水泥窯協同處置危險廢物技術及在石油化工行業的應用

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，石油和化學工業產生的固體廢物數量迅速增長。2015年，固體廢物產生量為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國。在“十三五”期間，該行業一直保持相對穩定的發展。勢頭。快速增長也面臨著更嚴格的環境保護和加速質量升級的雙重壓力。到2020年，該行業固廢綜合利用率有望達到85%，其中綜合利用率將達到70%。危險廢物的使用率必須達到100%，其中總使用率為65%。因此本文從危險廢物的處置入手，重點介紹該領域中水泥窯共處理技術的實踐。

1 我國危險廢物處置現狀

根據《中國統計年鑒2018》，2017年全國危險廢物產生量為6936.9萬噸，比2016年增長29.73%。2012年至2017年，危險廢物生產的復合年增長率為15%。根據E20環境研究所和其他機構的預測，到2020年，我國危險廢物的產量可能達到1億噸[1]。

在過去三年中，其處置規模每年增加500萬噸以上。大多數解決方案的規模都在增加。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，工業危險廢物所占比例最大，超過70%。根據《中國環境統計數據中國環境報告》，其數量在增加。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。可以得出的結論是，到2020年，其產量將超過7000萬噸，這表明有效利用和處置仍將是未來處理工業危險廢物的主要方式。隨著我國危險廢物產生量的迅速增加，工業發展與環境保護之間的矛盾日益突出。政府頒布了一系列法律，法規和產業政策，以支持其加工業的快速健康發展。在行業面臨機遇的同時，也面臨挑戰。傳統危險廢物在廢物處理方法中，安全的填埋場具有成本高，面積大和選址嚴格的缺點。在一些發達國家，燃燒率很高，但是由于機械和操作成本高昂，我國的使用率并不高。在這種情況下，干水泥回轉窯的新型共處理技術因其獨特的優勢而在廢物領域引起了越來越多的關注。

2 水泥窯協同處置危險廢物的技術優勢

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

2.1 處置溫度高

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

2.2 焚燒空間大

從實際應用的角度來看，一個普通的回轉窯的主體直徑為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，從窯尾到窯頭的危險廢物滯留時間超過半小時。在1300℃以上高溫區的停留時間超過5秒，時間條件進一步確保了危險廢物被充分焚化。

2.4 處置規模大

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 環境效益高

該技術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。它可以將重金屬結合到危險廢物中，并在易燃礦物中保持穩定狀態；它可以有效減少二惡英的產生并防止二次污染。與傳統的固體廢物處理方法相比，該技術確實實現了有害廢物的減少，再利用和安全性的提高，并具有創造經濟，環境和社會效益的無與倫比的好處。

3 水泥窯協同處置危險廢物的發展現狀

3.1 國外水泥窯協同處置有機固廢和危險廢物的現狀及應用

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處理方法，目的是尋找具有熱值的廢物來替代傳統燃料，以緩解能源危機。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中燃料替代率最高的國家。瑞士的燃料替代率高達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。黑莓的數量繼續增長。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%。用作副產物的石膏量等于日本水泥公司所需石膏量的90%。

3.2 國內水泥窯協同處置有機固廢和危險廢物的現狀及應用

我國在這方面起步較晚，合作產業的現狀仍然不能滿足廢物控制的需要。與發達國家相比，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，油漆殘留物和有機液體廢物，并為此建立了第一個環境保護的環境線。我國的廢物處理行業。危險廢物技術與熟料煅燒技術在水泥生產中的成功有機結合，在全國范圍內有效處置危險廢物方面發揮了重要作用。在一些發達省份，水泥窯爐的合作發展迅速。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的50.67%（5）。2015年4月1日起實施的《技術規范》，《固體廢物水泥協同處理爐》規定了用于固體廢物協同處理的水泥窯的鑒定，測試，去除技術和操作要求，并規范了礦山的標準化和規模。2017年，全國水泥熔爐全國建設與發展大會宣布，我國已建成80條水泥窯生產線，批準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固體廢物，還可以提供安全性和醫療服務。保護三峽水庫附近的漂浮物和緊急情況下產生的危險物。最終治療方法。當前，許多國內公司已經申請了商業危險廢物許可證，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。水泥窯合作社技術為水泥制造商提供了創新的途徑，例如技術。它不僅解決了固體廢物處理難，污染重的問題，而且投資少，運行成本低。這使該行業能夠在環保領域進行自我改革并發揮作用。“對政府和城市清潔工的好幫手”的作用。盡管在我國，這項技術仍具有替代燃料低，固體廢物預處理水平低和系統不完善的缺點，但人們相信它將繼續發展。

4 石油化工行業固體廢物的水泥窯協同處置前景分析

石化工業產生大量的固體廢物，種類繁多，破壞嚴重，難以處置。刪除網絡將破壞生態環境并限制可持續發展。當前，對于該行業中性質不同的固體廢物，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55%。考慮到我國的國情，傳統技術不能滿足工業快速發展帶來的危險處理需求，需要不斷的技術創新來補充或替代原有技術。水泥窯用于處理石油和地方工業中的危險廢物。那些含有大量有機物的物質，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；包含無機顆粒的物質（例如廢催化劑和分子篩）可以代替部分原料。因此，可以節省水泥生產原料的成本。對于含氨基顆粒的那些，水泥窯系統中釋放的NH3與水泥窯中的NOx反應，從而降低了煙道氣中的NOx含量。它可以減少非營養性原料氨的環境投入，原則上也可以減少危險廢物二次污染的環境風險。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進行處理的要求。如果應用的話，一方面，公司18%的危險廢物可以有效地發揮作用。結算后，節省了約1.3億元的處置費用。另一方面，股份公司不僅可以置換部分煤炭，節約成本，而且可以創造效益，綜合利潤超過3000萬元。這種合作不僅推進了水泥行業的轉型和發展，而且滿足了大多數石化公司的純標準要求，可以完成企業發展并改善環境質量。

5 結語

隨著我國石油加工量的增加，環境問題的日益嚴重和環境控制的不斷加強，危險廢物處置能力仍大大提高，帶來了機遇和挑戰。進入這個行業，水泥窯爐合作企業和國有企業的背景有明顯的優勢和前途的產業化前景。