水泥窯協(xié)同處置危險廢物技術(shù)及在石油化工行業(yè)的應(yīng)用

張穎杰

上海億景能源科技股份有限公司 上海 200040

在“十二五”期間，石油和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的固體廢物數(shù)量迅速增長。2015年，固體廢物產(chǎn)生量為3.7億噸，總有效利用量為2.3億噸，總利用率為60%。其中，危險廢物產(chǎn)生量為1164萬噸。總有效載荷為640萬噸，總使用率為55%。國際能源署（IEA）發(fā)布了《2014年世界能源展望》報告，指出中國將在2030年左右成為全球最大的石油生產(chǎn)國。在“十三五”期間，該行業(yè)一直保持相對穩(wěn)定的發(fā)展。勢頭。快速增長也面臨著更嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)和加速質(zhì)量升級的雙重壓力。到2020年，該行業(yè)固廢綜合利用率有望達(dá)到85%，其中綜合利用率將達(dá)到70%。危險廢物的使用率必須達(dá)到100%，其中總使用率為65%。因此本文從危險廢物的處置入手，重點介紹該領(lǐng)域中水泥窯共處理技術(shù)的實踐。

1 我國危險廢物處置現(xiàn)狀

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2018》，2017年全國危險廢物產(chǎn)生量為6936.9萬噸，比2016年增長29.73%。2012年至2017年，危險廢物生產(chǎn)的復(fù)合年增長率為15%。根據(jù)E20環(huán)境研究所和其他機(jī)構(gòu)的預(yù)測，到2020年，我國危險廢物的產(chǎn)量可能達(dá)到1億噸[1]。

在過去三年中，其處置規(guī)模每年增加500萬噸以上。大多數(shù)解決方案的規(guī)模都在增加。水泥窯廣泛使用和合作的趨勢已顯著增長，2018年焚燒處置量有所增加。這表明，我國危險廢物的處理基本上基于安全處理和資源利用。新的添加劑技術(shù)逐年增加，該項目加快了水泥窯的合作。

在我國危險廢物中，工業(yè)危險廢物所占比例最大，超過70%。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)中國環(huán)境報告》，其數(shù)量在增加。過去5年中處理的廢物量和過去4年中使用的廢物量正在增加?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是，到2020年，其產(chǎn)量將超過7000萬噸，這表明有效利用和處置仍將是未來處理工業(yè)危險廢物的主要方式。隨著我國危險廢物產(chǎn)生量的迅速增加，工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益突出。政府頒布了一系列法律，法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策，以支持其加工業(yè)的快速健康發(fā)展。在行業(yè)面臨機(jī)遇的同時，也面臨挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)危險廢物在廢物處理方法中，安全的填埋場具有成本高，面積大和選址嚴(yán)格的缺點。在一些發(fā)達(dá)國家，燃燒率很高，但是由于機(jī)械和操作成本高昂，我國的使用率并不高。在這種情況下，干水泥回轉(zhuǎn)窯的新型共處理技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢而在廢物領(lǐng)域引起了越來越多的關(guān)注。

2 水泥窯協(xié)同處置危險廢物的技術(shù)優(yōu)勢

使用新的干法水泥焚燒技術(shù)去除有害廢物是一種有效的處理方法。與傳統(tǒng)的老式燃燒器相比，使用水泥窯的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 處置溫度高

為了滿足水泥生產(chǎn)中爐渣煅燒的要求，水泥窯中材料的燃燒必須在1450°C左右。當(dāng)溫度足夠高時，可以完全去除該技術(shù)中的有害顆粒。傳統(tǒng)燃燒器的最高溫度約為1100°C，某些物質(zhì)無法完全區(qū)分[2]。

2.2 焚燒空間大

從實際應(yīng)用的角度來看，一個普通的回轉(zhuǎn)窯的主體直徑為3-5米，長度為45-100m，并且速度100-240r/小時。確保危險廢物處理效率的要求。

2.3 停留時間長

在水泥窯的中高溫區(qū)，從窯尾到窯頭的危險廢物滯留時間超過半小時。在1300℃以上高溫區(qū)的停留時間超過5秒，時間條件進(jìn)一步確保了危險廢物被充分焚化。

2.4 處置規(guī)模大

操作的年度速度通常是高于90%，從而增加了廢物水泥窯的處理的年度水平。

2.5 環(huán)境效益高

該技術(shù)可以充分利用危險廢物中的成分來代替部分煤炭，以減少能源消耗，或者代替一部分水泥粗粉，以減少原材料。它可以將重金屬結(jié)合到危險廢物中，并在易燃礦物中保持穩(wěn)定狀態(tài)；它可以有效減少二惡英的產(chǎn)生并防止二次污染。與傳統(tǒng)的固體廢物處理方法相比，該技術(shù)確實實現(xiàn)了有害廢物的減少，再利用和安全性的提高，并具有創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)，環(huán)境和社會效益的無與倫比的好處。

3 水泥窯協(xié)同處置危險廢物的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 國外水泥窯協(xié)同處置有機(jī)固廢和危險廢物的現(xiàn)狀及應(yīng)用

1970年代，由于化石燃料的價格上漲，外國水泥廠開始研究水泥窯中廢物的常規(guī)處理方法，目的是尋找具有熱值的廢物來替代傳統(tǒng)燃料，以緩解能源危機(jī)。加拿大的勞倫斯水泥廠已率先開展了危險燃料的合并研究，例如替代燃料和廢粉煤灰，其他國家也紛紛效仿。荷蘭目前是世界水泥行業(yè)中燃料替代率最高的國家。瑞士的燃料替代率高達(dá)50%或更高；就廢物而言，日本水泥廠在廢物和處理方面是世界上最好的工廠之一。黑莓的數(shù)量繼續(xù)增長。在原料中，高爐渣占最大比例，占日本高爐渣總量的50%，其次是粉煤灰，占日本粉煤灰的60%。用作副產(chǎn)物的石膏量等于日本水泥公司所需石膏量的90%。

3.2 國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置有機(jī)固廢和危險廢物的現(xiàn)狀及應(yīng)用

我國在這方面起步較晚，合作產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀仍然不能滿足廢物控制的需要。與發(fā)達(dá)國家相比，仍有很大差距。1998年，北京水泥廠有限公司首先嘗試使用旋轉(zhuǎn)水泥窯去除有害殘留物，例如墨水殘留物，樹脂殘留物，油漆殘留物和有機(jī)液體廢物，并為此建立了第一個環(huán)境保護(hù)的環(huán)境線。我國的廢物處理行業(yè)。危險廢物技術(shù)與熟料煅燒技術(shù)在水泥生產(chǎn)中的成功有機(jī)結(jié)合，在全國范圍內(nèi)有效處置危險廢物方面發(fā)揮了重要作用。在一些發(fā)達(dá)省份，水泥窯爐的合作發(fā)展迅速。例如，到2015年底，浙江水泥窯。它的綜合處理能力為18萬噸/年，占全省焚化和廢物處理與生產(chǎn)的50.67%（5）。2015年4月1日起實施的《技術(shù)規(guī)范》，《固體廢物水泥協(xié)同處理爐》規(guī)定了用于固體廢物協(xié)同處理的水泥窯的鑒定，測試，去除技術(shù)和操作要求，并規(guī)范了礦山的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模。2017年，全國水泥熔爐全國建設(shè)與發(fā)展大會宣布，我國已建成80條水泥窯生產(chǎn)線，批準(zhǔn)使用水泥窯處理危險廢物每年超過150萬噸.2018年以來，累計規(guī)模比上年增長了262萬噸，例如城市垃圾和污泥等固體廢物，還包括高爐礦渣和粉煤灰等工業(yè)固體廢物，還可以提供安全性和醫(yī)療服務(wù)。保護(hù)三峽水庫附近的漂浮物和緊急情況下產(chǎn)生的危險物。最終治療方法。當(dāng)前，許多國內(nèi)公司已經(jīng)申請了商業(yè)危險廢物許可證，并且可以從事“國家危險廢物目錄”中任何危險廢物的收集和處置。水泥窯合作社技術(shù)為水泥制造商提供了創(chuàng)新的途徑，例如技術(shù)。它不僅解決了固體廢物處理難，污染重的問題，而且投資少，運(yùn)行成本低。這使該行業(yè)能夠在環(huán)保領(lǐng)域進(jìn)行自我改革并發(fā)揮作用。“對政府和城市清潔工的好幫手”的作用。盡管在我國，這項技術(shù)仍具有替代燃料低，固體廢物預(yù)處理水平低和系統(tǒng)不完善的缺點，但人們相信它將繼續(xù)發(fā)展。

4 石油化工行業(yè)固體廢物的水泥窯協(xié)同處置前景分析

石化工業(yè)產(chǎn)生大量的固體廢物，種類繁多，破壞嚴(yán)重，難以處置。刪除網(wǎng)絡(luò)將破壞生態(tài)環(huán)境并限制可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，對于該行業(yè)中性質(zhì)不同的固體廢物，通常采用諸如資源回收，垃圾掩埋和焚燒之類的處置方法。對于不可回收的危險廢物，許多歐洲國家已采用焚化方法，日本的焚化率高達(dá)55%?？紤]到我國的國情，傳統(tǒng)技術(shù)不能滿足工業(yè)快速發(fā)展帶來的危險處理需求，需要不斷的技術(shù)創(chuàng)新來補(bǔ)充或替代原有技術(shù)。水泥窯用于處理石油和地方工業(yè)中的危險廢物。那些含有大量有機(jī)物的物質(zhì)，例如污泥和廢活性炭，具有一定的熱量，可以通過共同工作來代替部分燃料并減少水泥窯的能耗；包含無機(jī)顆粒的物質(zhì)（例如廢催化劑和分子篩）可以代替部分原料。因此，可以節(jié)省水泥生產(chǎn)原料的成本。對于含氨基顆粒的那些，水泥窯系統(tǒng)中釋放的NH3與水泥窯中的NOx反應(yīng)，從而降低了煙道氣中的NOx含量。它可以減少非營養(yǎng)性原料氨的環(huán)境投入，原則上也可以減少危險廢物二次污染的環(huán)境風(fēng)險。以吉林某石化公司為例。在每年平均30萬噸的危險廢物中，有54，000噸可以滿足使用該技術(shù)進(jìn)行處理的要求。如果應(yīng)用的話，一方面，公司18%的危險廢物可以有效地發(fā)揮作用。結(jié)算后，節(jié)省了約1.3億元的處置費(fèi)用。另一方面，股份公司不僅可以置換部分煤炭，節(jié)約成本，而且可以創(chuàng)造效益，綜合利潤超過3000萬元。這種合作不僅推進(jìn)了水泥行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，而且滿足了大多數(shù)石化公司的純標(biāo)準(zhǔn)要求，可以完成企業(yè)發(fā)展并改善環(huán)境質(zhì)量。

5 結(jié)語

隨著我國石油加工量的增加，環(huán)境問題的日益嚴(yán)重和環(huán)境控制的不斷加強(qiáng)，危險廢物處置能力仍大大提高，帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。進(jìn)入這個行業(yè)，水泥窯爐合作企業(yè)和國有企業(yè)的背景有明顯的優(yōu)勢和前途的產(chǎn)業(yè)化前景。