近幾年，由于環(huán)保政策的趨緊，水泥窯協(xié)同處置危險廢物領(lǐng)域也在得到了長足的發(fā)展，隨著項目的逐漸深入應(yīng)用，協(xié)同處置危險廢物對水泥窯系統(tǒng)的影響也逐漸顯現(xiàn)。本文列舉總結(jié)了部分實際案例中遇到的影響并進行了簡析和應(yīng)對措施，給同行共享。

1.國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置危險廢物的物料特點

1.1危險廢物的定義

列入《國家危險廢物名錄》的定義具有下列情形之一的固體廢物和液態(tài)廢物:

1）具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或者感染性等一種或者幾種危險特性的廢棄物；

2）不排除具有危險特性，可能對環(huán)境或者人體健康造成有害影響，需要按照危險廢物進行管理的廢棄物。

1.2危險廢物的物料特點和現(xiàn)狀

1）市場上以半固態(tài)、粘稠物料為主，普遍含水率較高

以三態(tài)形式區(qū)分的話，總結(jié)來看國內(nèi)市場上的危險廢物中，固態(tài)危廢主要以各種包裝物、焦渣、廢渣類為主，在市場上流通且能到水泥窯協(xié)同處置的固態(tài)危險廢物主要還是以各類包裝物為主，所以一般總體占比量較少，約占10%左右。

液態(tài)危廢主要包括廢酸、廢堿、廢乳化液以及各類廢物油等，一般以大宗物料為主但是總體數(shù)量不多，在各廠處置規(guī)模中占比一般少于20%。

各類半固態(tài)、粘稠物料數(shù)量巨大，主要包括各類油泥、底泥、藥渣、精餾殘渣、漆渣、各類化工污泥等等，數(shù)量巨大，是目前國內(nèi)市場上最為主要的危廢形態(tài)。

2) 成分復(fù)雜，對水泥生產(chǎn)的有害元素多

成分復(fù)雜，尤其以含有鹵素、硫、堿金屬等水泥有害成分的廢物為大多數(shù) ，物料種類繁多且沒有分類，各種雜物都很多，工廠現(xiàn)建有的設(shè)施的適應(yīng)性挑戰(zhàn)極大

3)物料運輸繁瑣，包裝、運輸點散亂

運輸采用專用、密閉箱式貨車，裝卸車過程繁瑣，主要靠人工，包裝形式多樣：噸袋、標準桶、小袋、罐車、噸箱、小桶等形式都有，危廢運輸半徑較長，每天都有可能接到不同省份、不同成分的危廢。

2．國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置危險廢物的問題現(xiàn)狀

2.1專業(yè)人員較少，經(jīng)驗匱乏，處置過程粗放

由于行業(yè)進入此領(lǐng)域時間較短，各個生產(chǎn)線的處置車間專業(yè)人員較少，經(jīng)驗缺乏，尤其是分類、防護等意識淡??；另一方面，工廠分析手段較少，且過多集中在幾個化學(xué)成分上，對于物料輸送和處置狀態(tài)影響比較大的物料形態(tài)的辨別措施較少，配伍過多的集中在對水泥系統(tǒng)的影響上，對物料之間配伍產(chǎn)生危害關(guān)注不多，所以就造成了處置過程粗放，后續(xù)優(yōu)化空間很大。

2.2市場-儲存-處置環(huán)節(jié)的結(jié)合能力不強

這個主要體現(xiàn)在市場人員與處置環(huán)節(jié)的結(jié)合能力方面，市場人員對于危廢名錄、本公司的適合的處置物料了解深度不足，易出現(xiàn)不能處置物料形成死庫存或退貨，另一方面處置環(huán)節(jié)對物料形態(tài)了解少，所以處置廠家出現(xiàn)氣味外溢、物料泄露、輸送堵塞污染、窯系統(tǒng)工藝事故等比較頻繁。

2.3規(guī)范制度亟待完善，經(jīng)驗逐步積累

一方面，適合水泥窯系統(tǒng)處置的物料規(guī)范性不強，各企業(yè)取證范圍差別巨大 ，造成適合水泥生產(chǎn)的實際操作制度不多，監(jiān)管趨嚴的條件下，規(guī)章制度和儲存、預(yù)處理工藝都會跟不上。

另一方面，包括設(shè)備使用、危廢識別、人員防護等方面的培訓(xùn)效果欠賬較多。就目前來看，協(xié)同處置項目儲存、處置規(guī)模都很大，目前雖未出現(xiàn)較大的二次污染以及職業(yè)健康危害事故，以致于各公司處置過程有越來越大膽、隨意的趨勢，隱患很大。

3．協(xié)同處置危險廢物后對水泥窯的影響與分析

3.1對窯系統(tǒng)操作層面的影響

危廢投加對窯系統(tǒng)操作層面造成擾動，影響主要有以下幾種：

1）窯出料以及主電機電流變得不穩(wěn)定；

尤其是剛加入的時候窯內(nèi)會突然涌出不少物料，窯主電機電流出現(xiàn)大幅度下滑，后經(jīng)過操作人員調(diào)整后雖然窯主電機會慢慢提高，但是變得極為不穩(wěn)定，系統(tǒng)燒成能力下降。

造成此種影響的主要原因是入料危廢的水分、熱值不穩(wěn)定造成的，尤其是含有不同熱值和水分的危廢直接進入回轉(zhuǎn)窯以后，物料直接在窯分解帶燃燒或水分汽化，會對分解帶熱生料的流速形成一個加速現(xiàn)象，乃至于大量未預(yù)燒完成的熱生料直接竄入燒成帶和冷卻帶形成大股料流。同時，窯內(nèi)流速的不穩(wěn)定也造成了主電機電流的穩(wěn)定，使系統(tǒng)操作難度加大。

目前各廠對于此問題的解決幾乎都不約而同的采取了細致配伍尤其是均衡配比水分、穩(wěn)定入料、優(yōu)化投加點的辦法，就水泥操作控制而言，也是比較典型的做法。

2）系統(tǒng)結(jié)皮堵塞的情況增加，窯內(nèi)窯皮結(jié)掛和脫落不規(guī)律

大多數(shù)生產(chǎn)線，在投加廢物一段時間之后，會出現(xiàn)預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮明顯增加，結(jié)皮硬度根據(jù)所燒危廢的性質(zhì)不同而不同，系統(tǒng)尤其是窯尾斜坡和分解爐縮口等部位清理工作量明顯增加；另外C4、C5乃至C3旋風(fēng)筒下料管的結(jié)皮速度加快，下料口徑變小，有結(jié)皮脫落的時候極容易造成系統(tǒng)堵塞。

造成這種情況的主要還是由于危廢處置過程中有害元素的代入，如上文所說危險廢物中大都含有高濃度的K、Na、S、Cl、F等有害元素，在燒成過程中如果添加量和比例合適，會有部分有害元素被熟料帶出窯外，但是仍會有一部分殘留在系統(tǒng)內(nèi)被循環(huán)富集。部分生產(chǎn)線由于對物料精確掌握，有經(jīng)驗豐富的人員組織，可以做到配伍合適、有效控制，同時現(xiàn)場清理給力，所以生產(chǎn)線結(jié)皮情況在可控范圍之內(nèi)，很少發(fā)生結(jié)皮堵塞情況；但是對于大多數(shù)生產(chǎn)線來說，由于缺少經(jīng)驗和物料的混亂，對進入系統(tǒng)的有害元素控制是失控的，也就造成結(jié)皮失控、堵塞情況時有發(fā)生。對于窯內(nèi)同樣也是由于物料的成分、流動速度、液相含量等變化過大，也會造成主、副窯皮的結(jié)掛、脫落波動明顯。

對于此類現(xiàn)象，各生產(chǎn)控制人員普遍采取的措施就是加強物料的管理，做好危廢預(yù)處理配伍工作，以及在實際生產(chǎn)中更加重視熱生料硫堿比例控制等措施；幾個措施條條重要，并無先后之分。

3）分解爐出口溫度虛高，擾亂操作員操作，入窯生料分解率降低

這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在分解爐投加有熱值的危險廢物的時候，主要表現(xiàn)為：投加廢物后分解爐出口溫度很快躥升，投加越多溫度越高且很容易超過1000℃，操作人員在這種情況下會很快減少分解爐喂煤，但是需要減少很多分解爐喂煤才能實現(xiàn)溫度降低的效果，但是每當(dāng)如此時候卻會伴隨著窯主電機電流大幅度下降、窯頭時有回火的現(xiàn)象，緊接著還會伴隨著窯前發(fā)黑、產(chǎn)品合格率下降的后果，最終被迫減少投料或停止投加廢物。

這種情況主要是由于危廢投加點一般高于C4生料下沖點而高于窯尾喂煤點，另一方面有熱值廢物的實際粒徑較大、燃燒時間較長，投加后燃燒的廢物會隨著煙氣直沖分解爐出口而沒有和C4下沖生料充分接觸換熱，從而導(dǎo)致分解爐出口測溫點處煙氣溫度虛高。這一點雖然比較淺顯，但是在生產(chǎn)線初投廢物的階段會迷惑很多操作人員，危害較大。

對于此類現(xiàn)象，需要從操作上進行摸索，可以以C5出口溫度可C5下料管溫度作為操作依據(jù)，同時及時關(guān)注測試入窯生料的實際分解率。

4）熟料中鐵質(zhì)的雜物增多，時有造成破碎機溜子、熟料庫溜子的現(xiàn)象發(fā)生；

尤其是水泥生產(chǎn)線在同時處置危險廢物的鐵桶等包裝物的時候，這種情況更多（如圖1），不少熟料大塊中往往包裹有未燒融完全的鐵片或其他金屬雜物，這類熟料大塊在經(jīng)過破碎機破碎后雜物與熟料分離，雜物會有掛在破碎機溜子上的現(xiàn)象進而會造成堵塞。

這類雜物的主要來源就是在窯尾投加的金屬廢物，包括危險廢物的鐵質(zhì)包裝物和內(nèi)含雜物，這類雜物都會用剪切式破碎機破碎至小塊后投加，一般情況下，單片的鐵片入窯會很輕易的燒融完全轉(zhuǎn)化為熟料成分，但是在實際機械投加時這部分被破碎后的鐵片一般在儲存過程中會相互鉸鏈在一塊形成一個大塊，大塊中間往往還會有沾有不少其他廢物；大塊的鐵塊入窯后會很快沒入熱生料中隨窯一塊翻滾并在翻滾中不斷固定一些生料形成料球。大顆粒料球在通過燒成帶時并不會充分燒透，以至于鐵質(zhì)雜物并沒有被燒融消失，進入冷卻機以后就形成了此類雜物。

對于此類情況，采用中間輥破的冷卻機效果較好，同時在熟料拉鏈機上增加除鐵器會將絕大部分的鐵質(zhì)雜物清理出來；但是對于目前大多數(shù)的錘破系統(tǒng)，則是需要時刻擔(dān)心下料溜子堵塞，所以采取少入、將鐵桶破碎的更加細小同時與較干物料混合后入料的辦法效果較好。

3.2對產(chǎn)品質(zhì)量層面的影響

1）產(chǎn)品中有害元素增加，低堿熟料生產(chǎn)的難度加大

危險廢物大都是工礦企業(yè)產(chǎn)生的，含有較高濃度的鹵素、硫、堿金屬等水泥有害成分的廢物為大多數(shù)，在水泥窯添加以后會熟料中增加這類元素的含量，對于鹵素元素的影響，水泥廠一般采用旁路放風(fēng)的辦法，但是對于K、Na類堿金屬采用旁路放風(fēng)的作用有限，所以，一般的協(xié)同處理多種危廢物料的生產(chǎn)線如果同時生產(chǎn)低堿水泥是很困難的。

圖2 耐火磚堿爆現(xiàn)象 圖 3 熟料包心料

2）熟料外觀質(zhì)量變差，相關(guān)質(zhì)量指標也有不同變化；

熟料燒結(jié)情況變化較大，尤其是大塊料和包心料物料增加，大塊料多以不規(guī)則形狀出現(xiàn)，應(yīng)屬于窯內(nèi)窯皮脫落形成的；包心料的核心部分則多呈現(xiàn)白色、疏松多孔（圖3），經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)芯部成分基本與分解爐內(nèi)的結(jié)皮以及回轉(zhuǎn)窯尾部副窯皮的成分接近，分析認為應(yīng)該是分解爐內(nèi)結(jié)皮以及窯尾副窯皮的脫落后形成的。

熟料的易磨性、水化需水量、凝結(jié)時間以及早期強度方面的變化則是沒有多少規(guī)律可言，變化沒有多少相關(guān)性。

3.3煙氣排放層面的影響

1）煙氣中CO濃度變化較大，排放增加；

投加危廢以后窯系統(tǒng)煙氣中CO的濃度變化比較明顯，投加初期會有較大幅度的增加，后雖經(jīng)過調(diào)整有所下降，但是波動幅度增加，總體排放水平增加，筆者經(jīng)歷的幾條生產(chǎn)線表現(xiàn)基本一致。

2）NOx濃度波動，脫硝操作難度增加，但是超標現(xiàn)象較少；

投加危廢以后煙氣中NOx的數(shù)值變化表現(xiàn)不一，不同生產(chǎn)線表現(xiàn)不同，同一生產(chǎn)線不同物料的表現(xiàn)也不同，但是總體來看由于NOx的波動數(shù)值增加，各家怕超標所以對脫銷的操作相對都采取了低控，脫銷的成本至少不會有明顯下降。這點與直接焚燒城市生活污泥的表現(xiàn)不一致。

3）SO3濃度變化不明顯；

4）煙氣重金屬排放變化不明顯；

3.4其他影響

1）耐火材料使用壽命下降，表面爆裂、堿蝕情況明顯，長時間使用的隔熱性下降；

耐火材料的損傷有幾種形式，一種是耐火材料表面炸裂，主要在投加點下方附近，時間長了會在投加點下方有明顯的“坑”形成，最終造成該部位耐火材料全部脫落，殼體燒紅。這種現(xiàn)象主要是含水率較高的危險廢物在投加后沾附或堆積在高溫的耐火材料表面，水蒸氣急劇蒸發(fā)造成耐火材料表面出現(xiàn)“爆炸”造成的損壞。含水率越高的危廢這種損壞越嚴重。

另一種是一種普遍存在的“堿爆”現(xiàn)象，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的耐火磚表面體現(xiàn)的非常明顯（如圖2），主要表現(xiàn)為耐火磚表現(xiàn)有深度不一的裂紋和層層剝落，耐火磚切卡以后內(nèi)部明顯有白色的鹽晶體存在；這種情況是由于物料和煙氣中含有的鉀、鈉等堿金屬元素以蒸汽形式進入到耐火材料內(nèi)部然后冷卻后結(jié)晶體積增大，形成內(nèi)部應(yīng)力，對耐火材料表面形成破壞。投加危險廢物以后堿金屬成分會有較大幅度增加，所以耐火材料這種損壞形式會有明顯增加。

第三種形式則是，預(yù)熱器系統(tǒng)的耐火澆注料的固定把釘斷裂情況增加，澆注料出現(xiàn)脫落的情況增加。根據(jù)幾個情況來看，主要是煙氣中有害元素增加，對澆注料把釘侵蝕明顯，造成把釘根部腐蝕加快而斷裂。

2）高溫風(fēng)機、袋收塵混合室等部位有腐蝕現(xiàn)象發(fā)生；

投加危險廢物以后，部分生產(chǎn)線在高溫風(fēng)機、窯尾袋收塵器混合室以及窯尾煙囪等位置都發(fā)現(xiàn)了生銹、腐蝕的現(xiàn)象（圖4）；分析認為可能還是由于煙氣中Cl、F等離子含量增加，產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，甚至有時還會含有Zn、Pb等金屬離子存在時有電化學(xué)腐蝕的緣故。此非筆者所長，個中原因還請專業(yè)人士分析。

圖4 窯尾袋收塵混合室腐蝕

3）各類鐵桶、難處理物料逐漸成為死庫存，部分有堆積現(xiàn)象；

圖5 倉庫積壓庫存

綜合來看，各參與協(xié)同處置危廢的生產(chǎn)線所取許可證的包含范圍都比較大，包含物料種類較多，但是所增加的設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)卻是有限，但是由于處置經(jīng)驗不足所收購的物料與系統(tǒng)能接納的物料差別較大，甚至有的明顯不適應(yīng)，就造成了有不少物料因為無法處理造成積存（圖5）。

這類物料主要包括粘稠的精餾殘渣、輸送性能極差的各類油泥、高含有害元素的廢渣以及相關(guān)鐵桶、塑料桶等等，越是剛開始處置的生產(chǎn)線這個問題突出。

各個廠家解決此類問題的辦法不一，對于難以輸送的物料大都一方面要求業(yè)務(wù)人員減少采購，另一方面則是采用人工投加的方式消耗庫存；對于高含有害元素的物料則是通過提高配伍水平逐步消耗。而在筆者看來，解決此類問題還是需要一方面不斷完善處置系統(tǒng)，提高系統(tǒng)處置的適應(yīng)能力，針對不同物料設(shè)置不同的處置路徑、系統(tǒng)是最靠譜的辦法；另一方面則是要加強對業(yè)務(wù)人員的能力培訓(xùn)和溝通，減少對系統(tǒng)不適應(yīng)物料的收購，從源頭上考慮。

4，結(jié)束語

水泥窯協(xié)同處置危險廢物模式具有巨大的優(yōu)勢，是對整體危險廢物處置的一個巨大的補充，但是，協(xié)同處置危廢對于水泥窯生產(chǎn)線的影響是比較明顯的。在實際生產(chǎn)實踐中，要根據(jù)具體影響實際，加以總結(jié)和分析，提出解決辦法。