水泥窯協同處置一般工業固廢改造研究

鄭雨爽，高心怡，嵇靈燁

（1.納海環境科技股份有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江瑞博思檢測科技有限公司，浙江 杭州 310000；3.浙江傳超環?？萍加邢薰?，浙江 杭州 311100）

0 引言

水泥窯協同處置的內容較為科學，根據現存技術條件，一般采用新型干法窯爐額的形式進行工業固廢處理。處置人員保持水泥窯煅燒溫度在1400～1600℃，營造堿性環境，避免危險化學物質的生成，保護生態環境安全。工業固廢改造過程中，熱能得到充分回收與利用，形成良好的能量循環，提高固廢改造的經濟效益。

1 水泥窯協同處置工藝的基本內涵

水泥窯協同處置工藝較為先進，該工藝的技術原理主要是將工業固廢進行改造，實現工業固廢變廢為寶，滿足工業的可持續發展要求。根據2006 年國家發改委公布的發展政策內容，極大地推動水泥窯協同處置的發展。國家相關部門后續發布工業固廢的污染控制標準與相應的技術規范，為水泥窯協同處置工藝技術運用提供規范支撐。技術人員對工業固廢進行預處理，將其放置在水泥窯高溫煅燒系統中，使其在高溫環境中不斷煅燒，避免有害二噁英物質的生成。水泥窯協同處置工藝設備如圖1 所示，水泥窯協同處置工藝設備功能齊全，技術人員將工業固廢進行入窯，實現固體廢棄物的有效處理。同時，將一般工業固廢進行分類，根據不同類別的廢棄物采取相應的工藝手段，實現工業固廢的改造，推動工藝技術的發展與應用。

圖1 水泥窯協同處置工藝設備

2 水泥窯協同處置一般工業固廢的必要性

雙碳背景下，工業固廢的處置意義較為特殊，充分順應碳達峰、碳中和的發展目標。水泥窯協同處置工業固廢有利于實現能源結構的轉型，促進科技創新，減少碳排放。首先，全球能源的消費結構以煤炭、石油、天然氣為主，持續開發清潔能源，提高能源效率是能源結構轉型的重要途徑。在一般工業固廢處置中，需要采用高溫的形式進行煅燒。對此，技術人員充分利用煅燒固廢的能量，為企業生產提供能量。企業減少化石燃料的燃燒，以工業固廢為原料，實現能源結構的轉型。工作人員對工業固廢進行收集整理，如圖2 所示，按照水泥窯協同處置的工藝要求，保證工業固廢的整體性，方便其順利入窯[1]。按照工藝要求進行后續處理，為工業企業發展提供持續能源，促進企業能源消費結構的轉型。其次，在協同處置中，技術人員根據實際情況，不斷創新處置工藝，開發先進科技手段，滿足工業固廢改造要求。例如，工業固廢的收集與運輸中，技術人員研發人工智能機器人，代替工作人員進行廢物處理。機器人的使用提高工業固廢回收利用的安全性，能夠有效避免人工觸碰危險工業廢物，降低安全事故的發生。最后，在水泥窯協同處置工藝下，保證固體廢物充分燃燒，降低二氧化碳的排放，符合雙碳發展目標。

3 水泥窯協同處置一般工業固廢的改造方案

3.1 工業固廢入窯

工業生產廢料的形式豐富，技術人員根據水泥窯協同處置工藝要求，對廢料進行相應的處理，使其滿足入窯標準，為技術改造方案實施提供保障。

（1）技術人員對工業廢料進行分類，合理篩選生產人員生活垃圾與工業生產建筑廢料。并對工業固廢的熱值進行計算，必要時撒布石灰進行防腐消毒，避免部分生物廢料發生腐蝕變質，影響處理技術人員的生命安全。

（2）工業固廢處置人員結合自身經驗，對工業廢棄物進行脫水處理。通過操控機械設備，對固廢材料進行碾壓，使其充分脫水。并調整石灰的飽和度，適當添加改性藥劑，使工業固廢保持完整性與穩固性，方便固廢入窯[2]。例如，工作人員發現工業廢棄物內部含水量較大，為節省固廢處置能源的消耗，通過反復碾壓與脫水進行入窯前的處理。同時，技術人員適當添加黏結劑，將破損的廢料黏結，使其成型。在入窯煅燒時，加入助燃劑，保證工業固廢更好的燃燒。

（3）技術人員利用固廢回轉窯設備進行處理，為水泥窯協同處置工藝的運用提供保障。水泥窯廠建設大型回轉窯，如圖3 所示，合理設置窯口，方便工業固廢的入窯，促進改造方案的運用。另外，技術人員對定型的工業固廢進行石灰飽和系數調節。通過加入適量的含鈣材料，對固廢中的礦物質進行調節，提高固廢的質量。例如，技術人員以低位值燃料為研究對象，為提高工業固廢燃燒的充分度，添加一定量的焦油、瀝青等膠黏劑。同時，對工業廢渣進行處理，提高含碳原料的穩定性，促進工業固廢的充分燃燒。

圖3 固廢回轉窯

（4）現場工作人員根據回轉窯的位置信息，科學制定運輸路線，保證工業固廢穩定入窯，從而提高工業固廢的處置效率，滿足水泥窯協同處置工藝的運用條件。

3.2 無害化處理

按照運輸路線，將處理后的工業固廢穩定運輸至回轉窯入口，并按照協同處置方案，對工業固廢進行分類，將危險廢棄物篩選進行無害化處理，達到方案實施的目標。

（1）技術人員根據水泥窯協同處置技術的改造要求，將工業固廢的處置空間進行密閉改造，保證引風機的穩定運行，避免危險氣體逸出，對大氣環境造成危害。工作人員結合全密閉負壓構造的要求，對引風機進行處理，有效排出臭氣。并將臭氣引入裝置中，為工業固廢的燃燒提供保障，達到助燃劑的使用要求。高溫煙氣加熱能夠達到220℃的要求，有效彌補助燃劑不足的缺陷，為燃燒處置節約能源。

（2）危險工業固體廢棄物在處置過程中，技術人員對其進行生物干化，不斷提高材料的熱值，實現無害化處理。例如，技術人員將干化后的材料進行有效處理，將干化溫度控制在850～950℃。同時，利用高溫環境，將高溫煙氣進行有效混合，使其穩定在窯尾排出。同時，尾部有專門的檢測技術人員，對排出煙氣的物質分子進行檢測。檢測結果表明，煙氣有毒有害物質的分子結構在高溫條件下發生損壞。檢測人員按照要求，控制檢測時間，對檢測結果進行測試，達到當地的排放標準方可進行煙氣排放，實現工業固廢的無害化處理[3]。

（3）除了工業固廢的煙氣無害化處理，技術人員對爐排爐排出的爐渣進行質量控制。爐渣是材料不充分燃燒所殘留的物質，在除鐵處理后，技術人員將水泥原料進行檢測，為實現資源循環利用，對爐渣中的重金屬元素進行高溫煅燒。在此過程中，技術人員按照方案要求，將爐渣轉送到回轉窯中，在高溫環境下持續煅燒，將有毒有害的重金屬析出，并溶解到熟料中，達到無害化處理的目的。

3.3 優化窯系統運行

水泥窯系統運行的穩定性與安全性直接關乎工業固廢的處置水平。結合CKK 先進技術理念，對水泥窯系統進行持續優化，提高工業廢料三化處理效果，滿足工業企業綠色轉型發展要求。

（1）技術人員根據水泥窯系統的運行原理，在系統外部建立平行的垃圾燃燒氣化爐。氣化爐的建設優化煙氣與爐渣的回窯處理工藝，使工業固廢的處置效率得到大幅度提升。例如，系統運行人員借助先進技術，對系統的設計缺陷進行了解。同時，以優化系統功能為出發點，制定窯系統優化方案，健全系統硬件設施。按照方案要求，系統設計人員組織搭建固體廢棄物燃燒氣化爐裝置，并對裝置的功能效果進行檢測，保證系統內部煙氣與爐渣的導回質量穩定。

（2）系統設計人員對水泥窯系統的動力裝置進行研究，采用空氣壓強的形式，將煙氣與爐渣進行傳送。對此，在窯系統中打造封閉式環境，使空間環境中充滿負壓。同時，系統監測人員對臭氣與粉塵的泄漏情況進行監督，運用先進設備，對氣體排出濃度進行檢測，選擇科學的方法，優化系統的穩定運行。例如，技術人員將工業固廢入窯，在高溫環境下，固廢材料發生分解。煙氣沿著系統結構運行，在新型除塵系統的凈化后，煙氣中有毒有害物質分解，達到可排放的標準。

（3）技術人員將爐渣視為生物材料的替代，將其固定在水泥熟料中。功能得到完善的窯系統在爐渣固定與使用上效果更佳。同時，為減少有毒有害物質的排放，適當增加尾氣凈化裝置。例如，企業在工業固廢處理中，設置“三化”目標，為窯系統的優化提供動力與方向。不斷增設新裝置與新系統，簡化固廢處理流程，節省系統運行成本。

3.4 回轉式燃燒爐設計

工業固廢燃燒中，回轉式燃燒爐與水泥窯協同處置相配合，不斷促進固廢處理的資源化與減量化。

（1）回轉式燃燒爐設計人員對運輸的工業固廢進行稱重檢查，按照流程進行運輸與卸料。抓斗機操控者按照工藝要求，將固廢轉移到目標區域，在堆料器控制下，工業固廢進入回轉式垃圾燃燒爐。技術人員將水泥窯的熱風溫度控制在887℃以上，保證材料充分燃燒，將燃燒后的煙氣精準傳輸至窯尾系統?；剞D式燃燒爐的設計內容較多，其中溫度控制較為重要。技術人員將回轉式燃燒爐的溫度控制在1200℃左右，同時，對該溫度下工業固廢的留存時間進行檢測。檢測結果顯示，1200℃狀態下，工業固廢在回轉式燃燒爐中的殘留時間為2s[4]。

（2）為更好的節約資源，技術人員不斷調整回轉爐溫度設計，不斷優化溫度環境，設置不同檔位的溫度，節約能源的消耗。同時，加強系統預熱分解功能的設計，在回轉式燃燒爐中，工業固廢與生料之間進行熱交換，局部析出有害物質，并對有害物質進行控制，保證水泥窯協同處置的安全性。

（3）設計人員對回轉式燃燒爐轉速系統進行設計，根據工業固廢的入窯量，設置4 個轉速檔位，保證燃燒爐內部空間充足，為氧氣的流入提供有利條件，達到充分燃燒的目標。技術人員則根據碳元素的檢測情況，合理安排煙氣排放工作。例如，技術人員將圓形爐盤的運轉角度控制在270°左右，將回轉式燃燒爐的爐渣不斷卸下，防止水泥窯系統運轉失靈，保證環保排放達標。

4 強化水泥窯工業固廢協同處置的有效措施

水泥窯協同處置工藝作為新時代不可或缺的技術手段，在工業固廢處理上有著重要用途。對此，為強化水泥窯協同處置的能力，首先，需要培養優秀技術人才，提高人才的技術應用能力，強化工業固廢的處置效果。例如，水泥窯企業將人才培養作為企業發展的重要目標。通過不斷拓寬人才招聘渠道，提高人才錄取標準，嚴格篩選人才。企業組織開展培訓活動，對人才協作能力與專業技能進行培養。并設置相應的考核，對人才的培訓成果進行檢驗，強化水泥窯協同處置的水平[5]。其次，樹立創新思維，形成科學、系統的發展理念，提高水泥窯工業固廢的處置效果。例如，水泥窯管理層加強先進技術認識，不斷提高技術研發成本。同時，主動尋求創新發展之路，在與先進企業交流下，引進先進技術設備，提高工業固廢的處理效率。最后，定期更新技術設備，水泥窯系統中設計的設施設備較多。除了傳統的運輸機械與燃燒爐設備，新型軟件設備得到廣泛應用。企業定期進行設備更新，加快工業固廢的處理效率。

5 結語

綜上所述，文章通過對水泥窯協同處置工藝的基本內涵進行分析，詳細描述工藝原理與運用目標。同時，針對國家能源與碳循環發展要求，明確水泥窯協同處置工藝運用的必要性，促進工業企業能源結構轉型。結合上述理論，技術人員制定工業固廢協同處置技術的改造方案，將工業固廢入窯，并進行爐排爐設計，實現無害化處理，滿足碳循環發展要求。