协同处置有些事不得不说
中国水泥协会高级顾问高长明
编者按
自水泥窑协同处置废弃物提出以来，业内外对这一话题就热议不断。继本版1月13日专题报道后，本期针对协同处置的经济效益、能否单独处置飞灰等问题，予以特别关注。
◆各水泥企业所采用的垃圾预处理系统与垃圾燃烧方式，以及其对工作场地、厂区和周围地区环保标准的要求差异较大，其最终的经济收益和受损数据也会有相应变化。但水泥窑烧垃圾其节煤的收益并不能抵消其减产增耗的损失
◆如拟用水泥窑单独处置飞灰就必须有一大笔投资，这笔投资谁出、飞灰处置成本谁承担等等，这都必须由合作双方协商议定，是正常的商业行为
关于水泥窑协同处置垃圾的经济效益、飞灰处置、污染排放等问题，应实事求是，用数据说话。为此，笔者就如下事项阐明观点，愿与各界人士交流商榷。
水泥窑烧垃圾，其节煤的收益并不能抵消其减产增耗的损失
以海螺铜陵的CKK工艺（采用气化炉焚烧与新型干法水泥窑结合的垃圾处理技术）为例，系统2010年4月投产，总投资折合约1.2亿元~1.5亿元。
多年来代表性生产数据为：水泥窑熟料产量5800t/d（174万t/a），进厂垃圾水分≥60%，进CKK垃圾水分≥40%，垃圾处置能力300t/d~350t/d（约10万t/a），替代或节省原煤24t/d~28t/d（约8000t/a），即节煤收益每年约480万元。
但因垃圾带入窑系统的额外水分高达150t/d以上，致使单位熟料热耗增加约3%（与先前纯烧煤时相比，下同），相当于多耗煤5400t/a，折合成每年多花324万元。又因窑尾排风量增大，高温风机规格加大，电耗增加，再加上CKK系统的用电，使单位熟料电耗增加2kWh/t，每年多花电费约160万元。
另外窑产量平均因此而下降约3%，使水泥企业的年纯利至少受损150万元以上。不过因窑废气温度的上升，其余热发电量稍有增加，每年还能挽回70万元。最终收益为480万+70万=550万元，受损为324万+160万+150万=634万元。
这些数字定量上可能不太准确，但定性上的赔本是确实的。所以，水泥窑烧垃圾其节煤的收益并不能抵消其减产增耗的损失。
根据多年生产数据的统计，铜陵CKK法处置吨垃圾的综合成本为210元。所幸，铜陵市政府给予的补助为192元。遗憾的是，大多数省市政府给水泥企业的吨垃圾补贴仅为50元~70元。
应该说明，各水泥企业所采用的垃圾预处理系统与垃圾燃烧方式，以及其对工作场地、厂区和周围地区环保标准的要求差异较大，其最终的经济收益和受损数据也会有相应变化。但是水泥窑协同处置垃圾总体上赔本是肯定的。例如中材溧阳天山处置吨垃圾的综合成本为140元，溧阳市政府的补贴仅为75元。
因飞灰的氯和硫含量太高，水泥窑协同处置飞灰不可行，且水泥质量难以保证
关于水泥窑烧垃圾是否会影响水泥质量的问题，例如在5000t/d级的窑上，协同处置一般正常的垃圾350t/d~450t/d，对水泥质量是没有不利影响的。但是，如果水泥窑单独直接协同处置垃圾焚烧炉的飞灰，往往会因飞灰的氯和硫含量太高，而不堪承受，同时水泥质量也难以保证。
如果一定要水泥企业处置飞灰的话，那就必须采用北京金隅琉璃河水泥厂的工艺方法，投资1.1亿元，兴建一套多级逆流漂洗、沉淀、压蒸、分离、烘干、脱水的技术装备系统，降低飞灰中的挥发性元素（氯、硫、钾、钠等）和重金属含量，先将飞灰洗涤净化到水泥窑可接受的程度，才可用作替代原料，调配成生料，入窑煅烧成熟料。
琉璃河水泥厂进厂飞灰干基氯含量22%，年处置飞灰两万吨，处置成本十分昂贵，因而北京市政府给的补贴为每吨飞灰1320元。
日本为了处置垃圾焚烧炉的飞灰，2000年专门研制出了所谓的生态水泥（JIS-R-5214）。2001年~2006年间相继新建了5座生态水泥厂，总计消纳飞灰每年50万吨。后因生态水泥厂的投资和成本高达正常水泥厂的3~4倍，经济上不堪承受，已经停止再建生态水泥厂。
由此可知，如拟用水泥窑单独处置飞灰就必须有一大笔投资，如琉璃河水泥厂那样。这笔投资谁出、飞灰处置成本谁承担等等，这都必须由合作双方协商议定，是正常的商业行为，商谈成功与否均属正常。
还有一点应该指出，飞灰中的有害成分被洗涤去除后，所剩下的就是硅铝铁钙镁等无机化合物，不含任何可燃质，在水泥厂只能用作十分廉价的替代原料，仅仅节省一点粘土而已。相反，垃圾是可燃的，能给水泥窑提供热能，用作替代燃料。所以对水泥企业来说，垃圾和飞灰是截然不同的两种废料。虽然水泥窑能烧垃圾，但确实不能如法炮制地“烧”飞灰。
旁路放风的废气排放对于水泥厂而言，并不是一个主要的潜在污染源
设置窑尾旁路放风装置的目的，主要是为了消除原燃料带入窑系统的各种易挥发性成分，在窑尾、分解炉和预热器中的循环、富集、粘结与堵塞等障碍，保证窑系统的顺利运转。
采取放风措施的决定性指标是，入窑氯硫钾钠等成分在生料中的百分含量，以及其相互间的克分子比例。
旁路放风设计中需研究考虑的主要因素是：放风位置，窑尾温度场、风速场、浓度场的分布，各种挥发物的循环倍率，最佳放风量范围，占窑尾排风量的比例，放风节奏（间歇频度、时间或连续），放风系统阻力，熟料热耗与电耗，急冷装置，冷却风量，收尘装置，放风灰处置，生产成本等等。放风的条件和各项操作参数在设计文件中均有详细规定。
水泥窑系统生产运行中出现上述超规指标时，就必须立即相应放风。至于旁路放风系统最后外排废气中的污染物含量是否会超标的问题，从中材国际（Sinoma）设计并在国内外投产的近30套放风系统的含尘量实测数据来看，大多数均达标。因为这部分风量不大，温度又较低，收尘比较简单，容易控制；挥发物绝大部分被窑灰所吸附，随废气外排的极少。
而且，旁路放风的废气排放在水泥厂并不是一个主要的潜在污染源，其颗粒物排放与窑磨系统相比远远不在同一数量级，大致与破碎或包装工段相当。
总之，根据现有的技术装备水平和实际经验，水泥工业可以妥善解决旁路放风的各种问题。
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