉，德国水泥工业可为我国水泥工业可持续发展提供借鉴。

关键词：德国水泥工业；智能化；可持续发展；绿色工业中图分类号：TQ172.9 文献标识码：B文章编号：1671 —8321 (2020) 12—0085—070引言水泥是基本建设三大材料（钢材、水泥和木材)之一。

水泥工业是一个国家基础原材料T.业，可折射出一个国 家国民经济的发达程度。

同时，它又是一个高能耗、高污 染和高投资的产业，曾被国人称为“两高一资”产业。

随 着科学技术的高速发展，德国水泥工业通过不断的科技 创新，已转变为可持续发展的绿色T.业。

2002年，德_科技部、环保部和I:业部联合宣布：德国水泥T业在本国 重化工行业中首先达到了绿色和环境友好型的标准。

很 多高端技术都走在世界前列，如烟气脱硝和替代燃料AF (A lte rn a tive F u e丨）的研发和应用等。

鉴于此，对德国水泥 工业报道的文章很多，但多侧重于某一个方面，缺乏比较 全面系统的资料，而且在报道同一项技术时有些数据不尽 -致，有碍于对其全貌准确的了解，影响借鉴效果。

.因此，笔者进行了比较系统的梳理，以方便专业人士参考1德国水泥工业的发展简况德国水泥工业诞生于1877年，迄今已有142余年历 史：20世纪前50年，受第二次世界大战及战后重建的影 响，德国水泥产能增长较快20世纪70年代的石油危机 对德国水泥工业产生了重要影响，引发了两个重大转变：第一是水泥生产线转变为规模更大、热效率更高的新型 干法（预热器窑和预分解窑）生产线生产，生产线平均能力由350t/d提高到2 400t/c l,到2013年预热器窑和预分解 窑的产能就达到了93.8%,水泥熟料热耗显著降低，有些 年平均熟料单位热耗已降到24001d/kg •d;第二是水泥 生产所用燃料的转变，即采用替代燃料的研究取得了显 著进展，使用免税甚或可获得政府补贴而由城市生活垃 圾、工业垃圾和商业垃圾等可燃废弃物制成的替代燃料，一方面可以较大幅度地节能，又可大大降低水泥生产成 本，对改善城市面貌也有较大助益，能够提高社会效益；另一方面由于替代燃料运输、储存和使用等方便，对水泥 生产的影响也小，价格又低，另外国家还给予一定补贴，提高了水泥厂的积极性，使用量逐年增大，年平均热量替 代率TSR (Thermal Subtitution R ate)从1987年的4.1%增至 2017年的68.3%。

替代燃料，也称作二次燃料、辅助燃料，指的是使用可燃废弃物作为水泥窑熟料生产，替代天然化石燃料的燃料。

在水泥工业中，可利用的替代燃料包括废旧轮胎、RDF、秸秆、废油、焦油、垃圾沼气等上百种。

使用替代燃料不仅可以节约一次能源，同时有助于环境保护，具有显著的经济、环境和社会效益。

例如，洛阳中联就地取材，从当地香菇基地回收废菌棒和废树枝，通过破碎机破碎，皮带运输到热盘炉内燃烧，燃烧后的热量通过分解炉进入旋风筒内进行热交换，从而达到生物质燃料替代化石燃料的目的。

这种生物质燃料的使用有效地减少了原煤的使用，从而达到节能降碳的效果，不仅节约了成本，而且低碳环保。

水泥窑替代燃料调研报告水泥窑替代燃料调研报告一、调研目的和背景水泥生产过程中的一个重要环节是熟料炉，传统上主要使用煤炭作为燃料。

然而，燃煤带来的环境污染问题越来越严重，加之煤炭资源严重短缺，水泥窑替代燃料成为解决环境和资源问题的一种选择。

本调研旨在了解目前水泥窑替代燃料的研究和应用情况，评估替代燃料对水泥生产的影响及其燃烧技术的可行性。

二、调研内容和方法1. 调研内容：1.1 目前水泥窑替代燃料的研究进展；1.2 替代燃料对水泥生产工艺的影响；1.3 水泥窑替代燃料燃烧技术的可行性分析。

2. 调研方法：2.1 文献资料调研：通过查阅相关文献了解目前水泥窑替代燃料的研究进展和应用情况；2.2 实地考察：参观现有采用水泥窑替代燃料的水泥生产企业，了解其生产情况并与相关技术人员进行交流。

三、调研结果根据调研所得，得到以下结论：1. 目前水泥窑替代燃料的研究进展：目前已有大量研究表明水泥窑替代燃料的可行性。

替代燃料主要包括废弃物（如废旧轮胎、废塑料、废弃油脂等）和可再生能源（如生物质能源、垃圾焚烧发电等）。

这些燃料在燃烧过程中可以有效地降低二氧化碳和污染物的排放。

2. 替代燃料对水泥生产工艺的影响：替代燃料的使用可以减少对煤炭的依赖，缓解煤炭资源的紧缺问题。

研究表明替代燃料对水泥熟料的矿物组成和烧成性质有一定的影响，但并不影响水泥产品的质量。

另外，替代燃料的使用还可以减少尾气中的氮氧化物和二氧化硫等污染物的排放。

3. 水泥窑替代燃料燃烧技术的可行性分析：通过调研得知，水泥窑替代燃料的燃烧技术已经非常成熟，并且在一些水泥生产企业已经得到广泛应用。

水泥窑替代燃料的燃烧技术不仅可以减少二氧化碳和污染物的排放，还可以节约能源，提高资源利用效率。

四、建议基于以上调研结果，提出以下建议：1. 加大对水泥窑替代燃料的研究和开发力度，提高替代燃料的利用效率；2. 鼓励水泥生产企业采用替代燃料技术，并给予相应的政策和经济支持，推动绿色低碳水泥生产；3. 增加替代燃料的监管和管理力度，确保替代燃料的合规使用，保护环境和人民健康。

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2023.04.014国内水泥窑替代燃料的研究现状秦楠楠,王娣,张春艳,李丹丹,朱水强(中信重工工程技术有限责任公司,洛阳471039)摘 要: 水泥窑协同处置固废是解决工业固废和生活垃圾主要途径之一㊂大部分固废具有一定的热值,可作为水泥窑替代燃料㊂文章简述了生物质燃料㊁工业废料㊁废旧轮胎㊁生活垃圾和污泥作为国内水泥窑替代燃料的研究现状,表明固废作为水泥窑替代燃料的应用前景是十分广阔的㊂同时提出目前水泥窑替代燃料存在的问题和解决途径㊂关键词: 水泥窑; 固废; 替代燃料R e s e a r c hS t a t u s o fC e m e n tK i l nA l t e r n a t i v eF u e l i nC h i n aQ I N N a n -n a n ,WA N G D i ,Z HA N GC h u n -y a n ,L ID a n -d a n ,Z HUS h u i -q i a n g (C i t i cH e a v y I n d u s t r i e sE n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y C o ,L t d ,L u o y a n g 471039,C h i n a )A b s t r a c t : C e m e n t k i l n c o l l a b o r a t i v e d i s p o s a l o f s o l i dw a s t ew a s o n e o f t h em a i nw a y s t o s o l v e i n d u s t r i a l s o l i dw a s t e a n dh o u s e h o l dw a s t e .M o s t o f t h e s o l i dw a s t eh a dc e r t a i nc a l o r i f i cv a l u e a n dc a nb eu s e da s s u b s t i t u t e f u e l f o r c e m e n t k i l n .I n t h i s p a p e r ,t h e r e s e a r c hs t a t u so fb i o m a s s f u e l ,i n d u s t r i a lw a s t e ,w a s t e t i r e ,h o u s e h o l dw a s t ea n ds l u d g ea s t h e s u b s t i t u t e f u e l o f c e m e n t k i l n i nC h i n aw a sb r i e f l y d e s c r i b e d .I t s h o w e d t h a t t h e a p p l i c a t i o n p r o s pe c t of s o l i dw a s t e a s t h e s u b s t i t u t e f u e l o f c e m e n t k i l nw a s v e r y b r o a d .A n d t h e e x i s t i n gp r o b l e m s a n ds o l u t i o n so f r e p l a c i ng fu e l i nc e m e n t k i l n s a r e p r o p o s e d .K e y wo r d s : c e m e n t k i l n ; s o l i dw a s t e ; a l t e r n a t i v e f u e l 收稿日期:2023-03-27.作者简介:秦楠楠(1993-),硕士.E -m a i l :q i n 993915@163.c o m 随着我国的经济迅速发展,工业和生活产生的固体废弃物污染引发的环境问题也日益显著,因此变废为宝大势所趋㊂‘中国环境报“[1]显示,2022年261个大㊁中城市一般工业固体废弃物产量为23.83亿万t ㊂其中,综合利用量14.65亿t ,处置量7.08亿t ,贮存量1.97亿t ,倾倒丢弃量57.85万t ㊂水泥窑协同处置固废是综合利用的主要途径之一,将各种可燃废料作为替代燃料,有望实现水泥熟料生产对化石能源的 零消耗 ㊂2022年12月21日,生态环境部发布‘国家重点推广的低碳技术目录(第四批)的通知“[2],其中 生活垃圾生态化前处理和水泥窑协同处置技术 名列燃料及原材料替代类技术中㊂文章从生物质燃料㊁工业废料㊁生活垃圾㊁废旧轮胎和污泥等水泥窑替代燃料的研究现状进行阐述,来探究替代燃料目前存在的问题及解决途径㊂1 替代燃料的研究现状1.1 生物质燃料我国生物质材料丰富,作为替代燃料使用,可减少氮氧化物㊁硫氧化物㊁有害气体和废渣的产生㊂生物质也具备碳中性(生长消耗的C O 2与燃烧排放相同),是全球公认的 零排放 绿色能源㊂抗生素菌渣主要是抗生素药物提取工序产生的固废,其热值为12.5M J /k g 左右㊂李强[3]在河北某水泥企业使用水泥窑焚烧菌渣,使用菌渣作为替代燃料,水泥生产线设计能力为5000t /d,每小时处理危废4t ,其产生热值能替代2t 实物煤,对熟料生产无明显影响㊂轩红钟[4]以某公司生物质替代燃料项目为例,通过对稻草㊁秸秆等处理,输送至分解炉喂料点,经过试95建材世界 2023年 第44卷 第4期建材世界2023年第44卷第4期验,生物质燃料喂料量达到25.68t/h,热耗替代率为41.04%,降低标煤使用量为41.80k g/(t㊃c l)㊂任勇等[5]在东南亚水泥项目,使用稻壳替代部分原煤作为水泥熟料燃料的应用,减少了煤炭使用;对熟料烧成和熟料质量影响都在可控范围内;系统S O2和N O x排放值下降明显㊂张宗见等[6]使用秸秆作为替代燃料在水泥工业中使用,通过设计一种双燃料互补系统,在分解炉同时使用化石燃料和生物质燃料,结果表明生物质燃料热耗替代率40%,C F D(C o m p u t a t i o n a l F l u i dD y n a m i c s,计算流体动力学)模拟结果显示分解炉近壁面温度分布均匀,对烧成系统运行无影响㊂蔡正[7]使用生物质园林垃圾(树枝㊁木材等)作为水泥窑替代燃料㊂结果表明,其各项理化指标均满足T/C I C049 2021‘水泥窑用固体替代燃料“相关要求,可作为替代燃料在分解炉中使用㊂赵璐涵[8]将松木与褐煤掺混作为水泥工业燃料使用,结果表明,松木掺混比为40%时,热解油产率达到最大值19.88%,热值为33.687M J/k g,比烟煤高出17.34%,且燃烧时间短,燃烧性能优越,可作为高品质的水泥工业替代燃料㊂1.2工业废料石油焦是原有经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程转化的产品,其热值大约为8000k c a l/k g㊂翟宝[9]在水泥中使用石油焦作为替代燃料,掺入比例为45%,水泥窑工况良好㊁熟料质量稳定㊂徐玉成等[10]在某水泥熟料生产线上使用100%的高硫石油焦,通过对石油焦的粉磨破碎处理,严格控制其含硫量,采取一系列的设计措施,项目完成各项考核㊂油漆渣具有一定热值,属于可燃性工业废物㊂黄丽霖等[11]利用某水泥窑协同处置油漆渣可燃废物,控制油漆渣粒在40mm以内,熟料质量符合标准㊂含油污泥是石油石化生产过程中产生的一种含油固体废弃物,具有一定热值㊂邓皓等[12]利用水泥窑处理含油污泥,其灰分可作为水泥生产的替代原料㊂且含油污泥平均热值达17.6M J/k g,可作为替代燃料使用㊂黄敏锐[13]使用含油污泥作为水泥窑替代燃料进行研究,产能为5000t/d水泥生产线㊂当含油污泥在煤粉的掺入比例为14%时,标煤的用量相应减少,掺入方式和掺入量对水泥产品的质量影响很小㊂煤矸石是采煤和洗煤中排放的固体废弃物,其灰分与水泥生料相似,且具有一定热值㊂赵艳等[14]以某5000t/d水泥生产线为例,使用煤矸石代替部分燃料,工业分析热值为7670k J/k g,经过对生产线调试,发现煤矸石最佳添加量为30%时,效果最好㊂范立强等[15]对某4500t/d熟料水泥生产线进行改造,利用部分煤矸石替代煤粉㊂使用的煤矸石发热量为5000k J/k g左右,水泥窑分解炉用煤量为19.8t/h,技改完成后,煤矸石用于分解炉的替代量为6.2t/h,替代率为31%,生产指标正常㊂纺织边角料具有物料单一㊁热值高㊁灰分低㊁含水率低等优点,可作为替代燃料使用㊂蔡正[16]使用废纺作为替代燃料应用于水泥窑,其热值高,热转化效率高,试验证明1.74t替代燃料可以节约1t煤㊂赵欣[17]使用废纺㊁废皮革㊁塑料为主要原料作为替代燃料,减少了0.69t/h煤粉,可降低3.37%的水泥回转窑的煤炭用量,各项生产指标影响较小㊂造纸厂的废渣主要是制浆和污水处理的杂质㊂李栋才等[18]将造纸厂废渣作为水泥窑替代燃料使用,通过对废渣的脱水㊁筛选㊁挤压制作成燃料棒,水分降低到15%,每3t燃料棒可替代1t成品煤粉㊂张思才等[19]通过在2500t/d的生产线上使用替代燃料,主要是皮毛㊁粗糙混合物(碎轮胎㊁碎木屑㊁汽车碎塑料等)等,替代燃料占比为78.8%,而传统化石燃料只有21.2%,由于废物中可能含有大量氯离子,设计12%的旁路放风系统,对水泥熟料质量无明显影响㊂1.3废旧轮胎汽车轮胎材料的主要成分为50%的橡胶㊁25%的炭黑㊁15%的钢丝㊁10%的硫氧化锌和硫助剂等,其工业分析热值为37.1M J/k g㊂曹向东等[20]利用汽车废旧轮胎作为水泥窑替代燃料进行试验,选择三个入窑位置:烟室㊁分解炉㊁预燃室,试验结果表明,轮胎破碎粒径10~30mm,入窑位置在预燃室,和煤粉燃烧更接近,平均1t轮胎替代标煤0.95t,在掺加轮胎碎片后对熟料质量无明显影响㊂王新频等[21]利用A s p e nP l u s软件建立水泥工业预分解窑2200t/d系统的工艺模型,模拟水泥窑协同处置废旧轮胎,模拟结果显示82%煤+18%废旧轮胎的燃料,可以将熟料热耗降到3M J/k g左右,减少C O2排放量,且对熟料生产几乎无影响㊂06建材世界2023年第44卷第4期蔡正[7]利用废旧轮胎作为替代燃料,结果表明,其热值与煤粉相近,同时超过了T/C I C049 2021‘水泥窑用固体替代燃料“中窑头㊁窑尾用固体替代燃料全硫ɤ2.0%的要求㊂1.4生活垃圾水泥窑协同处置生活垃圾技术从基本原理上分为两类:第一类为制备成垃圾衍生燃料(R D F)入水泥窑处置,通过脱水㊁破碎㊁筛分等工艺将生活垃圾中可燃成分制成R D F替代部分燃煤,在水泥窑高温区焚烧;第二类将生活垃圾经脱水㊁破碎等预处理后,使用新增加配套焚烧设备对其焚烧,产生的废气及废渣进入水泥窑㊂陈晓东等[22]在3200t/d新型干法生产线进行了100t/d生活垃圾气化炉的建设与运行,垃圾处置量为4.5t/h㊂在生料投料量基本无变化的情况下,分解炉的用煤量略有下降,且对产品质量几乎无影响㊂李春萍等[23]将热值为12500k J/k g以上的矿化垃圾投入3200t/d的新型干法窑,作为替代燃料使用㊂结果表明:经过脱水且粒径为100mm左右的垃圾,投加量为2.5t/h时对水泥窑系统影响较小㊂1t垃圾能够替代0.5t煤粉,表明矿化垃圾可用作替代燃料使用㊂王新频等[21]利用A s p e nP l u s软件建立水泥工业预分解窑2200t/d系统的工艺模型,模拟水泥窑协同处置生活垃圾㊂结果显示,生活垃圾作为替代燃料,其热量替代率达到30%时,C O2排放量降低4.7%㊂李岚等[24]处理餐厨和粪便方法,是采用 预处理+联合厌氧消化 工艺,通过水泥窑焚烧系统,使其产生沼气作为替代燃料返回焚烧炉,灰分可作为熟料成分㊂1.5污泥污泥含水率是影响污泥作为水泥熟料和替代燃料的主要因素,经过干化处理后的污泥,有机物含量较高,具有较高的发热量,可以替代水泥窑的部分燃料,含水率在38%左右的干化污泥热值在2900k c a l/k g以上㊂黄川等[25]利用城市污泥作为水泥行业替代燃料,通过新增烘干预处理系统,污泥干化所需热量可利用现有熟料生产线预处理窑尾余热㊂干燥污泥发热量较高,为8.60~16.02M J/k g,污泥与煤粉掺量不超过40%时,混合燃料的燃烧稳定性较好㊂李可欣[26]对污泥不同含水率的发热量进行研究,确定污泥用作替代燃料的含水率为10%~30%㊂干燥污泥平均发热量为13.69k J/k g,发热量相对较高,污泥在煤粉中的添加量不宜超过40%㊂张小雄等[27]在广州某水泥6000t/d的生产线上,新建一座日处理污泥600t(含水率80%)的干化处置中心,将污泥干燥后(含水率<30%)作为燃料进行焚烧,平均热值为13.79M J/k g,焚烧废渣替代黏土作为硅质㊁铝质原料,处理污泥后没有影响水泥熟料质量㊂2结语近年来,在 双碳 背景下,国家大力发展绿色循环经济,水泥行业为解决废料垃圾的环境问题,降低化石燃料的使用,使用大量固废作为替代燃料㊂但是,目前面临的问题[28,29]仍是制约替代燃料发展的关键:a.政府还未出台完整的替代燃料补贴政策,部分水泥企业对于使用替代燃料动力不足㊂b.热值较高的替代燃料固废分布分散,预处理回收利用不科学,专门从事替代燃料回收利用的企业较少㊂c.具有燃料价值的废料中含有可能对水泥质量产生危害的物质成分,目前还没有建立完善的标准体系来应对替代燃料中的有害成分㊂d.水泥窑利用废物垃圾作为替代燃料的处理量有限,不足以处理全部废料垃圾㊂随着国家和水泥科研院所以及企业对于替代燃料的研究和认识越来越深,我国的水泥窑替代燃料方向会越来越明确,将会逐步建立科学的替代燃料使用体系和专业化的回收制备企业,替代燃料技术和市场将会更加成熟和科学化,助力我国完成减排目标㊂参考文献[1]全球排行榜网.2022年全国大㊁中城市固体废物污染环境防治年报[E B/O L].h t t p://w w w.m e i h u5.c o m/f i l e/81005.h t-m l,2022-09-20.16建材世界2023年第44卷第4期[2]生态环境部网.国家重点推广的低碳技术目录(第四批)的通知[E B/O L].h t t p s://w w w.m e e.g o v.c n/x x g k2018/x x g k/x x g k06/202212/t20221221_1008424.h t m l,2022-12-21.[3]李强.菌渣作为替代燃料在水泥生产中的应用[J].水泥,2020(7):11-14.[4]轩红钟.农林生物质替代燃料技术在水泥窑炉系统的应用[J].中国水泥,2021(9):83-84.[5]任勇,鲍文华.生物质燃料(稻壳)在水泥生产线的应用[J].中国水泥,2021(8):75-77.[6]张宗见,轩红钟.生物质替代燃料对水泥熟料烧成系统的影响分析[J].水泥工程,2021(1):28-30.[7]蔡正.水泥窑用固体替代燃料对比分析[J].水泥工程,2022(6):65-68.[8]赵璐涵.褐煤与松木共热解半焦用作水泥窑替代燃料的基础研究[D].武汉:武汉科技大学,2020.[9]翟宝.石油焦作为新型替代燃料在水泥窑应用的探讨[J].江苏建材,2021(6):24-26.[10]徐玉成,李安平.高硫石油焦作水泥替代燃料[J].中国水泥,2009(2):68-71.[11]黄丽霖,杨帆.水泥窑协同处置油漆渣可燃废物的生产应用[J].水泥,2018(4):18-19.[12]邓皓,王蓉沙.水泥窑协同处置含油污泥[J].环境工程学报,2014,8(11):4949-4954.[13]黄敏锐.典型污泥类废物水泥窑协同处置技术研究[D].杭州:浙江工商大学,2016.[14]赵艳,温平.石煤作燃料在5000t/d生产线上的应用[J].水泥,2010(2):3.[15]范立强,王丙旭.浅谈煤矸石替代部分燃料在水泥企业的应用[J].建材发展导向,2016,14(16):54-56.[16]蔡正.水泥窑协同处置废纺作替代燃料的试验研究[J].水泥工程,2022(5):17-18.[17]赵欣.水泥回转窑应用工业固废替代燃料的节煤效果研究[J].皮革制作与环保科技,2022,3(12):189-192.[18]李栋才,胡晓.水泥窑协同处置造纸厂一般工业固废的研究[J].江西化工,2019(5):109-112.[19]张思才,刘永强.可替代燃料在新型干法水泥熟料生产中的研究与应用[J].河南建材,2018(1):60-61.[20]曹向东,黄岚.废旧轮胎和大件垃圾作水泥窑替代燃料的研究[J].水泥,2021(7):16-19.[21]王新频.水泥窑协同处置固体废物对熟料率值和污染物排放的影响[J].新世纪水泥导报,2018,24(4):5-9.[22]陈晓东,李威.生活垃圾气化水泥窑协同处置技术研究及应用[J].中国水泥,2016(4):74-77.[23]李春萍,詹永利.矿化垃圾筛上物替代水泥窑燃料的工业性试验研究[J].水泥,2012(3):9-13.[24]李岚,赵家良.餐厨垃圾与生活垃圾焚烧协同处置的工程应用[J].现代化工,2022,42(2):19-24.[25]黄川,李彤.城市污泥用作水泥行业替代燃料的可行性分析[J].安全与环境学报,2018,18(3):1144-1149.[26]李可欣.污泥用作水泥工业替代燃料合理工艺[J].城市地理,2017(14):157.[27]张小雄,陈文和.利用水泥窑协同处置城市污水处理厂污泥[J].中国水泥,2011(2):51-54.[28]李鹏鹏,任强强.面向双碳的低碳水泥原料/燃料替代技术综述[J].洁净煤技术,2022,28(8):35-42.[29]张江,王加军.水泥窑协同处置技术实现行业碳减排面临的问题及建议[J].中国水泥,2021(6):92-94.26。

替代燃料在水泥工业中的应用综述发表时间：2019-09-19T11:39:00.303Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年11期作者：竹瑞杰[导读] 水泥是住房和基础设施建设的关键建筑材料。

世界水泥工业在节约原燃材料和减少排放方面面临着越来越大的挑战。

中建材智慧工业科技有限公司北京 100048 摘要：水泥工业在过去几十年里取得了很大的进步。

水泥窑使用的传统燃料包括煤、石油、石油焦和天然气。

基于能源成本和环境问题，利用废物作为替代燃料代替传统燃料潜力巨大。

多年的经验表明，水泥厂利用废物作为替代燃料（替代传统化石燃料）不仅减少了温室气体排放，而且有助于降低水泥生产成本，在环保和经济上都是合理的。

关键词：水泥工业；水泥生产；替代燃料水泥是住房和基础设施建设的关键建筑材料。

世界水泥工业在节约原燃材料和减少排放方面面临着越来越大的挑战。

水泥工业是能源密集型产业，能源成本通常占生产成本的30%-40%。

该行业的燃料组合为碳密集型，煅烧过程本身产生。

据估计，水泥工业贡献了全球排放量的5%（IEA, 1999）。

现代水泥厂排放的中有60%来自石灰石的煅烧，30%来自窑内燃料的燃烧，10%来自其他下游工厂。

提高能源效率、使用水泥混合材以及废物作为替代燃料有助于减少排放。

1 替代燃料在水泥工业中的应用1.1 简介水泥窑使用不同的能源来产生熟料形成所需的高温。

水泥工业最常见的能源来源是：煤、石油、石油焦和天然气。

替代燃料是世界各地水泥生产商使用的另一种能源。

这些燃料通常是来自工业、市政废物和危险废物的混合物。

水泥工业中使用的替代燃料可以是固体，也可以是液体。

燃料消耗以及产生的过程发生在回转窑中。

使用替代燃料代替传统的化石燃料可以显著降低该过程中的排放量。

除了产生更少量的外，使用替代燃料还可以提高水泥窑耐火材料的使用寿命，并减少预热器的压力损失。

此外，在水泥厂使用替代燃料还可以减少垃圾填埋场的处理量。

水泥工业替代燃料的利用始于20世纪80年代。

替代燃料标准随着新能源时代的快速到来，越来越多的替代燃料横空出世，以生物燃料、固态燃料、复合燃料为代表的一批替代产品的成功研制，标志着能源革命全新时代的到来。

在这些琳琅满目的替代品中，如何鉴别、判断和认定，并且促使这些替代品能够担当使命，为此，各个国家先后出台了规范、准则、标准等。

详细请见下表：2021年11月，在中国工业合作协会统一规划下，连同中国工业合作协会绿色制造专业委员会，提出的四项团体标准并正式发布实施，即《固体替代燃料定义与分类》、《固体替代燃料制备技术规范》、《水泥窑用固体替代燃料》，以及《火力发电用固体替代燃料》等四部标准。

这四项标准的正式颁布，标志着我国在固体替代燃料SRF领域内，其标准体系已经初步建立，通过此项工作，为在固体替代燃料SRF的认定、分类、制备到应用要求，都将有统一标准，并且有据可依，替代燃料从而进入的标准化、规范化的全新时代。

然而，由于我国在替代燃料标准方面的制定工作起步较晚，现行的替代燃料标准并不全面，需要有关方面加速推进。

标准制订特别是替代燃料标准的制订，是标准化主管部门根据经济、技术发展水平，以及对于生产、技术和工程建设等方面，作出统一技术要求和规定的一项特殊活动，关系到新能源的健康发展。

建设我国固体替代燃料的标准体系，这对于有效促进行业规范化发展，能减少对化石能源的使用、以及促进我国资源的循环利用、垃圾的分类处理、生态环境的综合治理，以及推进社会经济的全面高质量发展，都将具有十分重要的现实意义。

扩展资料：一、固体替代燃料方案包括以下几种：1. 生物质燃料：由有机废弃物、植物残渣、动物粪便等生物质材料转化而成，具有较高的热值和较低的排放量。

2. 垃圾衍生燃料（RDF）：将生活垃圾和工业垃圾经过破碎、分选、干燥等工艺处理后，制成固体燃料，具有较高的热值和较低的排放量。

3. 煤基替代燃料：将煤炭与生物质、废弃物等混合后，经过压缩、成型、碳化等工艺处理后，制成固体燃料，具有较低的碳排放和较高的热值。

水泥回转窑替代燃料考核以水泥回转窑替代燃料考核为题，本文将从水泥回转窑的背景和原理、替代燃料的优势和挑战以及考核方法等方面进行阐述。

一、水泥回转窑的背景和原理水泥回转窑是水泥生产过程中重要的设备之一，主要用于将原料中的石灰石和粘土等矿石在高温下进行煅烧，产生水泥熟料。

传统的水泥回转窑一般采用煤粉或重油作为燃料，但由于煤炭资源的有限和环境污染的问题，替代燃料的研究和应用成为一项重要课题。

二、替代燃料的优势和挑战1. 优势：（1）资源丰富：替代燃料可以利用废弃物、生物质和可再生能源等资源，降低对煤炭等有限资源的依赖。

（2）环境友好：替代燃料的燃烧过程中产生的废气和废渣含有较低的有害物质，能够减少大气污染和固体废弃物的排放。

（3）经济效益：替代燃料可以降低生产成本，提高水泥企业的竞争力，同时也可以产生额外的经济效益。

2. 挑战：（1）燃烧性能：不同的替代燃料在燃烧特性和热值方面存在差异，需要进行合理配比和技术改造，以确保水泥回转窑的正常运行。

（2）影响熟料品质：替代燃料的添加可能会对水泥熟料的物理性能和化学成分产生影响，需要进行熟料品质的考核和调整。

（3）管理和监管：替代燃料的使用需要建立健全的管理和监管机制，包括原料采购、运输、储存和燃烧过程的监测等方面。

三、替代燃料的考核方法考核替代燃料的使用效果和合规性是保证水泥生产过程稳定和环境友好的关键。

常用的考核方法包括以下几个方面：1. 燃烧效率考核：通过监测燃烧过程中的温度、氧含量和废气排放等参数，评估替代燃料的燃烧效率和燃烧稳定性。

2. 熟料品质考核：对产生的水泥熟料进行物理性能和化学成分的测试，比较不同替代燃料对熟料品质的影响。

3. 废气排放考核：监测燃烧过程中产生的废气中的污染物含量，确保废气排放符合国家和地方的环保要求。

4. 固体废弃物处理考核：对替代燃料的原料和废渣进行合理处理，避免对环境造成二次污染。

5. 安全管理考核：建立健全的替代燃料管理制度，包括原料采购、储存、运输和使用过程中的安全措施和应急预案等。

水泥窑用替代燃料标准
随着环保意识的不断提高，水泥窑用替代燃料的需求越来越大。

为了规范市场，保障安全，国家制定了相应的标准。

一、燃料类型
水泥窑用替代燃料包括各种可再生能源和废弃物等，如生物质、垃圾、煤矸石等。

这些燃料应当符合国家相关标准，并经过严格的质量控制。

二、燃料热值
替代燃料应当具有足够的热值，以保证水泥窑的正常运转和生产。

热值过低会影响水泥生产的质量和效率，因此应当根据实际情况进行选择和配比。

三、燃料颗粒度
替代燃料的颗粒度应当符合要求，过大或过小的颗粒度都会影响燃烧效果和水泥质量。

因此，在选择替代燃料时应当考虑其颗粒度大小，并进行相应的处理。

四、燃料水分
替代燃料中的水分含量应当控制在一定范围内，过高或过低都会影响燃烧效果和水泥质量。

因此，在选择替代燃料时应当考虑其水分含量，并进行相应的处理。

五、燃料灰分
替代燃料中的灰分含量应当控制在一定范围内，过高会影响燃烧
效果和水泥质量，过低则会导致不完全燃烧。

因此，在选择替代燃料时应当考虑其灰分含量，并进行相应的处理。

六、燃料稳定性
替代燃料应当具有足够的稳定性，以保证长期使用和安全。

因此，在选择替代燃料时应当考虑其稳定性，并进行相应的处理。

七、其他要求
除了以上要求外，还应当考虑替代燃料的可获得性、经济性、环保性等因素。

同时，在使用替代燃料时应当遵守相关法律法规和标准，确保安全生产和环境保护。

水泥窑降碳减排技术路线介绍以水泥窑降碳减排技术路线介绍为题，本文将详细阐述水泥窑降碳减排的技术路线。

水泥生产是全球二氧化碳排放的重要来源之一，因此，开发和应用水泥窑降碳减排技术具有重要意义。

一、废气余热回收技术废气余热回收技术是水泥窑降碳减排的重要措施之一。

在水泥生产过程中，煤燃烧和熟料制备会产生大量的废气，其中含有大量的热能。

通过废气余热回收技术，可以将废气中的热能回收利用，用于水泥生产中的煤燃烧和熟料制备过程，减少能源消耗，实现碳减排的目标。

二、替代燃料技术替代燃料技术是水泥窑降碳减排的另一种重要手段。

传统的水泥生产过程中，燃烧煤炭是主要的能源来源，但煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳。

为了降低碳排放，可以将部分煤炭替代为废弃物、生物质燃料等低碳或无碳燃料，减少二氧化碳的排放。

三、碳捕集与储存技术碳捕集与储存技术是水泥窑降碳减排的一项关键技术。

该技术可以在水泥生产过程中捕集和分离产生的二氧化碳，然后将其压缩和储存，避免其进入大气中，减少温室气体的排放。

碳捕集与储存技术的应用可以显著降低水泥生产过程中的二氧化碳排放。

四、新型窑炉技术新型窑炉技术是水泥窑降碳减排的另一项创新技术。

传统的水泥窑炉存在能源利用效率低、二氧化碳排放高等问题。

而新型窑炉技术采用了先进的燃烧技术和废气处理技术，能够提高能源利用效率，减少二氧化碳排放。

例如，采用预热器技术可以提高燃料的利用效率，减少燃料消耗和碳排放。

五、矿渣活化技术矿渣活化技术是水泥窑降碳减排的一种有效途径。

传统的水泥生产过程中，会产生大量的矿渣，其中包含了丰富的氧化钙。

通过矿渣活化技术，可以将矿渣与其他材料混合活化，形成新的水泥材料，减少熟料的使用，从而降低碳排放。

六、生物碳吸附技术生物碳吸附技术是水泥窑降碳减排的一种创新技术。

该技术利用生物材料吸附二氧化碳，将其转化为有机物质，达到减少碳排放的效果。

生物碳吸附技术具有操作简单、投资成本低等优点，对于降低水泥生产过程中的碳排放具有良好的应用前景。

危险废物替代燃料在水泥窑协同领域应用探讨北京金隅红树林环保技术有限责任公司 王元飞摘要：水泥窑协同处置危险废物技术在我国已有数十年的发展，形成了较为成熟的预处理及处置工艺，在替代燃料领域有了一些研究成果及进展，然而，由于危险废物成分较为复杂、焚烧过程热稳定性较差、有害元素较多等原因，并不是所有有热值的危险废物均能作为替代燃料使用。

本文主要从危险废物的复杂性、处理设施的适应性、添加比例的合理性、系统运行的稳定性、尾气排放的合规性等方面对影响危险废物替代燃料的因素进行探讨，并提出了对于危险废物替代燃料的发展与建议。

关键词：水泥窑；危险废物；替代燃料；影响因素；建议中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）34-0040-0002世界范围的经济发展，产生了大量的危险废物，其中一部分属于可燃废弃物。

长期采用的焚烧或填埋处理废弃物的投资大，运行费用高，且存在焚烧残余物的二次污染及降解周期长等问题。

欧洲和美国等发达国家最早利用工业窑炉协同处置危险废物，所用的工业窑炉主要分为以下三种类型：水泥窑、工业炼铁高炉和电厂锅炉。

基于水泥行业的特点，发展水泥窑协同处置危险废物技术，既可以满足危险废物协同处置过程中严格的条件限制，又不涉及高昂的运行费用以及对大气的二次污染问题，因此其在危险废物工业窑炉协同处置技术的发展过程中成为应用最为广泛的生产工艺。

我国在水泥窑协同处置危险废物领域已有数十年的发展，形成了较为成熟的预处理及处置工艺，并在废轮胎、石油焦、废弃塑料、废机油、肉骨粉以及其他污泥类及液体类等替代燃料方面也形成了较为成熟的工艺。

然而，由于危险废物成分较为复杂、焚烧过程热稳定性较差、有害元素较多等原因，并不是所有有热值的危险废物均能作为替代燃料使用。

一、危险废物替代燃料影响因素通过对我国水泥窑协同处置危险废物项目的考察，结合金隅集团内部项目运营实际情况，主要影响危险废物作为水泥窑替代燃料的因素如下：（一）危险废物的复杂性危险废物作为替代燃料时，其形态基本可分为固态和液态两种，固态物料作为替代燃料时，由于其成分较为复杂，通常为多种物料进行混配后获得，其理化性质相对于液态物料较为稳定，但其均匀性、稳定性相对较差，也无法像煤粉一样进行均化粉磨，故其在燃烧时稳定性较差，国内在固态物料替代燃料的研究中，如轮胎、玻璃钢、有机污泥等，均未取得较好的替代效果。

1 水泥生产CO2排放核算水泥生产过程中碳排放主要来源于以下几个部分：（1）生料中碳酸钙的分解；（2）烧成过程中的化石燃料燃烧；（3）生料中非燃料碳（煤矸石、粉煤灰等）煅烧；（4）协同处置或利用替代燃料中的非生物质碳燃烧；（5）水泥厂净购入的电力和热力对应的碳排放。

根据《中国水泥生产企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》（以下简称《指南》）中的核算方法，水泥企业CO2排放总量由公式（1）计算：式中：以2021年贵州某水泥厂为例对吨水泥、吨熟料CO2排放量进行测算，相关参数见表1。

表1 碳排放核算相关参数2021年，该厂生熟料折算系数为1.63，熟料中CaO的含量为64.97%，MgO的含量为1.98%。

则该厂的碳排放情况如下：1）生产1t熟料CO2排放量（kg）2）生产1t水泥CO2排放量（kg）有报道指出，我国生产吨水泥熟料产生CO2量为860kg，吨水泥CO2排放量600kg左右。

该厂属于新建厂，碳排放水平较低，各项指标较为先进。

从核算结果可知，化石燃料的燃烧过程占该厂吨熟料CO2排放的32.64%，国际能源署（IEA）指出，替代燃料产生的CO2相对于煤的排放强度小20%~25%，采用替代燃料可有效降低水泥行业碳排放水平。

2 替代燃料碳减排核算替代燃料也称二次燃料、辅助燃料，在水泥生产中可以起到替代部分天然化石燃料的作用，通常有：城市生活垃圾、市政污泥、农业固废（秸秆、稻草等）、危险废弃物、废轮胎、废皮革、建筑废木材、木屑等。

替代燃料大多来自废弃物，在节约燃煤的同时，又消纳了废弃物，具有良好的经济和环保效益。

某水泥厂将生活垃圾进行预处理，利用得到的可燃废弃物作为水泥生产过程中的燃料，实现了生活垃圾的减量化，同时也实现了化石燃料替代，有效减少了生产过程中的碳排放，此外焚烧过程中的NO2和CH4排放引起的温室效应可以忽略。

水泥熟料生产线及生活垃圾筛上物基本参数见表2。

表2 水泥熟料生产线及生活垃圾筛上物基本参数替代燃料中含有源于化石燃料中的碳和源于生物质中的碳，应分别按公式（2）和公式（3）进行计算：式中：碳排放核算过程如下：1）替代燃料节约燃煤A煤及碳排放P煤（不考虑热耗变化）2）替代燃料碳排放即该厂采用经过分选的生活垃圾筛上物作为水泥生产过程中的替代燃料，标煤耗节约14.91kgce/t.cl，节约碳排放量为41.0kgCO2/t.cl，电耗增加5.56kWh/t.cl，由电耗增加导致的碳排放增加为3.25kgCO2/t.cl。

替代燃料标准
替代燃料标准是指对可替代能源燃料的质量和性能进行规范和评定的标准。

这些标准通常应用于液体燃料（如生物柴油、合成柴油和酒精燃料）、气体燃料（如生物气体和合成气体）和固体燃料（如生物质颗粒和废物燃料）。

替代燃料标准的制定和实施旨在推动可替代能源的使用，促进能源的多样化和减少对传统石油燃料的依赖。

替代燃料标准通常包括以下方面内容：
1. 基本质量和性能要求：包括燃料的物理化学性质、供应质量、中间和最终产品标准等。

2. 污染物排放限制：替代燃料应该具有较低的尾气排放和污染物排放。

3. 可持续性要求：替代燃料应符合可持续性发展原则，不应对环境和社会产生负面影响。

4. 使用要求和技术规范：替代燃料的生产、储存、运输和使用应符合相应的技术规范和安全要求。

替代燃料标准的制定可以促进可替代能源技术的发展和推广，提高能源利用效率，减少碳排放和空气污染，实现能源可持续发展和环境保护。

同时，替代燃料标准也为相关产业提供了一个公平竞争的市场环境，规范了替代燃料的质量和交易，保护
了消费者的利益。

不同国家和地区的替代燃料标准可能存在差异，但都致力于推动可替代能源的发展和应用。

《国外水泥工业替代燃料政策跟踪和加快我国相关工作的政策建议》缩写版王新春建筑材料工业技术情报研究所本课题在检索、阅读和分析大量基础信息和资料的基础上，结合实际调查，并访谈了工作在水泥窑替代燃料方面第一线的十数名国内外专家，通过系统分析和研究，综述出水泥工业替代燃料方面国外发达国家和前十名跨国水泥企业的发展现状和欧美国家相关的政策法规体系，总结出其发展趋势和经验，分析了我国水泥工业替代燃料的潜力和可行性，提出了替代燃料工作的指导原则和发展思路，提出了加快水泥窑替代燃料工作的政策和措施建议。

替代燃料，也称作二次燃料、辅助燃料，是使用可燃废物作为水泥窑熟料生产，替代天然化石燃料，可燃废物在水泥工业中的应用不仅可以节约一次能源，同时有助于环境保护，具有显著的经济、环境和社会效益。

发达国家从1970年代以来使用替代燃料，替代燃料的数量和种类不断扩大，水泥工业成为这些国家利用废物的首选行业。

根据欧盟的统计，欧洲18%的可燃废物被工业领域利用，其中有一半是水泥行业，是电力、钢铁、制砖、玻璃等行业的总和。

发达国家政府已经认识到其对节能、减排和环保的重要作用，都在积极推动燃料替代的普及和替代率的提高，替代率越来越高。

使用替代燃料能够在熟料生享受无排放待遇，产能耗基本不变的情况下节约一次能源的使用，所产生的CO2同时实现利废、减排和降低成本，可谓一举多得，备受国外企业和政府的推崇。

经过30年多年的探索，欧美等发达国家逐步建立起贯穿于废物产生、分选、收集、运输、储存、预处理和处置、污染物排放、水泥和混凝土质量安全的一系列法规和标准，水泥行业替代燃料技术和经验已经成熟，已经成为发达国家水泥行业节能减排的重要手段。

发达国家有三分之二的水泥厂使用替代燃料，可燃废物在水泥工业中的应用替代比例平均达20%。

图2-1是国外水泥行业燃料替代率数据，可见发达国家均有较高的替代比例。

美国的替代率是25%，德国水泥行业的替代率从2000年的25.7%迅速上升为2006年的49.9%，6年几乎翻一番，荷兰是世界上水泥行业使用燃料替代率最高的国家，从2001年的83%上升为2007年的92%。

RDF替代燃料的标准因使用场景和燃料类型的不同而有所变化，但一般来说，以下是关于RDF替代燃料标准的一些常见要求：
尺寸大小：替代燃料的尺寸需要适应特定的燃烧设备。

例如，一些工厂使用的水泥窑头燃烧器要求RDF尺寸在30mm以内，而分解炉则可能需要50mm以下的燃料。

热盘炉的尺寸要求可能更为宽松，允许100mm以内的燃料。

热值：替代燃料的热值也是一个重要标准。

例如，用于水泥窑头燃烧器的RDF的热值需在20 MJ/kg以上，即4800大卡以上。

而用于分解炉的RDF的热值范围可能在15~20 MJ/kg，即3500~4800大卡。

用于热盘炉的RDF的热值标准可能在10~15 MJ/kg，即2400~3500大卡。

含水率：替代燃料的含水率也是一个关键因素。

水分蒸发会导致预热器出口烟气带走热损失，所以替代燃料的含水率越低，其热值就越高。

组成成分：由于木材、纸张、织物、塑料、橡胶等固体废物的本身热值大小不同，且可能含有金属、泥土等重物质，所以制备的替代燃料热值可能会波动，从而影响燃尽率和热效率。

因此，选择更好的制备处理工艺流程，去除固体废物中的不可燃物质与金属，是制备高效RDF替代燃料的重要步骤。

请注意，这些标准可能会因具体的应用场景和设备设计而有所变化。

在实际应用中，需要根据具体情况制定和调整相应的标准。