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水泥窑协同处置
水泥窑协同处置危废优势何在?
     不同危废处置工艺技术比较
 
     目前我国危废处置的主流方式是资源化利用和无害化处理(包括焚烧、填埋)。新兴的危废处置方式有水泥窑协同处置、等离子体处置等。总体上,危废基本处置流程包括分类、预处理和最终处理。
 
     传统焚烧处置危废,即采用回转窑加二次燃烧室高温焚烧。危废投入燃烧室,焚烧产生的残渣及飞灰经稳定化固化后进入安全填埋场。焚烧产生的烟气经余热回收、急冷、活性炭吸附、布袋除尘器处理后通过吸收塔中和。
 
 
 
     水泥窑协同处置危废,即利用水泥企业的水泥回转窑,将满足或经预处理后满足入窑要求的危废在进行熟料或水泥生产的同时投入以实现危废的无害化处置。
 
 
     在水泥窑协同处置危废的工艺中,危险废物首先需根据类型进行分类,主要可分为三类:
 
     1)符合水泥原料成分且含量高的危废——可作替代原料,经预处理后进入生料配料系统;
 
     2)热值高且稳定的危废——可作替代燃料,经预处理后进入窑头高温段主要燃烧系统;
 
     3)不可替代原燃料类危废——考虑到危废可能存在固态、半固态、液态三种形态,其预处理方式不尽相同。其中:固态预处理主要是破碎、筛分、混合,使不规则、杂乱的危废变得相对规则与整齐;液态预处理与存储一体,主要是沉淀、过滤、去杂质以实现固液分离;半固态预处理是使不同物料在独立预处理或入窑都不合适的前提下,进行合理配伍混合以制成相对稳定,便于管道输送的污泥状浆体。
 
 
     等离子处置危废法,即利用高温热等离子体将危废快速分解破坏,其中有机物热解为可燃性的小分子物质,而无机物被高温熔融后生成类玻璃体残渣。
 
     原理:等离子热处理系统中,主要设备为两台等离子体火炬,即第一气化室和第二气化室。废物首先被粉碎并被注入第一气化室,在1800-1900 K的温度下,有机物被分解为CO和H2,无机物则成为玻璃状硅体(可被安全用于建筑材料);第二气化室对第一气化室中合成气体中的一些残留微粒和碳氢化物进一步分解。通过第二气化室处理的混合气体经过净化系统后,只含CO和H2。
 
 
 
 
 
     水泥窑协同处置优劣势分析
 
     水泥窑协同处置属于焚烧法一种,但与传统焚烧法在建设流程、工艺技术、效益等方面有所不同,具有一定优势,主要体现在以下几点:
 
     1)建设期更短,利于率先抢占市场。传统危废工艺建设期通常为1-2年,水泥窑协同工艺仅需对原水泥窑进行改造,通常建设期为8-10个月。水泥窑协同工艺建设可分为两部分:a)配套传送、仓储与分析检测设施部分的改造可以在不影响水泥窑生产的情况下施工,施工周期约7-8个月左右;b)窑体改造部分一般只需对投料口进行改造,仅需几天便可完成。
 
 
     2)投资成本更低。传统危废焚烧工艺的吨投资额在50-100万元/吨,包括全套工艺系统。水泥窑的改造吨投资额在20-30万元/吨,主要包括预处理和燃烧系统。
 
     3)运营成本显著降低。数据显示,水泥窑协同处置危废的运营成本约为680元/吨(其中处理&能耗费用约380元/吨,人力管理费用约300元/吨),约为传统焚烧法成本的一半,其主要原因在于:a)传统危废焚烧炉需要喷射碱液以减少危废中酸性物质与重金属的挥发,但水泥窑本身为碱性环境,无需喷碱液;b)在传统危废焚烧工艺中,每焚烧1吨危废,会产生0.2-0.3吨飞灰与残渣,需交由专业危废填埋场以2500-3500元/吨的价格处置,而水泥窑协同处置产生的残渣和飞灰作为水泥生产配料,大大节省了环保费用。
 
     4)替代水泥生产配料,降低资源依赖。固态危险物中含有大量生产水泥所需成分,如含量较高的LOI(烧失量:指在105-110℃内烘干失去外在水分的原料,在一定高温条件下灼烧足够长时间后失去的质量占原始质量的百分比),其化学成分与石灰石或黏土质原料相近,能够部分替代用作水泥生产配料以降低水泥行业对资源的依赖。

     5)危废处理收入可为水泥企业业绩新增长点。以金圆股份河源水泥窑协同处置项目为例,具备4500吨/日的标准熟料生产线,实际投资额约为5500万元,满产可处理7.58万吨/年危废,可为公司每年创造0.8-1.0亿元利润。
 
     6)与传统危废处置法均可享受较大政府补贴力度。a)企业所得税,符合国家产业政策和准入条件的水泥窑协同处置危废项目,实行企业所得税“三免三减半”的优惠政策;b)增值税,对生产原料中搀兑建筑垃圾等废渣比例不低于30%的自产水泥(包括水泥熟料)实行增值税即征即退政策。
 
 
     相较于传统焚烧法,水泥窑协同处置有它的局限性:
 
     1)可处理危废类别有局限。在传统危废焚烧处置法中,能够处理除放射性废物和爆炸性废物之外任何固、液、气态可燃危险废物。在水泥窑协同处置危废中,除了以上不宜焚烧的类别,考虑到水泥品质与安全生产,还需严格控制入窑危废中的重金属、氟、氯、硫等元素含量。采用等离子体法则处理范围更广,可处理焚烧炉难以处理的废物,比如被污染的陶瓷废物、高熔点金属、含有毒挥发性质的废气等。
 
 
     2)水泥窑协同处置危废的经营能力存在区域性错配。如山东省危废产量较大而水泥企业经营能力较低;陕西省尽管资质能力较高,核准了8家企业,但只有2家企业处理危废,处理能力仅18.5万吨/年。
 
     3)水泥窑协同处置危废受制于水泥生产,且相关人员在运营管理方面缺乏经验。水泥窑主要用于生产水泥,处理危废只为发挥协同效应。水泥项目受到水泥行业供需影响无法满负荷运行甚至停工时,亦会影响危废处置能力。水泥窑协同处置危废业务主要由水泥企业负责,而其员工主要为水泥生产业内人员,对于危废处置行业法律法规、危险废物各种危险特性和运营全环节的安全处置要求可能了解较少。
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