离线式水泥窑烧废系统之管见

高长明

离线式水泥窑烧废系统之管见

Opinion on Burning Waste in off-line Cement Kiln System

高长明

2008～2010年，金隅北京昌平、华润广州越堡和安徽海螺铜陵等三家水泥厂相继正式投产了离线式水泥窑协同消纳市政污泥或垃圾的利废烧废系统，见表1所列。

这三家水泥窑烧废系统的建成投产是我国水泥工业烧废工程的重大突破，是中国水泥协会、大型水泥企业集团、科研设计院所和高校、装备制造厂等坚持水泥工业利废和采用替代燃料的技术发展方向的结果，是在北京、广州和铜陵市政府的大力扶持与水泥企业全力配合下，不惜1～2亿元的高额投资兴建起来的，确实来之不易，颇具开创意义。然而却因其投资大、效率低、成本高、经济效益低而难以推广，需要革新。

2010年12月，国家工信部颁布的《关于水泥工业节能减排的指导意见》中明确提出，水泥工业要实施消纳工业废弃物和协同处理市政污泥和生活垃圾工程，到2015年实现年处理能力约4200万吨。粗略框算约有300台水泥窑需要增设烧废系统，这是一个巨大的商机，不少水泥企业反应热烈，但在各个层面上的诸多想法和说法比较混乱，有必要对其基本理念、政策引导、技术途径、研发创新等关键环节进行全面透明和实事求是的梳理考量。本文仅对上述三家水泥窑烧废系统作一评述和建议，供探讨。

1 实际收获与效果

三家水泥窑烧废的突破给我国水泥工业以及本企业带来的实际收获与经济效益，笔者认为主要有如下四个方面。

（1）证实了水泥窑烧废弃物的环境安全性。三家水泥窑在烧废的过程中，无论在废弃污染物排放或重金属在水泥混凝土中的固化浸析等方面均能达到国家标准，甚至欧盟标准的要求，同时又没有二次污染。这是一项极其重要而且颇具说服力的例证，凸显了水泥窑烧废弃物的优势，此外还证实了水泥窑烧废弃物对水泥性能及其应用没有影响，可以一切照常，否则工信部就不可能2010年底颁布上述《意见》推广水泥窑协同处置污泥和垃圾。

表1 我国现有较知名的三家水泥窑烧废系统

（2）扭转了公众对以往水泥工业的不良印象。通过烧废，人们领略了新型干法水泥厂的现代化风貌，促进了我国水泥工业公众形象的提升，特别是对金隅、华润、海螺等企业集团，更是大幅提升了其环保形象。诸如每年消纳多少吨污泥或垃圾，节省多少吨煤，减排多少吨CO2等等屡见于各种媒体，各级领导和外国友人的现场视察参访、指导与赞扬时有报导，使企业的品牌和知名度明显上扬，这也是一笔无形资产。

（3）笔者搜集分析这三家水泥厂的生产实际数据后得出，其烧污泥或垃圾时，水泥窑的实际节煤为其总煤耗的2%～4%之间，在污泥供应充分的前提下，昌平厂和越堡厂每年可节约标煤分别约为3100t和5200t，铜陵厂为6100t。此外因废气量增加及其温度的升高，铜陵厂的余热发电量每天增加了400～500kWh，约相当于吨熟料发电量增加0.3%。

（4）另一方面，为了烧废料，这三家厂都新增了一批装备，例如热油干燥机、快速喷腾烘干机、热砂循环气化炉、热风炉和风机等，必须消耗一些额外的煤和电，具体是：单位熟料热耗增加3%～4%，单位熟料电耗增加8%～12%，水泥窑减产约3%，这些都是污泥或垃圾每天往窑系统中带进了数百吨的水分而造成的。

评价水泥窑烧污泥和垃圾的利弊，对具体的水泥企业而言，有些涉及经济方面的账是不难算清楚的，但是有些涉及形象、品牌、知名度和无形资产的账就会因各家企业追求目标的差异而有不同的权衡与取舍，这也是可以理解的。

当前有一种潜在的意识使人容易产生误解，以为水泥企业如果采用CKK系统来烧垃圾在经济上就会有利可图。其实即使暂且不计水泥窑的减产损失，铜陵厂的实践已经表明，其节省的煤基本上与多耗的电相互抵消；昌平厂和越堡厂的也大致如此。假如政府的烧废补贴等于其烧废成本，则水泥企业除了为社会环保作出贡献以外，在经济上无利可得，所以我们要呼吁政府在适当考虑水泥窑减产因素下应予以水泥企业相应的激励政策，例如铜陵市政府对水泥厂的烧垃圾补贴为每吨192元，而铜陵厂烧垃圾新增运行费为每吨垃圾约80元，实际总成本则达200元（含折旧等）。

2 几点认识和建议

（1）将含水分80%的污泥直接送到水泥厂去焚烧，可谓避长取短，直击水泥窑的软肋，投资效益低，污泥的热能利用率低，缺乏示范意义。污泥水分由80%继续脱水到30%的作业过程应由更专业的机构研发适宜的技术装备来完成。按照产业分工，该项作业并非水泥行业所专长，跨行业的研发往往可能会事倍功半，应该审慎抉择。

水泥窑接受30%水分的污泥乃从全社会大局考虑而为之。

（2）城市生活垃圾最好先由垃圾预处理站制成水分20%以下，热值10450kJ/kg以上的再生替代燃料（RDF），然后送到水泥厂消纳焚烧。借鉴欧洲的经验，这是我国今后的发展趋势，应立即进行相关的战略部署。据悉，华新水泥集团就有这样的策划与实施，政府也宜扶持。

（3）如果短期内难以普及采用RDF，那么送到水泥厂的原生垃圾水分应在40%或50%以下，热值应在5434kJ/kg以上，否则其预处理太复杂，水泥厂似乎还须自备一座垃圾预处理站，全社会的资源配置与利用也不大合理。

（4）上述三家这种离线式的水泥窑烧废料系统，投资高、设备多、效率低。笔者计算，其废料中热能有效利用率，即真正用于熟料烧成的热量与其实际含热量的百分比η值仅为25%～35%，大部分热量都被散发排放损失了。

合肥院研发的采用一台小回转窑来烧原生垃圾，将全部高温燃气引入分解炉用以替代一部分燃煤的系统。笔者比较赞赏的是他们主动告知客户其η=32.5%，所以合肥院的系统与铜陵CKK系统实际上是趋于相同的技术效率和水平。但是合肥院全部采用国产通用设备，经济实用，唯其不足之处仍受制于离线式，致使η值无法提高。

（5）建议采用在线式水泥窑烧垃圾（也可混烧其他各种废弃物）的系统，例如像丹麦史密斯公司的热盘炉（HOTDISC）那样，直接与三次风管和分解炉组合于窑系统的整体之中，其η值可达90%以上，相同条件下，同等量的废料可以代替的烧煤量比离线式的成倍增加，而且无需新增大量离线装备，无需额外消耗煤和电，没有残渣外排，经济效益显著提高。

（6）除垃圾和污泥以外，我们应研发创新适用于消纳焚烧各种废弃物的装备与系统，朝着生产熟料时实现对化石燃料零消耗的方向努力。

最后重申，现有的离线式水泥窑烧垃圾系统表现欠佳，亟须改革；热盘炉型的在线系统简单高效，颇具应用借鉴价值；政府引导和公平合理的扶持政策是水泥窑协同消纳废弃物的必要前提条件，不可或缺。这也是各级政府的责任，特别是现在的起始阶段，更需要政府的指导，帮助正确启动。

TQ172.44

A

1001-6171（2012）01-0022-02

通讯地址：北京市朝阳区新源南路1-3号平安国际金融中心，北京 200092；

2011-12-22；

沈 颖