可替代性燃、原料在水泥行業(yè)中應用的進展

                                                      靳.皮埃爾.狄格瑞
                                    瑞士豪西盟集團顧問有限公司(布魯塞爾), B-1050 布魯塞爾,比利時

    摘要: 水泥生產是消耗大量能源和原材料的工藝過程。傳統(tǒng)上制備熟料要使用化石燃料和天然原材料，熟料是水泥的主要成分。為了使水泥行業(yè)對環(huán)境和社會根有益處，瑞士豪西盟公司正不斷地加大使用非傳統(tǒng)或可替代燃料和原料（AFR）生產熟料。這些可替代燃、原料通常是來自其它工業(yè)或當地社區(qū)的的廢物。本文我們將描述廢物協(xié)同處理的主要特征，從瑞士豪西盟公司的相關技術邊界的有關政策到法律架構以及社會認可的問題。
    1. 瑞士豪西盟集團顧問公司
    世界各地業(yè)務介紹
    瑞士豪西盟公司是世界上最大的水泥制造商之一，年生產能力為1.5億噸。
    在世界70多個國家都有分公司或辦事機構，雇員約4.5 萬人。
    水泥行業(yè)所需資源和瑞士豪西盟公司所需資源
    水泥工業(yè)排放和CO2 排放
    全球每年約生產15億噸水泥，水泥行業(yè)所耗能相當于全球耗能的2%。
    因此，水泥行業(yè)每年排放 CO2        12億  噸
    平均每生產1噸水泥排放CO2   0.8   噸
    占世界人為CO2排放的         5% 
    在世界范圍內,瑞士豪西盟公司的工藝水平如何? 在世界范圍內瑞士豪西盟公司生產大約9500萬噸水泥
    每年直接排放CO2            5500 萬噸
    平均每生產1噸水泥排放CO2  0.7噸

    占世界人為CO2排放的        0.3%
    2. 瑞士豪西盟公司和工業(yè)生態(tài)
    2.1  瑞士豪西盟公司的立場
    工業(yè)生態(tài)的概念集中在于獲得企業(yè)間更有效的聯(lián)系。例如，一個公司的副產品可作為另一公司的原材料。由于水泥工業(yè)生產工藝的特性，水泥行業(yè)可在地區(qū)、國家或國際間廢物處理中起重要作用。因此，瑞士豪西盟公司決定通過大量使用可替代性燃、原料—AFR 來保護自然資源（天然礦物和傳統(tǒng)燃料）的使用。
    瑞士豪西盟公司工業(yè)生態(tài)部： 協(xié)助瑞士豪西盟公司的各個子公司以應用 «可持續(xù)發(fā)展» 理念和開發(fā)內在的機會，確定和跟蹤環(huán)境趨勢，技術發(fā)展，競爭對手以及向公司執(zhí)委會成員及各子公司提出合適的建議，提議和保證必需和適當環(huán)境技術，流程和研究在子公司中推動和支持可替代燃、原料業(yè)務的發(fā)展（AFR-BD）已獲得自然資源的可持續(xù)和有利的保護。為了獲得上述目的，協(xié)調必要的國際推廣，支持和相關的溝通。
    2.2  廢物管理的層次
    廢物的概念（歐盟的定義）          
    “廢物”是指，其擁有者要處理或要求其擁有者處理的任何物質或物體。
    “廢物” 是指，其擁有者要丟棄或想要丟棄或要求丟棄的任何物質或物體。
    廢物管理的層次
    所有資源和廢物管理方案的主要推動力一定是在于可持續(xù)發(fā)展：為了在經濟和社會可接受的范圍內最大限度的保護自然資源；對空氣，水，和土壤的最小排放。這一概念已經在主要的法律領域內得到應用。
    2.3  廢物協(xié)同處理—水泥生產的機會
    在現有工業(yè)過程中協(xié)同處理廢物
    廢物管理戰(zhàn)略已結合到歐盟戰(zhàn)略中，已有一些指令性文件（75/442/EEC）。這些指令都是為推廣防止廢物產生和廢物在焚燒和填埋前的再利用?，F有的水泥工業(yè)技術下協(xié)同處理和回收廢物不是為了消除廢物的焚燒和填埋，而是在廢物管理層次中提高了廢物的管理水平，降低了廢物對全球的影響，維持和改善了行業(yè)的競爭性，大大地降低了廢物處理的成本并改善了整個技術-經濟參數。許多工業(yè)過程可以使用含能廢棄物，礦物或二者以更可能高的效率生產高附加值產品。在熱電廠、水泥窯、鉛窯、玻璃窯、石灰石窯、鋼鐵廠等均可得到較低的排放水平和較高的對自然資源的替代率。
    法律架構應對不同情況區(qū)別對待，應有利于整體上對環(huán)境最有利的解決方案。
    什么是水泥行業(yè)的廢物協(xié)同處理？
早在20多年前水泥行業(yè)就開始應用廢物—有害或無害廢物來作替代性燃料和/或原材料。水泥行業(yè)能夠利用大量的廢物。水泥行業(yè)常常在廢物處理方案中成為主角。
來自水泥行業(yè)的經驗，研究和審計證明，擁有全方位環(huán)境保證的職業(yè)化的廢物處理成為可能與專業(yè)化的焚燒爐相比對大多數污染物多可獲得較低的排放限額可較好的保證和改善最終產品：熟料，水泥，灰泥或混凝土的長期質量和安全性。
    從宏觀經濟觀點的角度上，水泥行業(yè)處理廢物的主要興趣在于附加值，就業(yè)，公共金融的財政收入和全球的節(jié)能。
    基于產品壽命循環(huán)（L.C.A）分析，與專業(yè)化焚燒爐相比，水泥窯協(xié)同處理廢物有更大的優(yōu)越性。
    3. 瑞士豪西盟公司和AFR
    3.1  AFR政策
    政策架構
    出版于2004年7月的瑞士豪西盟集團公司AFR政策是公司整體政策的一個組成部分，這些確定AFR政策的文件構成了公司政策架構，AFR政策的原則和規(guī)定以及職責描述。手頭這些政策回顧也包括與AFR直接相關的豪西盟公司其他指令和建議。由瑞士豪西盟公司所運營的公司有義務服從AFR政策和有關指令。
    基本原則：
    當使用可替代燃、原料時，我們的目標是：
    可持續(xù)發(fā)展的元素
    I 作為社會的伙伴提供廢物處理的解決方案
    II 使我們的環(huán)境更安全
    III 為我們的核心業(yè)務增加價值
    我們做什么
    IV 確保職業(yè)健康和安全
    V 拒絕使用禁用廢物清單上的廢物
    VI 確保產品質量
     我們如何做
    VII 服從相關法規(guī)以及推廣最好做法
    VIII 監(jiān)控投入，工藝過程，產品和排放
    VX  溝通、透明
    3.2  瑞士豪西盟公司的AFR 現狀
    3.2.1 2004 年 的 基本—主要的運行參數
    協(xié)同處理了500多萬噸廢物；全球有36AFR業(yè)務單位；有500多個從事廢物預處理的工業(yè)崗位；17個廢物預處理的工業(yè)站。
    3.2.2 從廢物到可替代燃、原料：與處理工作
廢物到可替代燃、原料的市場組織，每一個子公司都已創(chuàng)立其專門的AFR業(yè)務單位，在瑞士豪西盟集團公司內創(chuàng)立了20多個AFR公司從事廢物/AFR業(yè)務工作主要以提供服務為目的。
    目的：將廢物市場與水泥廠銜接起來；對A.F.R.市場，對市場中的AFR定性分析，控制、調配以及運送AFR到水泥廠；開發(fā)專有的知識以管理和與處理幾乎所有各種廢物，基本上是有害廢物成可替代燃、原料，以液態(tài)、污泥和固態(tài)的形式在水泥窯中協(xié)調處理。
    3.3  最優(yōu)化AFR 業(yè)務管理的戰(zhàn)略和原則
    3.3.1  AFR 投料原則
    內部承諾：對水泥生產有好處，熱量、硅、鐵、鋁、鈣、和硫元素，工藝過程改善，另外附加值。
    基于當地原料質量和傳統(tǒng)燃料特有的需求，如果需要，從廢物到可替代燃、原料的預處理，如果當地沒有更好的廢物解決辦法廢物的運送程序。
    3.3.2  排放監(jiān)控
    內部承諾
□ 符合法律
□ 對歐盟國家采用IPPC 和最可得技術
□ 對美國環(huán)境保護署相關國家，按MACT
□ 預防趨勢和事先應用未來原則
□ 當地法規(guī)和工廠所在地的規(guī)定
□ 主動向當地法規(guī)靠攏和/或執(zhí)行當地法規(guī)指南
□ 對工藝的相關參數采用最可得技術和MACT
□ 粉塵、SO2、NOx、TOC、CO
□ 對所有排放參數與最高排放標準一致
□ HCl、HF、重金屬、二惡英/呋喃
□ 執(zhí)行豪西盟公司數據庫
□ 執(zhí)行排放監(jiān)控，包括內部通訊系統(tǒng)
二惡英/呋喃排放特殊情況
□ 二惡英/呋喃的排放是由后燃燒過程產生（約220°C時開始生成）, 且（在大約350°C）熱分解 
□ 如沒下列因素,就不會生成二惡英/呋喃                    
        二惡英/呋喃前體物質存在
        氯元素…
        有機物
        適當的窗口溫度
        在十秒范圍內的保留時間
        氧氣[催化物質的存在如（銅、鐵、鋅）]
        在瑞士豪西盟公司，每年至少要對窯做一次二惡英/呋喃排放檢測，這是強制性的。
3.3.3   成品質量
    內部承諾
□ 對以水泥為基材物料，遵照當地浸漬法規(guī)
□ 對以水泥為基材物料，接受飲用水浸漬法規(guī)
□ 在以重金屬和廢物最終儲存設施為目的生產中使用產品（熟料、水泥 和混凝土)指南
□ 推廣長期的產品環(huán)境質量；例如在飲用水中使用;對建材和水泥材料的再循環(huán)利用的產品壽命概念
□ 僅應用科學方法
□ 包括在內部通訊體系中，執(zhí)行瑞士豪西盟公司數據庫和控制
水泥材料的環(huán)境準則
□ 對浸漬試驗的數據可得性和被測物的整個組成之間沒有關系
□ 所有以水泥為基礎的物料總是在各種浸漬標準下做試驗，包括對用作飲用水材料確定的試驗（例如… ATA/NL）
□ 從水泥得到的廢物總是非常低/或測不到
與法規(guī)限定比較，[目前僅存沒有限定（NL）]，所有混凝土的二次服務壽命不存在問題。
□ 以建筑殘存物情況下，情形就更復雜。有些元素像砷、鉻、銅、鉬、鎳、銻、釩）可能就很重要。     
    4. 結論
    在未來，在每個國家/地區(qū)，水泥工業(yè)就象其它行業(yè)那樣，會將廢物管理政策看作主角之一。
    現有工業(yè)生產保護
    自然資源
    高環(huán)境效率
    較低成本
    應用工業(yè)生態(tài)原理