近幾年，由于環(huán)保政策的趨緊，水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物領(lǐng)域也在得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨著項(xiàng)目的逐漸深入應(yīng)用，協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物對(duì)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(shí)際案例中遇到的影響并進(jìn)行了簡(jiǎn)析和應(yīng)對(duì)措施，給同行共享。

1.國(guó)內(nèi)水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的物料特點(diǎn)

1.1危險(xiǎn)廢物的定義

列入《國(guó)家危險(xiǎn)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(xiǎn)特性的廢棄物；

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

1.2危險(xiǎn)廢物的物料特點(diǎn)和現(xiàn)狀

1）市場(chǎng)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(huà)，總結(jié)來(lái)看國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的危險(xiǎn)廢物中，固態(tài)危廢主要以各種包裝物、焦渣、廢渣類(lèi)為主，在市場(chǎng)上流通且能到水泥窯協(xié)同處置的固態(tài)危險(xiǎn)廢物主要還是以各類(lèi)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(lèi)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(lèi)半固態(tài)、粘稠物料數(shù)量巨大，主要包括各類(lèi)油泥、底泥、藥渣、精餾殘?jiān)?、漆渣、各?lèi)化工污泥等等，數(shù)量巨大，是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最為主要的危廢形態(tài)。

2) 成分復(fù)雜，對(duì)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(lèi)繁多且沒(méi)有分類(lèi)，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(yùn)輸繁瑣，包裝、運(yùn)輸點(diǎn)散亂

運(yùn)輸采用專(zhuān)用、密閉箱式貨車(chē)，裝卸車(chē)過(guò)程繁瑣，主要靠人工，包裝形式多樣：噸袋、標(biāo)準(zhǔn)桶、小袋、罐車(chē)、噸箱、小桶等形式都有，危廢運(yùn)輸半徑較長(zhǎng)，每天都有可能接到不同省份、不同成分的危廢。

2．國(guó)內(nèi)水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的問(wèn)題現(xiàn)狀

2.1專(zhuān)業(yè)人員較少，經(jīng)驗(yàn)匱乏，處置過(guò)程粗放

由于行業(yè)進(jìn)入此領(lǐng)域時(shí)間較短，各個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的處置車(chē)間專(zhuān)業(yè)人員較少，經(jīng)驗(yàn)缺乏，尤其是分類(lèi)、防護(hù)等意識(shí)淡?。涣硪环矫?，工廠分析手段較少，且過(guò)多集中在幾個(gè)化學(xué)成分上，對(duì)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(guò)多的集中在對(duì)水泥系統(tǒng)的影響上，對(duì)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(guò)程粗放，后續(xù)優(yōu)化空間很大。

2.2市場(chǎng)-儲(chǔ)存-處置環(huán)節(jié)的結(jié)合能力不強(qiáng)

這個(gè)主要體現(xiàn)在市場(chǎng)人員與處置環(huán)節(jié)的結(jié)合能力方面，市場(chǎng)人員對(duì)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(kù)存或退貨，另一方面處置環(huán)節(jié)對(duì)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(yàn)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(qiáng)，各企業(yè)取證范圍差別巨大 ，造成適合水泥生產(chǎn)的實(shí)際操作制度不多，監(jiān)管趨嚴(yán)的條件下，規(guī)章制度和儲(chǔ)存、預(yù)處理工藝都會(huì)跟不上。

另一方面，包括設(shè)備使用、危廢識(shí)別、人員防護(hù)等方面的培訓(xùn)效果欠賬較多。就目前來(lái)看，協(xié)同處置項(xiàng)目?jī)?chǔ)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(guò)程有越來(lái)越大膽、隨意的趨勢(shì)，隱患很大。

3．協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物后對(duì)水泥窯的影響與分析

3.1對(duì)窯系統(tǒng)操作層面的影響

危廢投加對(duì)窯系統(tǒng)操作層面造成擾動(dòng)，影響主要有以下幾種：

1）窯出料以及主電機(jī)電流變得不穩(wěn)定；

尤其是剛加入的時(shí)候窯內(nèi)會(huì)突然涌出不少物料，窯主電機(jī)電流出現(xiàn)大幅度下滑，后經(jīng)過(guò)操作人員調(diào)整后雖然窯主電機(jī)會(huì)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(jìn)入回轉(zhuǎn)窯以后，物料直接在窯分解帶燃燒或水分汽化，會(huì)對(duì)分解帶熱生料的流速形成一個(gè)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(shí)，窯內(nèi)流速的不穩(wěn)定也造成了主電機(jī)電流的穩(wěn)定，使系統(tǒng)操作難度加大。

目前各廠對(duì)于此問(wèn)題的解決幾乎都不約而同的采取了細(xì)致配伍尤其是均衡配比水分、穩(wěn)定入料、優(yōu)化投加點(diǎn)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(xiàn)，在投加廢物一段時(shí)間之后，會(huì)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(shí)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(guò)程中有害元素的代入，如上文所說(shuō)危險(xiǎn)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(guò)程中如果添加量和比例合適，會(huì)有部分有害元素被熟料帶出窯外，但是仍會(huì)有一部分殘留在系統(tǒng)內(nèi)被循環(huán)富集。部分生產(chǎn)線(xiàn)由于對(duì)物料精確掌握，有經(jīng)驗(yàn)豐富的人員組織，可以做到配伍合適、有效控制，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)清理給力，所以生產(chǎn)線(xiàn)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(duì)于大多數(shù)生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，由于缺少經(jīng)驗(yàn)和物料的混亂，對(duì)進(jìn)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(shí)有發(fā)生。對(duì)于窯內(nèi)同樣也是由于物料的成分、流動(dòng)速度、液相含量等變化過(guò)大，也會(huì)造成主、副窯皮的結(jié)掛、脫落波動(dòng)明顯。

對(duì)于此類(lèi)現(xiàn)象，各生產(chǎn)控制人員普遍采取的措施就是加強(qiáng)物料的管理，做好危廢預(yù)處理配伍工作，以及在實(shí)際生產(chǎn)中更加重視熱生料硫堿比例控制等措施；幾個(gè)措施條條重要，并無(wú)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(xiǎn)廢物的時(shí)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(guò)1000℃，操作人員在這種情況下會(huì)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(shí)現(xiàn)溫度降低的效果，但是每當(dāng)如此時(shí)候卻會(huì)伴隨著窯主電機(jī)電流大幅度下降、窯頭時(shí)有回火的現(xiàn)象，緊接著還會(huì)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(diǎn)一般高于C4生料下沖點(diǎn)而高于窯尾喂煤點(diǎn)，另一方面有熱值廢物的實(shí)際粒徑較大、燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，投加后燃燒的廢物會(huì)隨著煙氣直沖分解爐出口而沒(méi)有和C4下沖生料充分接觸換熱，從而導(dǎo)致分解爐出口測(cè)溫點(diǎn)處煙氣溫度虛高。這一點(diǎn)雖然比較淺顯，但是在生產(chǎn)線(xiàn)初投廢物的階段會(huì)迷惑很多操作人員，危害較大。

對(duì)于此類(lèi)現(xiàn)象，需要從操作上進(jìn)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(shí)及時(shí)關(guān)注測(cè)試入窯生料的實(shí)際分解率。

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

尤其是水泥生產(chǎn)線(xiàn)在同時(shí)處置危險(xiǎn)廢物的鐵桶等包裝物的時(shí)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(lèi)熟料大塊在經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎后雜物與熟料分離，雜物會(huì)有掛在破碎機(jī)溜子上的現(xiàn)象進(jìn)而會(huì)造成堵塞。

這類(lèi)雜物的主要來(lái)源就是在窯尾投加的金屬?gòu)U物，包括危險(xiǎn)廢物的鐵質(zhì)包裝物和內(nèi)含雜物，這類(lèi)雜物都會(huì)用剪切式破碎機(jī)破碎至小塊后投加，一般情況下，單片的鐵片入窯會(huì)很輕易的燒融完全轉(zhuǎn)化為熟料成分，但是在實(shí)際機(jī)械投加時(shí)這部分被破碎后的鐵片一般在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)相互鉸鏈在一塊形成一個(gè)大塊，大塊中間往往還會(huì)有沾有不少其他廢物；大塊的鐵塊入窯后會(huì)很快沒(méi)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(guò)燒成帶時(shí)并不會(huì)充分燒透，以至于鐵質(zhì)雜物并沒(méi)有被燒融消失，進(jìn)入冷卻機(jī)以后就形成了此類(lèi)雜物。

對(duì)于此類(lèi)情況，采用中間輥破的冷卻機(jī)效果較好，同時(shí)在熟料拉鏈機(jī)上增加除鐵器會(huì)將絕大部分的鐵質(zhì)雜物清理出來(lái)；但是對(duì)于目前大多數(shù)的錘破系統(tǒng)，則是需要時(shí)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(xì)小同時(shí)與較干物料混合后入料的辦法效果較好。

3.2對(duì)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(xiǎn)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(huì)熟料中增加這類(lèi)元素的含量，對(duì)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(duì)于K、Na類(lèi)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(xiàn)如果同時(shí)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(biāo)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(guò)檢測(cè)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(rèn)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(shí)間以及早期強(qiáng)度方面的變化則是沒(méi)有多少規(guī)律可言，變化沒(méi)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(huì)有較大幅度的增加，后雖經(jīng)過(guò)調(diào)整有所下降，但是波動(dòng)幅度增加，總體排放水平增加，筆者經(jīng)歷的幾條生產(chǎn)線(xiàn)表現(xiàn)基本一致。

2）NOx濃度波動(dòng)，脫硝操作難度增加，但是超標(biāo)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(xiàn)表現(xiàn)不同，同一生產(chǎn)線(xiàn)不同物料的表現(xiàn)也不同，但是總體來(lái)看由于NOx的波動(dòng)數(shù)值增加，各家怕超標(biāo)所以對(duì)脫銷(xiāo)的操作相對(duì)都采取了低控，脫銷(xiāo)的成本至少不會(huì)有明顯下降。這點(diǎn)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(zhǎng)時(shí)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(diǎn)下方附近，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)在投加點(diǎn)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(xiǎn)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(yán)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(jìn)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(duì)耐火材料表面形成破壞。投加危險(xiǎn)廢物以后堿金屬成分會(huì)有較大幅度增加，所以耐火材料這種損壞形式會(huì)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(gè)情況來(lái)看，主要是煙氣中有害元素增加，對(duì)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(jī)、袋收塵混合室等部位有腐蝕現(xiàn)象發(fā)生；

投加危險(xiǎn)廢物以后，部分生產(chǎn)線(xiàn)在高溫風(fēng)機(jī)、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(rèn)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(shí)還會(huì)含有Zn、Pb等金屬離子存在時(shí)有電化學(xué)腐蝕的緣故。此非筆者所長(zhǎng)，個(gè)中原因還請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人士分析。

圖4 窯尾袋收塵混合室腐蝕

3）各類(lèi)鐵桶、難處理物料逐漸成為死庫(kù)存，部分有堆積現(xiàn)象；

圖5 倉(cāng)庫(kù)積壓庫(kù)存

綜合來(lái)看，各參與協(xié)同處置危廢的生產(chǎn)線(xiàn)所取許可證的包含范圍都比較大，包含物料種類(lèi)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(yàn)不足所收購(gòu)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?yàn)闊o(wú)法處理造成積存（圖5）。

這類(lèi)物料主要包括粘稠的精餾殘?jiān)⑤斔托阅軜O差的各類(lèi)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(kāi)始處置的生產(chǎn)線(xiàn)這個(gè)問(wèn)題突出。

各個(gè)廠家解決此類(lèi)問(wèn)題的辦法不一，對(duì)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(gòu)，另一方面則是采用人工投加的方式消耗庫(kù)存；對(duì)于高含有害元素的物料則是通過(guò)提高配伍水平逐步消耗。而在筆者看來(lái)，解決此類(lèi)問(wèn)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(duì)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(qiáng)對(duì)業(yè)務(wù)人員的能力培訓(xùn)和溝通，減少對(duì)系統(tǒng)不適應(yīng)物料的收購(gòu)，從源頭上考慮。

4，結(jié)束語(yǔ)

水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物模式具有巨大的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)整體危險(xiǎn)廢物處置的一個(gè)巨大的補(bǔ)充，但是，協(xié)同處置危廢對(duì)于水泥窯生產(chǎn)線(xiàn)的影響是比較明顯的。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，要根據(jù)具體影響實(shí)際，加以總結(jié)和分析，提出解決辦法。