水泥窑协同处置危险废物技术及在石油化工行业的应用

2021-11-23张颖杰

商品与质量 2021年31期

张颖杰

上海亿景能源科技股份有限公司上海 200040

在“十二五”期间，石油和化学工业产生的固体废物数量迅速增长。2015年，固体废物产生量为3.7亿吨，总有效利用量为2.3亿吨，总利用率为60%。其中，危险废物产生量为1164万吨。总有效载荷为640万吨，总使用率为55%。国际能源署（IEA）发布了《2014年世界能源展望》报告，指出中国将在2030年左右成为全球最大的石油生产国。在“十三五”期间，该行业一直保持相对稳定的发展。势头。快速增长也面临着更严格的环境保护和加速质量升级的双重压力。到2020年，该行业固废综合利用率有望达到85%，其中综合利用率将达到70%。危险废物的使用率必须达到100%，其中总使用率为65%。因此本文从危险废物的处置入手，重点介绍该领域中水泥窑共处理技术的实践。

1 我国危险废物处置现状

根据《中国统计年鉴2018》，2017年全国危险废物产生量为6936.9万吨，比2016年增长29.73%。2012年至2017年，危险废物生产的复合年增长率为15%。根据E20环境研究所和其他机构的预测，到2020年，我国危险废物的产量可能达到1亿吨[1]。

在过去三年中，其处置规模每年增加500万吨以上。大多数解决方案的规模都在增加。水泥窑广泛使用和合作的趋势已显着增长，2018年焚烧处置量有所增加。这表明，我国危险废物的处理基本上基于安全处理和资源利用。新的添加剂技术逐年增加，该项目加快了水泥窑的合作。

在我国危险废物中，工业危险废物所占比例最大，超过70%。根据《中国环境统计数据中国环境报告》，其数量在增加。过去5年中处理的废物量和过去4年中使用的废物量正在增加。可以得出的结论是，到2020年，其产量将超过7000万吨，这表明有效利用和处置仍将是未来处理工业危险废物的主要方式。随着我国危险废物产生量的迅速增加，工业发展与环境保护之间的矛盾日益突出。政府颁布了一系列法律，法规和产业政策，以支持其加工业的快速健康发展。在行业面临机遇的同时，也面临挑战。传统危险废物在废物处理方法中，安全的填埋场具有成本高，面积大和选址严格的缺点。在一些发达国家，燃烧率很高，但是由于机械和操作成本高昂，我国的使用率并不高。在这种情况下，干水泥回转窑的新型共处理技术因其独特的优势而在废物领域引起了越来越多的关注。

2 水泥窑协同处置危险废物的技术优势

使用新的干法水泥焚烧技术去除有害废物是一种有效的处理方法。与传统的老式燃烧器相比，使用水泥窑的优势主要体现在以下几个方面：

2.1 处置温度高

为了满足水泥生产中炉渣煅烧的要求，水泥窑中材料的燃烧必须在1450°C左右。当温度足够高时，可以完全去除该技术中的有害颗粒。传统燃烧器的最高温度约为1100°C，某些物质无法完全区分[2]。

2.2 焚烧空间大

从实际应用的角度来看，一个普通的回转窑的主体直径为3-5米，长度为45-100m，并且速度100-240r/小时。确保危险废物处理效率的要求。

2.3 停留时间长

在水泥窑的中高温区，从窑尾到窑头的危险废物滞留时间超过半小时。在1300℃以上高温区的停留时间超过5秒，时间条件进一步确保了危险废物被充分焚化。

2.4 处置规模大

操作的年度速度通常是高于90%，从而增加了废物水泥窑的处理的年度水平。

2.5 环境效益高

该技术可以充分利用危险废物中的成分来代替部分煤炭，以减少能源消耗，或者代替一部分水泥粗粉，以减少原材料。它可以将重金属结合到危险废物中，并在易燃矿物中保持稳定状态；它可以有效减少二恶英的产生并防止二次污染。与传统的固体废物处理方法相比，该技术确实实现了有害废物的减少，再利用和安全性的提高，并具有创造经济，环境和社会效益的无与伦比的好处。

3 水泥窑协同处置危险废物的发展现状

3.1 国外水泥窑协同处置有机固废和危险废物的现状及应用

1970年代，由于化石燃料的价格上涨，外国水泥厂开始研究水泥窑中废物的常规处理方法，目的是寻找具有热值的废物来替代传统燃料，以缓解能源危机。加拿大的劳伦斯水泥厂已率先开展了危险燃料的合并研究，例如替代燃料和废粉煤灰，其他国家也纷纷效仿。荷兰目前是世界水泥行业中燃料替代率最高的国家。瑞士的燃料替代率高达50%或更高；就废物而言，日本水泥厂在废物和处理方面是世界上最好的工厂之一。黑莓的数量继续增长。在原料中，高炉渣占最大比例，占日本高炉渣总量的50%，其次是粉煤灰，占日本粉煤灰的60%。用作副产物的石膏量等于日本水泥公司所需石膏量的90%。

3.2 国内水泥窑协同处置有机固废和危险废物的现状及应用

我国在这方面起步较晚，合作产业的现状仍然不能满足废物控制的需要。与发达国家相比，仍有很大差距。1998年，北京水泥厂有限公司首先尝试使用旋转水泥窑去除有害残留物，例如墨水残留物，树脂残留物，油漆残留物和有机液体废物，并为此建立了第一个环境保护的环境线。我国的废物处理行业。危险废物技术与熟料煅烧技术在水泥生产中的成功有机结合，在全国范围内有效处置危险废物方面发挥了重要作用。在一些发达省份，水泥窑炉的合作发展迅速。例如，到2015年底，浙江水泥窑。它的综合处理能力为18万吨/年，占全省焚化和废物处理与生产的50.67%（5）。2015年4月1日起实施的《技术规范》，《固体废物水泥协同处理炉》规定了用于固体废物协同处理的水泥窑的鉴定，测试，去除技术和操作要求，并规范了矿山的标准化和规模。2017年，全国水泥熔炉全国建设与发展大会宣布，我国已建成80条水泥窑生产线，批准使用水泥窑处理危险废物每年超过150万吨.2018年以来，累计规模比上年增长了262万吨，例如城市垃圾和污泥等固体废物，还包括高炉矿渣和粉煤灰等工业固体废物，还可以提供安全性和医疗服务。保护三峡水库附近的漂浮物和紧急情况下产生的危险物。最终治疗方法。当前，许多国内公司已经申请了商业危险废物许可证，并且可以从事“国家危险废物目录”中任何危险废物的收集和处置。水泥窑合作社技术为水泥制造商提供了创新的途径，例如技术。它不仅解决了固体废物处理难，污染重的问题，而且投资少，运行成本低。这使该行业能够在环保领域进行自我改革并发挥作用。“对政府和城市清洁工的好帮手”的作用。尽管在我国，这项技术仍具有替代燃料低，固体废物预处理水平低和系统不完善的缺点，但人们相信它将继续发展。

4 石油化工行业固体废物的水泥窑协同处置前景分析

石化工业产生大量的固体废物，种类繁多，破坏严重，难以处置。删除网络将破坏生态环境并限制可持续发展。当前，对于该行业中性质不同的固体废物，通常采用诸如资源回收，垃圾掩埋和焚烧之类的处置方法。对于不可回收的危险废物，许多欧洲国家已采用焚化方法，日本的焚化率高达55%。考虑到我国的国情，传统技术不能满足工业快速发展带来的危险处理需求，需要不断的技术创新来补充或替代原有技术。水泥窑用于处理石油和地方工业中的危险废物。那些含有大量有机物的物质，例如污泥和废活性炭，具有一定的热量，可以通过共同工作来代替部分燃料并减少水泥窑的能耗；包含无机颗粒的物质（例如废催化剂和分子筛）可以代替部分原料。因此，可以节省水泥生产原料的成本。对于含氨基颗粒的那些，水泥窑系统中释放的NH3与水泥窑中的NOx反应，从而降低了烟道气中的NOx含量。它可以减少非营养性原料氨的环境投入，原则上也可以减少危险废物二次污染的环境风险。以吉林某石化公司为例。在每年平均30万吨的危险废物中，有54，000吨可以满足使用该技术进行处理的要求。如果应用的话，一方面，公司18%的危险废物可以有效地发挥作用。结算后，节省了约1.3亿元的处置费用。另一方面，股份公司不仅可以置换部分煤炭，节约成本，而且可以创造效益，综合利润超过3000万元。这种合作不仅推进了水泥行业的转型和发展，而且满足了大多数石化公司的纯标准要求，可以完成企业发展并改善环境质量。