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水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧炉渣的工业应用

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2010.No.90引言近十多年来，为了解决城市快速发展导致的垃圾围城问题，我国多个大中城市积极引进城市生活垃圾焚烧发电技术，这一技术虽然能最大化地对垃圾进行减容减量，但焚烧后仍会产生20%~30%的灰渣[1-2]。其中飞灰为危险废物[3]，炉渣为一般废物，但均含有较高的有毒有害物质，特别是各种有害重金属元素[4-5]，因此需对其进行处理处置，避免因随意堆放或填埋引起的二次污染问题。广州于2002年底开始筹建李坑垃圾焚烧发电厂，2006年正式投入使用，日处理垃圾量达1000t，但每天仍产生200t炉渣及40t飞灰[6]。为了解决李坑垃圾焚烧发电厂灰渣的处理问题，广州市环保局于2006年底开展相关科技攻关项目，由广州珠江水泥有限公司及华南理工大学共同承担，对相关处理处置技术及环境安全性等问题进行研究及工业试生产。通过前期的实验室研究工作，项目组已得出了垃圾焚烧灰渣在水泥工业中处理的技术措施[7-11]。2008年下半年，项目组在广州珠江水泥有限公司5000t/d的新型干法窑上开展了对炉渣处理的工业试生产工作。1工业生产技术路线

根据前期的研究结果，制定了将垃圾焚烧炉渣分别用于生料配料和水泥混合材的两种方式进行处理。炉渣替代硅质原料配制生料的工艺流程为：炉渣从李坑垃圾焚烧发电厂运到工厂后，经专门设计的振动筛筛分，分离除去对配料和粉磨系统产生干扰的未燃尽木块、布条等杂物，按设定的比例与砂页岩混合一起送入预均化堆场堆放，并与石灰石、黏土、硅质校正材料等共同粉磨成生料粉，再进入生料库中储存、均化，最后进入烧成系统煅烧成熟料。炉渣用作水泥混合材的工艺流程为：炉渣从李坑生活垃圾焚烧发电厂运送到工厂后，经过筛分除去杂物、磁选分铁及初步干燥（自然干燥）后，通过提升设备进入专门的炉渣储库（炉渣含水率3%～5%），然后与熟料、石膏及混合材一起输送至水泥磨进行粉磨。2炉渣配制生料生产水泥

生产过程中调整炉渣掺入生料的比例分别为1.0%、1.7%和2.2%(编号分别为A、B和C)，对生产过程中的工艺参数、产品性能及环境安全性等讨论如下(所列数据为生产周期内所得的平均值，空白样为

水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧炉渣的工业应用谢燕1，吴笑梅1，2，樊粤明1，2，余其俊1，2，林永权3（1.华南理工大学材料学院，广东广州510641；2.特种功能材料教育部重点实验室，广东广州510641；3.广州珠江水泥有限公司，广东广州510640）

摘要：根据前期实验室研究的相关结果，在广州珠江水泥有限公司5000t/d新型干法线上开展了城市生活垃圾焚烧炉渣应用的试生产，对生产工艺、水泥性能、挥发性组分引起的结皮及影响、烟气中有毒有害物质的排放及制品中重金属离子溶出对环境的影响等方面进行了分析。结果表明，炉渣无论是用于生料配料还是用作水泥混合材，其对生产工艺、水泥性能及环境安全性等均影响不大，工业应用效果良好。关键词：水泥工业；协同处置；垃圾焚烧炉渣；工业应用Abstract：Accordingtotheresultsofprophaselaboratoryresearch,thetrialproductionoftreatingMSWIslaghavealreadybeendevelopedona5000t/dnewdryprocesscementproductionlineintheGuangzhouZhujiangcementfactory.Theinfluenceontheproductionprocess,cementpropertiesandtheclogformationthatcausedbyvolatilematerialswerestudied.Simultaneously,forenvironmentprotection,theemissionoftoxicandharmfulsubstancesingasandtheinfluenceofheavymetalionsleachingwerealsostudied.Theresultsshowedthatithaslittleinfluenceontheproductionprocess,cementperformanceandenvironmentalsafetywhenMSWIslagusedasrawmaterialorcementadmixture.Industrialapplicationofitmightberecommended.Keywords：cementindustry；co-process；MSWIslag；industrialapplicationFirstauthor'saddress:SchoolofMaterialsScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641,Guangdong,China

中图分类号：TQ172.44；TQ172.9文献标识码：A文章编号：1002－9877（2010）09-0013-06

基金项目：广州市环保局科技攻关项目（B09-B2070040）

13--2010.No.9掺炉渣前的生产情况)。2.1生产工艺参数2.1.1炉渣及生料的化学成分表1为生产中不同批次所使用炉渣的化学成分。可见，炉渣的化学成分变化不大。表1炉渣的化学成分%生产过程中炉渣按一定比例掺入砂页岩后直接用于生料配料，实际配料称量只作了轻微的调整便可使配料率值达到基准值（KH=0.90、n=2.0、P=1.1）。用炉渣配料后生料的化学成分如表2所示。可见，掺入炉渣配料后生料的化学成分除碱、氯、硫的含量稍高外，其他组分与未掺炉渣时基本一致，这表明掺炉渣配料对率值控制的影响不大。表2生料的化学成分%2.1.2热生料及结皮料中挥发性组分的含量热生料是指窑中煅烧温度约900～1100℃区间的物料，该温度区间的生料中挥发性组分碱、氯、硫的挥发率很低，但高温带挥发出来的碱、氯、硫能被物料吸收或冷凝附着在物料上。因此，实际生产中常通过检测热生料中挥发性组分的含量以监控其在窑内的挥发及循环富集情况。表3为生产过程中热生料的挥发性组分含量。表3热生料的挥发性组分含量%由表3的结果可见，掺炉渣配料的热生料中碱和氯的含量明显比空白样高，且随着炉渣掺量的增加而增加；相应地，实际生产过程中由碱和氯引起的结皮常在五级旋风筒中发生，但加强清堵后对生产影响不大。掺炉渣配料后，热生料中SO3的含量比空白样低，且随炉渣掺量的增加而减少，而相应熟料中SO3含量增加(见表7），这表明随着炉渣掺量的增加，硫的挥发率降低，在熟料中的固溶率提高。另外，为了更直观地了解掺炉渣配料后挥发性组分对结皮的影响情况，分别对窑列五级筒及上升烟道的结皮料进行取样，分析其中碱、氯、硫的含量，结果如表4所示。表4结皮料的挥发性组分含量%

由表4可见，掺入2.2%炉渣煅烧时，窑列五级筒结皮料的碱和氯含量明显比空白样的要高，但硫的含量却相对较低；上升烟道结皮料碱和氯的含量与空白样相近，但硫的含量却大为减少。这表明掺入炉渣后，由于炉渣带入更多的R2O和Cl-

，使烟气和生料的

R2O和Cl-

含量增加，导致结皮料中的含量发生变化，

而硫的挥发率降低，这与热生料反映的情况一致。2.1.3生料分解率及窑日产量

掺炉渣配料生产时，入窑生料的分解率及窑日产量如表5所示。可见，掺入炉渣煅烧后，生料分解率和熟料日产量均有所提高。这表明掺入炉渣有利于改善生料易烧性。表5生料分解率及窑日产量

2.1.4窑炉的参数控制

表6为掺入炉渣配料后窑炉的相关控制参数的变化情况。从表6中可以看到，掺入炉渣配料后，窑列五级筒出口压力均比空白样略有升高，说明该处系统阻力增加；这是由于掺入炉渣后碱和氯的挥发率增大，使五级筒的结皮加剧和窑日产量稍有增加所导致的，加强清堵后对生产影响不大。其他工艺控制参数与空白

样品SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-

空白样12.272.993.2843.110.510.320.070.320.001A12.113.033.2143.150.630.380.090.350.002B12.643.023.5043.470.570.400.100.370.002C12.322.963.3343.050.700.450.120.420.002

样品R2OSO3Cl-

空白样0.883.330.249A1.342.480.560B1.481.960.633C1.532.010.689

R2OSO3Cl-8.4811.316.4913.916.1310.208.4810.685.257.8041.270.517.2829.790.887.3242.060.67

样品空白样（掺烧炉渣前）掺2.2%炉渣配料(C)空白样（掺烧炉渣结束后）空白样（掺烧炉渣前）掺2.2%炉渣配料(C)空白样（掺烧炉渣结束后）

取样部位窑列五级筒

上升烟道

样品生料分解率/%平均日产量/（t/d）空白样93.084823A93.605096B94.795039C94.455024

样品LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-

A12.3556.204.043.9912.801.151.690.831.570.211B11.8053.425.044.1513.221.281.770.721.860.217C12.9055.703.934.0215.211.321.780.821.170.215

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焚烧炉与水泥窑协同处置城市生活垃圾对比

焚烧炉与水泥窑协同处置城市生活垃圾对比

焚烧炉与水泥窑协同处置城市生活垃圾对比随着城市化的快速进展，废旧物资和生活垃圾在城市中渐渐积累，给城市环境和人民健康带来了不小的隐患。

因此，城市生活垃圾的处理越来越成为一个紧要的话题。

目前，城市生活垃圾处理的方式重要是焚烧炉和水泥窑协同处置，这两种方式在处理工艺、环境影响等方面有所区分。

接下来，本文将就焚烧炉与水泥窑协同处置城市生活垃圾进行对比。

一、焚烧炉的处理工艺焚烧炉处理垃圾的重要原理是将垃圾燃烧成灰烬和气体，再通过污染掌控设备和处理生产的废水废气。

焚烧炉在处理垃圾时，首先需要对垃圾进行预处理，如选别、粉碎等，将垃圾燃烧后产生的热能利用起来，发电或供热都可以。

然而，焚烧炉的处理工艺也存在一些短处。

焚烧炉处理垃圾后，不能将有用的有机物质充分地利用起来，且产生的废气中含有二氧化碳、氮氧化物、二噁英等有毒有害物质，还需要采纳多而杂的过滤、净化、脱臭等污染掌控措施来达到排放标准，加添了环保成本。

二、水泥窑协同处置工艺水泥窑协同处置城市生活垃圾是将生活垃圾中的可燃有机物质与水泥原材料一起经过高温煅烧，在水泥窑中生化反应与物理反应的作用下变成熔融物，最后变成水泥熟料，这种方式可以有效的实现垃圾的无害化、资源化并实现降低生产成本。

然而，在水泥窑协同处置垃圾时，对垃圾进行的预处理比较少，垃圾的含水率、焦渣产量等参数会对水泥生产的过程产生影响，加添生产环节的多而杂度和可能的风险。

三、烟气排放及污染整治焚烧炉处理后产生的烟气需要过滤污染物，包括气固两相除尘、湿法除酸洗净及脱硫等，技术难度较高，并需要大量的资源成原来消纳废物，而且只能降低排放量，达不到排放标准。

水泥窑协同处置垃圾时，由于垃圾中的有机物可以替代水泥中的原材料，从而削减了能源消耗，对于该产业的环境保护和节能减排都有着紧密的关系。

同时，水泥窑协同处置的过程也会产生废气和废渣，需要采纳掌控措施来净化，确保排放标准达标。

总的来说，焚烧炉和水泥窑协同处置工艺各有优劣，对于城市生活垃圾的处理，应依据情况选择合适的处理工艺，重视处理技术的稳定性和降低环保成本，同时引导公众加强垃圾分类，削减垃圾的产生。

我国水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式简介(一)

我国水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式简介(一)

Environme门tal Engineering 环境工程我国水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式简介(-)江旭昌(天津市博纳建材高科技研究所，天津300400 )摘要：简介我国十二个单位研发出水泥窑炉协同处置城市生活垃圾的十种技术模式，可以看出还都处 在协同处置的初级阶段，因此其热量替代率T S R都很低。

只有将可燃废弃物制成替代燃料应用于水泥工业，其热量替代率T S R才会大幅度提高。

为此，国家发改委于2019年公布了《产业结构调整指导目录 (2019本）》，将“水泥窑协同处置”与“替代燃料”分为两项技术。

大力发展“替代燃料技术”，对我国 水泥工业的节能减排、转型升级、可持续绿色高质量发展具有特别重要的意义。

关键词：水泥窑炉；协同处置；可燃废弃物；替代燃料；热量替代率T S R中图分类号：T Q172.9 文献标识码：A文章编号：1671—8321 (2021) 03—0075—060导言2019年，国家发改委公布了《产业结构调整指导目 录（2019本）》，共涉及48个行业，总计1477个条目，分为 鼓励、限制、淘汰三大类，依次分别为821、215、441个条 目。

在鼓励大类中特别提出了重点的鼓励项目有：“水泥 窑协同处置”、“特种水泥研发与应用”、“水泥熟料煅烧 研发与应用”、“替代燃料技术”……共八大项内容，为水 泥行业科技创新和结构调整明确了发展方向，并规定自 2020年1月1日起施行。

在这个目录中，首次将“水泥窑协 同处置”和“替代燃料技术”分开，作为两项技术内容提 出，表明我们国家对水泥窑炉协同处置可燃废弃物工艺 技术和替代燃料技术的认知水平已有了很大的提升和转 化，对其发展均已提出了重点要求。

虽然我国当前水泥工 业在可燃废弃物应用技术方面如后面重点所述十种协同 处置技术模式那样，都还处于一家一户、自制自用、效率 极低的初级阶段，但可以肯定：在这个《目录》推动之下，我国水泥工业必然会很快步人如同国外发达国家近代那 样——将可燃废弃物都制成“替代燃料”在水泥窑炉生 产中应用的高级阶段。

水泥窑协同处置案例

水泥窑协同处置案例

水泥窑协同处置案例
嘿，朋友们！今天我要给你们讲讲超级厉害的水泥窑协同处置案例！
你们知道吗，就像蜘蛛侠拯救城市一样神奇，水泥窑协同处置可是环保界的大英雄呢！比如说，有个工厂，以前那些垃圾啊、废弃物啥的，都不知道往哪儿堆，简直就是个大麻烦！可后来用上了水泥窑协同处置，哇塞，那场面，就跟变魔术似的！工厂里的人们都惊呆了，这也太神奇了吧！
“哎呀，这真的能行？”有人一开始还半信半疑呢。

但事实证明，这真的行！水泥窑就像一个超级大胃王，把那些原本让人头疼的废弃物统统吃进去，然后转化成有用的东西。

这可比扔到一边不管强太多了吧！
我再给你们讲个例子啊。

有一个地方深受垃圾围城之苦，到处都是臭烘烘的味道，居民们都愁眉苦脸的。

但是，当他们引入了水泥窑协同处置之后呢，就像黑暗中突然出现了一道光！那些垃圾不再是问题，反而成了资源，这难道不令人惊喜吗？居民们都开心地说：“哇，没想到这办法这么管用！”
再想想，要是没有这个神奇的技术，我们的环境得变成啥样啊？那可真是不敢想象！水泥窑协同处置就像是我们环境的保护神，默默地守护着我们的家园。

在我看来，水泥窑协同处置简直太棒了！它不仅解决了垃圾问题，还为我们创造了更美好的环境。

我们真应该多多推广这种好方法，让更多的地方受益，让我们的地球变得更加美丽！。

水泥协同处置方案

水泥协同处置方案

水泥协同处置方案随着城市化进程的不断推进，城市垃圾数量不断增加，垃圾处理成为了城市治理中极为关键的一环。

在垃圾处理中，水泥协同处置成为了一种主流的处理方式。

本文将从水泥协同处置的概念、优点、技术路线以及应用前景等方面进行介绍。

概念水泥协同处置（Cement Kiln Co-processing, CKC）是指将废弃物、危险废弃物或回收材料与水泥原材料混合使用，共同进入水泥窑炉进行高温热解，从而实现对废弃物的协同处置。

优点水泥协同处置相比传统垃圾处理方式具有诸多优点：1.充分利用废弃物资源。

CKC可以将废弃物等低附加值资源转化为高附加值水泥材料，减少仅进行填埋或焚烧的废弃物数量。

2.减少二氧化碳排放。

水泥窑炉的高温热解可以最大限度地燃烧混合原料中的有机物，从而减少二氧化碳等有害气体的排放。

3.减少对自然资源的占用。

水泥协同处置可以在不增加使用原材料的前提下完成废弃物的处置，减少了对自然资源的占用压力。

4.处置效率高。

水泥窑炉的高温热解可以在短时间内充分完成废弃物的处置，效率较高。

技术路线水泥协同处置的技术路线主要包括以下三个环节：1.废弃物预处理。

对于废弃物中的大块物料进行破碎，将废弃物处理成符合水泥生产要求的小颗粒。

2.废弃物进料。

将预处理好的废弃物与水泥原料、燃料等混合，在水泥窑炉中共同进入热解室。

3.煅烧过程。

水泥窑炉中的高温作用可以将混合原料中的有机物进行热解，同时完成水泥的煅烧过程。

应用前景水泥协同处置作为一种高效、可持续的废弃物处理方式，在国内外得到了广泛的推广和应用。

预计未来将继续发扬水泥协同处置的优点和特点，应用范围将随之逐步扩大。

同时，随着科技的发展和应用不断的推陈出新，水泥协同处置将更加高效、绿色和环保。

总之，水泥协同处置作为一种主流的废弃物处理方式，已经不仅仅是水泥生产的附属产业，而成为了城市垃圾处理中的主要方式之一。

从环保、经济等多个方面考虑，水泥协同处置无疑是一种可持续的垃圾处理方式，具有广泛的应用前景。