水泥窯協(xié)同處置廢棄物過程設(shè)備安全及控制措施

蔡玉良，洪 旗

（中國中材國際工程股份有限公司，江蘇南京 211100）

隨著水泥工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善提高，不僅自身環(huán)保控制能力有了較大的提高，滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求，而且還為承擔(dān)接納和解決其它工業(yè)廢料創(chuàng)造了條件，成為工業(yè)環(huán)境保護(hù)生產(chǎn)鏈中不可或缺的環(huán)節(jié)[1]。歐美發(fā)達(dá)國家早已開展利用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)的工程化應(yīng)用，近年來，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)已逐漸成熟并進(jìn)入國人的視野，成為消解各類廢棄物（包括城市生活垃圾、污泥、危廢等）最有效、可靠、經(jīng)濟(jì)的處置方法之一。尤其是近些年，隨著國家對工業(yè)危廢偷排偷倒事件查處力度的大大加強(qiáng)，工業(yè)危廢產(chǎn)生量與有效處置量之間的缺口突然增大，而水泥窯在協(xié)同處置廢棄物方面的優(yōu)勢凸顯，滿足條件的水泥企業(yè)紛紛上馬和投運(yùn)協(xié)同處置項(xiàng)目，呈現(xiàn)出極其火熱的態(tài)勢，但是由于國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置項(xiàng)目多存在技術(shù)人員缺位及運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)缺乏的問題，對廢棄物中有害成分對水泥生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的生產(chǎn)操作、環(huán)保排放、設(shè)備安全、產(chǎn)品質(zhì)量等的影響不甚了解，造成項(xiàng)目運(yùn)行過程中出現(xiàn)了各種各樣的技術(shù)問題及安全隱患。本文主要探討水泥窯協(xié)同處置廢棄物過程中的設(shè)備安全問題及控制措施，為協(xié)同處置企業(yè)提供參考和指導(dǎo)，從而使水泥窯的協(xié)同處置能力和作用能夠得到更好的發(fā)揮，并避免一些不必要的損失。

1 水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術(shù)及其適應(yīng)性

水泥工業(yè)屬重化工工業(yè)，整個生產(chǎn)工藝可濃縮為“兩磨一燒”過程，首先將經(jīng)合理配比的物料粉磨成生料，再將生料高溫煅燒成熟料，并快速冷卻至常溫狀態(tài)，最后再將熟料與適量石膏或混合材一起粉磨成水泥。為了穩(wěn)定水泥生產(chǎn)運(yùn)行和滿足水泥生產(chǎn)系統(tǒng)接納廢棄物的控制要求，在水泥生產(chǎn)系統(tǒng)接納廢棄物之前，需要根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)及廢棄物的物理化學(xué)性質(zhì)，對廢棄物進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理將不同性質(zhì)的廢棄物從水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的不同部位投加到水泥系統(tǒng)中，有害成分被高溫徹底焚毀，一些物質(zhì)直接成為水泥熟料，其中的一些微量元素被安全固化到水泥熟料晶體結(jié)構(gòu)中，廢棄物中的熱值、灰分均得以回收利用，無“二次污染”物存在，徹底消解廢棄物。

水泥窯協(xié)同處置廢棄物的接納處置區(qū)域劃分見圖1。

利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物，是社會和工業(yè)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。隨著工業(yè)化發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平不斷提高，廢棄物的產(chǎn)生量越來越多，生存環(huán)境壓力日益增大，資源消耗日益增加，利用工業(yè)設(shè)施協(xié)同消納廢棄物逐漸受到關(guān)注、研究和應(yīng)用。水泥窯系統(tǒng)在廢棄物協(xié)同處置方面的優(yōu)勢，促使其逐漸成為廢棄物終極處置的重要手段之一，也使其成為社會責(zé)任和義務(wù)的重要承擔(dān)者之一。

圖1 基于廢棄物性質(zhì)的水泥窯協(xié)同處置接納處置區(qū)域劃分圖

1.1 利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的優(yōu)勢

（1）污染物擴(kuò)散控制優(yōu)勢。

①二惡英控制優(yōu)勢：水泥燒成系統(tǒng)具有高溫（氣相高達(dá)1 800℃以上、固相高達(dá)1 450℃）、停留時間長（回轉(zhuǎn)窯內(nèi)：固相35ˉ50min，氣相7ˉ10s；分解爐內(nèi)：固相>10s，氣相5ˉ7s）、高濃度堿性微粉環(huán)境、氯元素控制（一般入窯物料綜合含氯要求<0.015%）等特點(diǎn)，可以有效銷毀二惡英物質(zhì)，并有效抑制二惡英的再次生成。

②重金屬的遷移、擴(kuò)散控制優(yōu)勢：除汞、鉻等特殊金屬元素外，重金屬經(jīng)過高溫固相反應(yīng)后，均被固化到水泥礦物的晶體結(jié)構(gòu)之中，成為水泥石的痕量成分，不會對水泥產(chǎn)品質(zhì)量帶來任何影響，也不會擴(kuò)散到環(huán)境中去影響環(huán)境。

③異味氣體的控制優(yōu)勢：廢棄物處置儲存及處置過程中產(chǎn)生的異味氣體，完全可以通過抽風(fēng)系統(tǒng)引入水泥窯爐作為助燃空氣，達(dá)到消除異味氣體的目的。

④二次污染的源頭抑制和減排優(yōu)勢：水泥生產(chǎn)多采用大布袋收塵系統(tǒng)控制粉塵的排放；大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明，利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物，有利于系統(tǒng)TOC、NOx的減排控制。同時，由于該系統(tǒng)內(nèi)部充滿了強(qiáng)堿性微粉，有利于遏制HCl、HF等酸性氣體的產(chǎn)生；在協(xié)同處置焚燒過程中，所有的物質(zhì)經(jīng)過高溫處理后，均轉(zhuǎn)變成無機(jī)鹽灰分，成為水泥生產(chǎn)所用的原料，轉(zhuǎn)變成水泥熟料，無飛灰和廢渣排出。

（2）資源利用優(yōu)勢。

①灰、渣直接利用優(yōu)勢：廢棄物焚燒過程產(chǎn)生的灰、渣，在系統(tǒng)內(nèi)部直接成為水泥生產(chǎn)的原料，無任何殘?jiān)嬖凇?/p>

②熱值的利用優(yōu)勢：廢棄物在水泥燒成系統(tǒng)內(nèi)燃燒，釋放出來的熱量全部用于自身加熱、分解、反應(yīng)，多余熱量替代水泥生產(chǎn)常規(guī)燃料。

（3）集約化經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

①固有系統(tǒng)資源化利用優(yōu)勢：水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中，其窯爐系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)等均已存在，在利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的過程中，不需要投資重建，僅需要針對水泥窯接納廢棄物的不同情況，稍加改造，同時，針對水泥生產(chǎn)系統(tǒng)接納控制的要求，設(shè)計(jì)1套廢棄物預(yù)處理系統(tǒng)，以滿足水泥穩(wěn)定生產(chǎn)的控制要求；其投資相對其它處置工藝系統(tǒng)要低的多，不僅工程建設(shè)周期短，還具有明顯的投資優(yōu)勢。

②系統(tǒng)管理控制優(yōu)勢：水泥生產(chǎn)企業(yè)，已經(jīng)有健全和完整的生產(chǎn)管理和設(shè)備維修控制隊(duì)伍，完全可以用來維持廢棄物處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理，發(fā)揮集約化管理控制優(yōu)勢。

1.2 利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的選擇性

水泥窯在協(xié)同處置廢棄物方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但并不意味著水泥窯在協(xié)同處置廢棄物方面是萬能的，對來自各行各業(yè)的廢棄物的接納是有限制的，實(shí)際生產(chǎn)過程中需根據(jù)廢棄物的物化性質(zhì)，對擬協(xié)同處置的廢棄物進(jìn)行選擇和控制，以確保水泥窯協(xié)同處置系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)穩(wěn)定、設(shè)備安全、環(huán)保安全、職業(yè)衛(wèi)生安全以及水泥產(chǎn)品使用安全。

為保證水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行和熟料產(chǎn)品質(zhì)量，接納焚燒廢棄物后，其殘留物質(zhì)的主要化學(xué)成分必須與水泥生產(chǎn)要求的元素相一致，并滿足配料的控制要求，不能超限；次要化學(xué)成分必須控制在限量之下，以不影響水泥熟料晶體礦物的生成。對引起水泥生產(chǎn)系統(tǒng)熱工制度不穩(wěn)定的因素，如K2O、Na2O、SO3、Cl等少量干擾元素，需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，合理搭配添加；對一些引起水泥生料組分波動的因素，如SiO、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等成分，也需要控制在合理水平，并與水泥常規(guī)燃料進(jìn)行合理搭配；對于一些影響熟料礦物結(jié)構(gòu)、質(zhì)量及后期水泥制品使用安全的因素，如P2O5、TiO2、Mn2O3、SrO、Cr2O3及其它重金屬等，需要控制其投加量。

表1 金屬元素與鹵族元素形成化合物的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)

為保證生產(chǎn)設(shè)備的安全，對于含有易揮發(fā)、擴(kuò)散且不易控制成分的廢棄物，不宜進(jìn)行協(xié)同處置，如一些廢棄物含有高溫狀態(tài)下易于產(chǎn)生且不易控制的腐蝕性元素和化合物，對耐火材料和設(shè)備材質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕作用，是無法進(jìn)行協(xié)同處置的。除此之外，一些廢棄物雖然還有相關(guān)元素或物質(zhì)，但可以通過控制來避免腐蝕物形成，且能滿足水泥質(zhì)量的控制要求，也需要嚴(yán)格控制其協(xié)同處置投加量，同時必須給予高度重視，以免帶來設(shè)備安全隱患。

為保證環(huán)保排放達(dá)標(biāo)，廢棄物經(jīng)過一系列的高溫過程必須徹底銷毀，同時還需確保不再產(chǎn)生新的污染物，如PF3ˉ5、PCl3ˉ5、二惡英、持久性有機(jī)污染物（POPs）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等，以滿足環(huán)保排放的控制要求。

為保證職業(yè)衛(wèi)生安全及水泥制品使用安全，含有以下物質(zhì)的廢棄物不建議利用水泥窯進(jìn)行協(xié)同處置：含有病原菌傳染性物質(zhì)，如醫(yī)療垃圾、含各種易傳染病菌的廢物；含有較高易滲透擴(kuò)散重金屬物質(zhì)，如含較高濃度砷、鉻、銻、汞、鎘、鉛、錫、鋇等重金屬元素。

2 水泥窯協(xié)同處置廢棄物過程中設(shè)備腐蝕安全問題及防護(hù)措施

（1）設(shè)備及材料腐蝕機(jī)理。

金屬元素與鹵族元素易形成低熔點(diǎn)的化合物，其熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)見表1。

從表1看出，鹵族元素與常見金屬材料的化合物的熔沸點(diǎn)普遍較低，在有混合鹽存在的情況下，其熔沸點(diǎn)還會降低見表2。

水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)內(nèi)部溫度通常處于80℃ˉ1 800℃范圍內(nèi)，這些陰陽離子形成的化合物在工藝高溫段易熔融形成熔鹽電解液，并在機(jī)械設(shè)備的金屬材料表面發(fā)生快速電化學(xué)反應(yīng)，造成高溫熔鹽腐蝕，對機(jī)械設(shè)備造成損壞，縮短設(shè)備使用壽命；這些離子還易與耐火材料和金屬材料生成高溫?fù)]發(fā)物和低熔物，消耗和破壞耐火材料和設(shè)備材質(zhì)，影響生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

已有多位學(xué)者對金屬材料在高溫下氯鹽熔鹽腐蝕機(jī)理及行為進(jìn)行了深入的研究[2-10]，普遍認(rèn)為在300℃以上，NaCl、KCl及ZnCl2等氯鹽形成低共熔點(diǎn)的混合熔鹽，具有較強(qiáng)的腐蝕性，破壞金屬材料表面的氧化膜，從而加速金屬材料的腐蝕損壞。

表2 混合金屬氯化物的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)

利用水泥窯爐協(xié)同處置各類廢棄物時，由于前處理和控制的缺陷，往往不可避免地會因焚燒各類廢棄物帶來具有腐蝕作用的物質(zhì)，有易形成陽離子的金屬元素如K、Na、Zn、Pb、Cr等，以及易形成陰離子的非金屬元素如F、Cl、Br、I、S、P等，這些物質(zhì)在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的混合鹽或復(fù)鹽類物質(zhì)。熔融態(tài)混合鹽易在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部借助施工缺陷留下的縫隙、膨脹縫隙滲入內(nèi)部，在合適的溫度場所，冷凝并滯留在不同區(qū)域的耐火材料和設(shè)備內(nèi)表面，通過滲透、表面反應(yīng)導(dǎo)致耐火材料表面發(fā)生化學(xué)變化、膨脹、潰裂、脫落，使金屬材料表面出現(xiàn)化學(xué)銹蝕、氧化膜破裂、隆起、蓬松和脫落，極易導(dǎo)致設(shè)備材料失效、破壞內(nèi)部承載結(jié)構(gòu)，甚至造成安全事故。

水泥窯可以協(xié)同處置多種廢棄物，按照其來源可大致分類。

①含Zn、Pb、Cr、K、Na、Cl等元素或離子的工業(yè)污泥、工業(yè)危廢。

②含農(nóng)藥、化學(xué)品等的污染土：含Cl、S等元素。

③生活污泥：含有K、Na、S、Cl、P等元素。

④生活垃圾：含有K、Na、S、Cl、P等元素。

廢棄物在水泥燒成系統(tǒng)內(nèi)部焚燒處置時，根據(jù)其成分性質(zhì)，可將其對系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重程度排序?yàn)椋孩?②>③>④。

某些工業(yè)污泥或工業(yè)危廢中Zn、Pb、Cr、K、Na、Cl等中的某種或幾種元素或離子含量較高，對設(shè)備和材料腐蝕破壞作用較強(qiáng)，需要嚴(yán)格控制投加處置量。生活垃圾來源于日常生活，氯含量一般在0.2%ˉ0.5%（濕基），對水泥窯系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，在可控范圍內(nèi)。

以上易形成陽離子的金屬元素陣列如K、Na、Zn、Pb、Cr等，以及易形成陰離子的非金屬元素陣列如F、Cl、Br、I、S、P等，存在濃度協(xié)同耦合腐蝕情況，兩個陣列元素不能同時以高濃度呈現(xiàn)，否則會帶來嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕問題，其中一個陣列元素處于高濃度時，另一個陣列元素必須處于低濃度水平，或者不存在，方可避免設(shè)備的腐蝕問題。

圖2 水泥窯內(nèi)耐火磚及筒體鋼板腐蝕情況

（2）水泥窯協(xié)同處置廢棄物設(shè)備及材料腐蝕案例分析。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2015年初到2017年底，國內(nèi)水泥窯筒體出現(xiàn)炸裂的案例不下10起，究其原因，不外乎兩方面：先天性的材料缺陷問題，或后天性的使用環(huán)境變化造成的影響問題。

現(xiàn)以國內(nèi)水泥廠水泥窯體開裂事件為例來研究造成設(shè)備及材料腐蝕的原因。

①水泥窯耐火磚及筒體腐蝕情況及分析。

本案例中水泥生產(chǎn)線運(yùn)行過程中出現(xiàn)水泥窯筒體開裂現(xiàn)象，水泥生產(chǎn)線立即停運(yùn)，并冷窯后入窯進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)水泥窯內(nèi)燒成帶窯皮內(nèi)壁出現(xiàn)不規(guī)則瓷質(zhì)結(jié)皮，燒成帶耐火磚內(nèi)部受到熔鹽侵蝕潰裂，筒體上小窯門邊緣金屬材質(zhì)及耐火磚受到熔鹽侵蝕，回轉(zhuǎn)窯筒體鋼板厚度最薄處由原來的40mm變?yōu)?8mm見圖2。

對水泥窯筒體鐵銹腐蝕物進(jìn)行檢測分析，其化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)見表3。

通過XRF檢測分析，鐵銹中含有K、Na、Zn、Pb、Mn、Ca、Al和Cl、S等元素，并經(jīng)XRD檢測表征，這些元素主要以氯鹽（KCl、PbCl2、NaCl、ZnCl2、CaCl2）和一些含硫的鹽和復(fù)鹽（FeS、K3NaS2O8、KSi2AlO6、ZnSO4）等形式存在。這些物質(zhì)混合，極易形成低熔點(diǎn)（200℃ˉ800℃）電解液，遇合適場所冷凝聚集，形成密布微電池，出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，加速材料損耗，改變原有材料性能，使其變脆，降低應(yīng)有的機(jī)械承載能力，出現(xiàn)斷裂和破壞性事故。

表4 水泥窯內(nèi)釉質(zhì)結(jié)皮及耐火磚受侵蝕部分化學(xué)成分 （質(zhì)量百分比，%）

表5 水泥窯尾廢氣煙囪內(nèi)壁鐵銹化學(xué)成分 （質(zhì)量百分比，%）

對水泥窯內(nèi)釉質(zhì)結(jié)皮及耐火磚受侵蝕部分進(jìn)行檢測分析，得到的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)見表4。

由表4看出，水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)釉質(zhì)結(jié)皮中k、Na、Cl、Zn的含量較高，受侵蝕的窯內(nèi)耐火磚中的K（以K2O計(jì)）含量很高，達(dá)到了7.22%以上，尤其是小窯門附近受侵蝕的耐火磚中K含量（以K2O計(jì)）更是高達(dá)10.18%，Na含量（以Na2O計(jì)）達(dá)1.93%，Cl含量達(dá)0.89%，Pb含量（以PbO計(jì)）高達(dá)3.25%，這些元素形成的化合物具有較低的熔點(diǎn)，在水泥窯內(nèi)高溫條件下呈氣化熔融狀態(tài)，并在水泥窯內(nèi)壁窯皮及耐火磚由內(nèi)向外擴(kuò)散，在向外擴(kuò)散過程中，環(huán)境溫度逐漸降低，雖其擴(kuò)散系數(shù)逐漸降低，但在其長時間的擴(kuò)散過程中，逐漸與窯皮、耐火磚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對窯皮和耐火磚造成侵蝕破壞；一些到達(dá)水泥窯筒體內(nèi)壁的無機(jī)鹽物質(zhì)，在筒體金屬材質(zhì)表面發(fā)生電化學(xué)發(fā)反應(yīng)，對筒體材質(zhì)造成腐蝕損壞。

②水泥窯尾煙囪腐蝕情況及分析。

對于同一水泥生產(chǎn)線，其窯尾廢氣煙囪也發(fā)生了極其嚴(yán)重的腐蝕，高達(dá)100多m的窯尾廢氣鋼煙囪，其頂部內(nèi)壁面腐蝕嚴(yán)重，鋼板材質(zhì)出現(xiàn)鐵銹鼓包、鱗狀分層、脫落，鋼板厚度變薄，逐漸失去結(jié)構(gòu)力學(xué)要求，存在折斷坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。為避免安全風(fēng)險(xiǎn)，此煙囪頂部已經(jīng)被拆除，其照片見圖3。

表6 水泥窯尾廢氣煙囪內(nèi)部鐵銹中含鐵物質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成

對煙囪內(nèi)壁鐵銹樣品進(jìn)行檢測分析，化學(xué)成分及含鐵物質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見表5、表6。

圖3 水泥窯尾廢氣煙囪內(nèi)壁腐蝕情況

表7 進(jìn)入水泥生產(chǎn)系統(tǒng)原、燃料和替代原、燃料中組分的含量控制范圍及限值數(shù)量級

從煙囪腐蝕鐵銹的分析數(shù)據(jù)不難看出，鐵銹中的外來元素有Si、Al、Ca、S、Cl、Mn、Pb，且含鐵的物質(zhì)結(jié)構(gòu)有Fe2O3、Fe3O4、Fe4O8H2，不難看出對煙囪產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕作用的是Cl、S的可溶鹽及冷凝水，形成的電解液，構(gòu)成了電化學(xué)腐蝕條件，造成內(nèi)表面鋼板腐蝕脫落。其腐蝕的速度，取決于焚燒物中上述元素的濃度，以及在反應(yīng)過程中生成的游離態(tài)腐蝕物質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生后續(xù)的協(xié)同腐蝕作用。

③水泥窯內(nèi)耐火材料錨固件及托磚板煙囪腐蝕情況及分析。

耐火材料錨固件及托磚板是保證高溫窯爐內(nèi)各種耐火材料有序排列及固定不可缺少的構(gòu)件，其材質(zhì)一般為耐熱鋼，由于水泥窯焚燒各種廢棄物，會帶入上述各種有害的元素離子，它們在高溫系統(tǒng)中極易形成低熔點(diǎn)的混合鹽液或蒸汽，通過耐火材料之間的縫隙，滲透到耐火材料與金屬鋼板接觸的分析中，并在此冷凝聚集，在金屬表面形成電解液，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，造成錨固件腐蝕耗損，引起耐火磚失去有效支撐和固定，帶來生產(chǎn)安全和設(shè)備安全問題。圖4為錨固件及托磚板被腐蝕的情況。

④水泥窯協(xié)同處置廢棄物過程設(shè)備腐蝕防護(hù)控制技術(shù)措施。

對于水泥窯協(xié)同處置廢棄物，主要從兩方面入手，來控制生產(chǎn)過程中給設(shè)備及其帶來的腐蝕問題：一是控制不利元素的帶入量，即源頭性控制。二是對設(shè)備采取相應(yīng)的防護(hù)措施，即防御性控制。

a.源頭性控制措施。

大量實(shí)踐表明：無論耐火材料腐蝕還是設(shè)備腐蝕，均與生產(chǎn)使用的各種原料、燃料中攜帶的微量元素有關(guān)，而K、Na、Zn、Pb、Cr等易于形成陽離子的元素及F、Cl、Br、I、S、P等易于形成陰離子的元素，在高溫下極易形成低溫熔融鹽電解液，造成協(xié)同腐蝕設(shè)備的機(jī)會，必須對隨生產(chǎn)原燃料、替代原燃料等進(jìn)入水泥燒成系統(tǒng)的上述元素進(jìn)行限量控制。

圖4 水泥窯內(nèi)耐火材料錨固件及托磚板被腐蝕的情況

對于水泥生產(chǎn)，水泥原、燃料中過高的鉀、鈉、硫、氯元素含量，將影響正產(chǎn)生產(chǎn)操作，根據(jù)國內(nèi)外水泥生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對入窯生料中鉀、鈉、硫、氯含量（質(zhì)量含量）一般要求為：K2O+Na2O≤1%，SO3≤1%，Cl-≤0.02%。當(dāng)水泥燒成系統(tǒng)進(jìn)入的氯元素含量大于0.02%時，應(yīng)堅(jiān)決杜絕含Zn、Pb、Cr等元素廢物的進(jìn)入，即使入窯物料中的這些元素含量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，也不應(yīng)引入系統(tǒng)。同時投加含有Zn、Pb、Cr元素廢物和含有F、Cl、Br、I元素的廢物，會對水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備帶來協(xié)同腐蝕性威脅，必須嚴(yán)加控制。含有鋅、鉛、鉻元素廢物和含有氯、溴元素的廢物，在滿足投加限值情況下，可以單獨(dú)處理。

通常，對進(jìn)入水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的原、燃料和替代原、燃料，可按照表7中的限值范圍和數(shù)量級進(jìn)行控制。

b.防御性控制。

對設(shè)備內(nèi)表面及固定支撐耐火材料的錨固件及托磚板構(gòu)件，可采用實(shí)踐證明了有效的保護(hù)技術(shù)措施，減少和避免腐蝕情況發(fā)生。目前可采用的措施有：采用陶瓷錨固件替代部分金屬錨固件；在耐火材料的設(shè)計(jì)上，考慮特殊結(jié)構(gòu)阻止煙氣接觸和侵蝕錨固件；對金屬錨固件和托磚板表面采用抗堿氯硫侵蝕的防腐涂層，將有害物及腐蝕氣氛與錨固件隔離，可起到有效的保護(hù)作用。

同時，在耐火材料施工過程中，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制施工過程，確保易腐蝕界面不暴露在相應(yīng)的環(huán)境中。

3 結(jié) 論

水泥工業(yè)生產(chǎn)窯爐在廢棄物協(xié)同處置方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，可以大量、安全、環(huán)保地協(xié)同處置各類廢棄物，但是由于廢棄物來自于各行各業(yè)，種類繁多，成分復(fù)雜，一些元素含量較高，水泥生產(chǎn)系統(tǒng)容量大，往往同時處置多種廢棄物，來自于水泥生產(chǎn)原燃料、廢棄物中的元素之間很有可能發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，如K、Na、Zn、Pb、Cr等易于形成陽離子的元素及F、Cl、Br、I、S、P等易于形成陰離子的元素，在高溫下極易形成低溫熔融鹽電解液，對水泥窯系統(tǒng)設(shè)備的壁面、耐火材料、結(jié)構(gòu)附件等造成腐蝕，帶來設(shè)備和生產(chǎn)安全隱患，必須對隨生產(chǎn)原燃料、替代原燃料等進(jìn)入水泥燒成系統(tǒng)的上述元素進(jìn)行限量控制，控制協(xié)同腐蝕物質(zhì)來源，同時需要對設(shè)備及構(gòu)件的關(guān)鍵部位進(jìn)行科學(xué)有效的防護(hù)措施，隔絕腐蝕氣氛環(huán)境，延長設(shè)備使用壽命，確保生產(chǎn)安全。