脫硝、協(xié)同處置與無(wú)鉻化是水泥清潔生產(chǎn)重點(diǎn)

　　近日，為貫徹落實(shí)《工業(yè)清潔生產(chǎn)推行“十二五”規(guī)劃》，加快重點(diǎn)行業(yè)先進(jìn)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，提高行業(yè)清潔生產(chǎn)水平，工信部編制并印發(fā)了《水泥行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)推行方案》（以下簡(jiǎn)稱《方案》）。
　　《方案》要求在水泥行業(yè)重點(diǎn)推廣水泥窯氮氧化物減排技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術(shù)以及水泥窯窯襯使用無(wú)鉻耐火材料（磚）等技術(shù)。預(yù)計(jì)到 2015 年，技術(shù)普及率分別達(dá)到80%、5%和70%，可實(shí)現(xiàn)減排氮氧化物約135.4萬(wàn)噸/年；協(xié)同處置城市生活垃圾、消納污泥（含水80%）及工業(yè)廢物（危險(xiǎn)廢物）約1890萬(wàn)噸/年；節(jié)能約221.2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，減排二氧化碳約553.1萬(wàn)噸/年、減排二氧化硫約31萬(wàn)噸/年；減少使用含六價(jià)鉻耐火材料12.6萬(wàn)噸/年。
　　一、水泥窯氮氧化物減排技術(shù)
　　1.1節(jié)能型多通道低氮燃燒器技術(shù)
　　該技術(shù)采用新型結(jié)構(gòu)，增加燃燒器風(fēng)道，最內(nèi)層凈風(fēng)出口處裝有可調(diào)換、角度不同的旋流器，最外層外流凈風(fēng)管端部裝有一組可調(diào)換的環(huán)形噴嘴口。通過(guò)靈活調(diào)節(jié)可實(shí)施組織燃燒，利用該技術(shù)降低火焰燃燒過(guò)程中的溫度不均齊性，控制熱力氮氧化物因局部的高溫而大量形成，減少氮氧化物的形成量。
　　與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比，該技術(shù)通過(guò)增加低氮燃燒自主研器，使一次風(fēng)量?jī)H占燃燒空氣量的8-10%左右，實(shí)現(xiàn)能耗降低 1-3%，NO_x 削減效率可達(dá) 5-10%。
　　1.2分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)
　　分解爐采用助燃空氣分級(jí)或燃料分級(jí)燃燒技術(shù)，利用助燃風(fēng)的分級(jí)或燃料分級(jí)加入，降低分解爐內(nèi)燃料NO_x 的形成，并通過(guò)燃燒過(guò)程的控制，盡可能還原爐內(nèi)的 NO_x，從而實(shí)現(xiàn)NO_x減排。
　　與原有工藝技術(shù)相比，該技術(shù)通過(guò)對(duì)分解爐燃燒方式的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在分解爐 自主研發(fā)內(nèi)燃燒過(guò)程中降低NO_x 的形成，NO_x 削減效率可達(dá)10-30%左右。
　　1.3選擇性催化還原(SNCR)脫硝技術(shù)
　　設(shè)立氨水或尿素（溶解液）輸送泵站。氨水或尿素溶解溶液經(jīng)過(guò)濾后，經(jīng)加壓進(jìn)入流量調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，經(jīng)計(jì)量的溶液進(jìn)入噴嘴，在噴嘴內(nèi)與壓縮空氣混合，霧化后在分解爐的中下部(約850-1050℃) 噴入，在有部分氧存在的條件下,發(fā)生定向還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)NO_x減排。
　　該技術(shù)通過(guò)在分解爐的中下部噴入氨水或尿素溶解液，與分解爐內(nèi)煙氣充分混合， NO_x發(fā)生化合反與應(yīng)將其還原成氮?dú)夂退蠓鹊叵鳒p NO_x 的排放，NO_x 削減效率可達(dá) 30%～50%。
　　按目前水泥企業(yè)實(shí)際排放平均水平考慮，采用該組合技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)噸熟料減排氮氧化物約 1.2千克（按排放濃度≤500mg/Nm³考慮）。以1條規(guī)模 4000噸/日熟料生產(chǎn)線為例，采用本項(xiàng)技術(shù)，按排放濃度≤500mg/Nm³ 計(jì)算，每年可實(shí)現(xiàn)減排 NO_x約1488噸，具有顯著的氮氧化物減排效果。該技術(shù)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，潛在普及率100%，預(yù)計(jì)到 2015年有約80%的生產(chǎn)線使用該技術(shù)，按約有11.2億熟料產(chǎn)能計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)年減排NO_x約134萬(wàn)噸。
　　二、水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術(shù)
　　2.1水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)
　　對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的垃圾作為可替代燃料或充分利用各種垃圾焚燒爐（包括氣化爐）焚燒產(chǎn)生的氣體(含有熱量、飛灰)及灰渣，將其直接用于水泥新型干法窯生產(chǎn)。根據(jù)水泥窯高溫、堿性物質(zhì)多等生產(chǎn)特點(diǎn)，吸收在焚燒垃圾過(guò)程產(chǎn)生的二惡英等有害酸性物質(zhì)，大幅度削減有害物質(zhì)產(chǎn)生。同時(shí)焚燒的灰渣可作為原料，通過(guò)配料、煅燒進(jìn)入水泥熟料中。
　　減少城市生活垃圾對(duì)環(huán)境的污染。與垃圾焚燒比，可以大量減少二惡英等有害物質(zhì)的產(chǎn)生，沒(méi)有垃圾殘?jiān)惋w灰產(chǎn)生，可替代部分原、燃料，實(shí)現(xiàn)城市垃圾“無(wú)害化、減量化、資源化”，是解決當(dāng)前城市垃圾的有效途徑。利用水泥生產(chǎn)線協(xié)同處置垃圾，其投資比建一套同等處理規(guī)模的垃圾焚燒發(fā)電廠投資低。
　　采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)噸熟料處置垃圾平均約80千克，噸產(chǎn)品節(jié)約10.9千克標(biāo)準(zhǔn)煤，噸產(chǎn)品減排 CO₂ 約27.3千克 ，噸產(chǎn)品減排SO₂約1.5千克。以5000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例，年可處理垃圾12.4萬(wàn)噸生活垃圾，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)約1.35萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤（與垃圾熱值有關(guān)）；實(shí)現(xiàn)減排CO₂約3.4萬(wàn)噸，減排SO2約1890 噸。目前該技術(shù)只有1-2家企業(yè)工業(yè)化試生產(chǎn)，潛在普及率 10%，預(yù)計(jì)到2015年，推廣普及率可達(dá)到 5%以上，熟料產(chǎn)能約0.7億噸，年實(shí)現(xiàn)處理垃圾560萬(wàn)噸。每年可節(jié)約76.3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 實(shí)現(xiàn)減排CO₂、SO₂各約190.8萬(wàn)噸、10.7萬(wàn)噸。
　　2.2水泥窯協(xié)同處置污泥技術(shù)
　　該技術(shù)利用水泥窯生產(chǎn)產(chǎn)生的余熱干化污泥（直接干化技術(shù)或間接干化技術(shù)，將含水80%的污泥干燥至含水30-40%），之后送入水泥窯尾煙室焚燒，替代部分燃料和原料。焚燒污泥過(guò)程產(chǎn)生的二惡英等有害物質(zhì)，經(jīng)水泥窯分解爐、預(yù)熱器和生料磨系統(tǒng)的吸收處理后，大幅度削減。污泥中的重金屬隨焚燒灰渣作為原料通過(guò)煅燒進(jìn)入水泥熟料而達(dá)到固化。
　　干化污泥作為水泥窯替代原、燃料進(jìn)入窯內(nèi)焚燒，能有效處置污泥的同時(shí)兼顧了水泥生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能降耗及氮氧化物減排。實(shí)現(xiàn)城市污泥“無(wú)害化、減量化、資源化”處理，減少城市污水處理廠污泥填埋對(duì)地下水以及對(duì)城市環(huán)境的污染，是解決當(dāng)前城市污泥的有效途徑。
　　采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)噸熟料產(chǎn)品處置污泥（干化）平均約100千克，節(jié)約9.7千克標(biāo)準(zhǔn)煤，噸產(chǎn)品減排CO₂約 24.3千克，噸產(chǎn)品減排SO₂約1.4千克，減排NOx約0.2千克。以6000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例，利用水泥窯協(xié)同處置污泥，可年處置市政污泥18.6萬(wàn)噸（含水率80%），可實(shí)現(xiàn)年節(jié)約1.8萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年減排CO₂約4.5萬(wàn)噸、SO₂約2520噸、NOx約372噸。目前該技術(shù)有2家企業(yè)進(jìn)行工業(yè)化試生產(chǎn)，潛在普及率20%，預(yù)計(jì)2015年普及率達(dá)到5%以上，熟料產(chǎn)能約0.7億噸，可協(xié)同處置污泥量約700萬(wàn)噸，年節(jié)約67.9萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年實(shí)現(xiàn)減排CO₂、SO₂各約169.8萬(wàn)噸、9.5萬(wàn)噸，減排NO_x約1.4萬(wàn)噸。
　　2.3水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物技術(shù)
　　水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢棄物主要包括：（1）將工業(yè)廢塑料、廢皮革 、廢橡膠、漆渣、污染土、釀造廢渣等破碎、調(diào)配、計(jì)量等預(yù)處理后送入窯頭、分解爐或窯尾煙室焚燒，替代部分燃料或原料，焚燒后殘?jiān)M(jìn)入水泥熟料。（2）將工業(yè)廢酸液、廢堿液 、有機(jī)溶劑（廢棄農(nóng)藥）、乳化液、礦物油等調(diào)配、計(jì)量預(yù)處理后送入窯頭焚燒，實(shí)現(xiàn)處置或部分燃料替代。（3）將危險(xiǎn)廢物送入窯爐1100℃以上區(qū)域焚燒（窯尾煙室等），達(dá)到徹底焚毀有害物的目的。
　　該技術(shù)在減少有機(jī)化學(xué)物質(zhì)或有毒有害工業(yè)廢物對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)，利用有些可燃物質(zhì)替代部分燃料，焚燒后的殘?jiān)M(jìn)入水泥熟料中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢物“無(wú)害化、減量化、資源化”的處理。與專業(yè)焚燒裝置相比，在處置廢物類別范圍內(nèi)具有更低的建設(shè)投資（低約60%）；更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行成本（低約40%）；更少的污染物排放、更高的熱資源利用效率。
　　采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)噸熟料產(chǎn)品處置工業(yè)廢物平均約50千克，節(jié)約標(biāo)煤約6.1千克，噸產(chǎn)品減排CO₂約15.3千克，噸產(chǎn)品減排SO₂約0.9千克。以4000噸/日熟料生產(chǎn)線示范工程為例，用水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物（有毒有害），年可處置約6.2萬(wàn)噸,實(shí)現(xiàn)資源替代達(dá)到年節(jié)約礦物資源1.7萬(wàn)噸，部分低熱值工業(yè)廢物的利用實(shí)現(xiàn)年節(jié)能折標(biāo)準(zhǔn)煤約0.8萬(wàn)噸，年實(shí)現(xiàn)減排CO₂、SO₂ 各約2.0萬(wàn)噸、1120 噸。目前該技術(shù)剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，潛在普及率15%，預(yù)計(jì)2015 年普及率達(dá)到約5%以上，熟料產(chǎn)能約0.7億噸，年實(shí)現(xiàn)處理廢棄物350萬(wàn)噸?？蓪?shí)現(xiàn)年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤約萬(wàn)42.7萬(wàn)噸,減排CO₂、SO₂各106.8萬(wàn)噸、6.0萬(wàn)噸。
　　三、水泥窯窯襯使用無(wú)鉻耐火材料（磚）技術(shù)
　　采用鎂鋁鐵（或鎂鋁、鎂鐵）復(fù)合尖晶石磚替代目前水泥行業(yè)常用的鎂鉻質(zhì)耐火材料（磚），實(shí)現(xiàn)水泥窯窯襯使用無(wú)鉻堿性耐火材料（磚）替代含鉻堿性耐火材料（磚）。
　　該技術(shù)消除了水泥企業(yè)在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、生產(chǎn)及使用各環(huán)節(jié)可能存在的含鉻耐火材料六價(jià)鉻殘留引起的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)可延長(zhǎng)了水泥窯窯襯使用壽命，提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率約10-20%。
　　按每條窯高溫帶平均所需耐火材料約200噸計(jì)，約60%使用鎂鉻質(zhì)耐火材料，則平均每臺(tái)窯使用約120噸。該技術(shù)目前行業(yè)普及率約為30%，潛在普及率100%，預(yù)期到2015年推廣普及率提高到70%，每年可減少約12.6萬(wàn)噸含鉻材料對(duì)環(huán)境的影響。