水泥窑协同处置一般工业固废改造研究

郑雨爽，高心怡，嵇灵烨

（1.纳海环境科技股份有限公司，浙江 杭州 310000；2.浙江瑞博思检测科技有限公司，浙江 杭州 310000；3.浙江传超环保科技有限公司，浙江 杭州 311100）

0 引言

水泥窑协同处置的内容较为科学，根据现存技术条件，一般采用新型干法窑炉额的形式进行工业固废处理。处置人员保持水泥窑煅烧温度在1400～1600℃，营造碱性环境，避免危险化学物质的生成，保护生态环境安全。工业固废改造过程中，热能得到充分回收与利用，形成良好的能量循环，提高固废改造的经济效益。

1 水泥窑协同处置工艺的基本内涵

水泥窑协同处置工艺较为先进，该工艺的技术原理主要是将工业固废进行改造，实现工业固废变废为宝，满足工业的可持续发展要求。根据2006 年国家发改委公布的发展政策内容，极大地推动水泥窑协同处置的发展。国家相关部门后续发布工业固废的污染控制标准与相应的技术规范，为水泥窑协同处置工艺技术运用提供规范支撑。技术人员对工业固废进行预处理，将其放置在水泥窑高温煅烧系统中，使其在高温环境中不断煅烧，避免有害二噁英物质的生成。水泥窑协同处置工艺设备如图1 所示，水泥窑协同处置工艺设备功能齐全，技术人员将工业固废进行入窑，实现固体废弃物的有效处理。同时，将一般工业固废进行分类，根据不同类别的废弃物采取相应的工艺手段，实现工业固废的改造，推动工艺技术的发展与应用。

图1 水泥窑协同处置工艺设备

2 水泥窑协同处置一般工业固废的必要性

双碳背景下，工业固废的处置意义较为特殊，充分顺应碳达峰、碳中和的发展目标。水泥窑协同处置工业固废有利于实现能源结构的转型，促进科技创新，减少碳排放。首先，全球能源的消费结构以煤炭、石油、天然气为主，持续开发清洁能源，提高能源效率是能源结构转型的重要途径。在一般工业固废处置中，需要采用高温的形式进行煅烧。对此，技术人员充分利用煅烧固废的能量，为企业生产提供能量。企业减少化石燃料的燃烧，以工业固废为原料，实现能源结构的转型。工作人员对工业固废进行收集整理，如图2 所示，按照水泥窑协同处置的工艺要求，保证工业固废的整体性，方便其顺利入窑[1]。按照工艺要求进行后续处理，为工业企业发展提供持续能源，促进企业能源消费结构的转型。其次，在协同处置中，技术人员根据实际情况，不断创新处置工艺，开发先进科技手段，满足工业固废改造要求。例如，工业固废的收集与运输中，技术人员研发人工智能机器人，代替工作人员进行废物处理。机器人的使用提高工业固废回收利用的安全性，能够有效避免人工触碰危险工业废物，降低安全事故的发生。最后，在水泥窑协同处置工艺下，保证固体废物充分燃烧，降低二氧化碳的排放，符合双碳发展目标。

3 水泥窑协同处置一般工业固废的改造方案

3.1 工业固废入窑

工业生产废料的形式丰富，技术人员根据水泥窑协同处置工艺要求，对废料进行相应的处理，使其满足入窑标准，为技术改造方案实施提供保障。

（1）技术人员对工业废料进行分类，合理筛选生产人员生活垃圾与工业生产建筑废料。并对工业固废的热值进行计算，必要时撒布石灰进行防腐消毒，避免部分生物废料发生腐蚀变质，影响处理技术人员的生命安全。

（2）工业固废处置人员结合自身经验，对工业废弃物进行脱水处理。通过操控机械设备，对固废材料进行碾压，使其充分脱水。并调整石灰的饱和度，适当添加改性药剂，使工业固废保持完整性与稳固性，方便固废入窑[2]。例如，工作人员发现工业废弃物内部含水量较大，为节省固废处置能源的消耗，通过反复碾压与脱水进行入窑前的处理。同时，技术人员适当添加黏结剂，将破损的废料黏结，使其成型。在入窑煅烧时，加入助燃剂，保证工业固废更好的燃烧。

（3）技术人员利用固废回转窑设备进行处理，为水泥窑协同处置工艺的运用提供保障。水泥窑厂建设大型回转窑，如图3 所示，合理设置窑口，方便工业固废的入窑，促进改造方案的运用。另外，技术人员对定型的工业固废进行石灰饱和系数调节。通过加入适量的含钙材料，对固废中的矿物质进行调节，提高固废的质量。例如，技术人员以低位值燃料为研究对象，为提高工业固废燃烧的充分度，添加一定量的焦油、沥青等胶黏剂。同时，对工业废渣进行处理，提高含碳原料的稳定性，促进工业固废的充分燃烧。

图3 固废回转窑

（4）现场工作人员根据回转窑的位置信息，科学制定运输路线，保证工业固废稳定入窑，从而提高工业固废的处置效率，满足水泥窑协同处置工艺的运用条件。

3.2 无害化处理

按照运输路线，将处理后的工业固废稳定运输至回转窑入口，并按照协同处置方案，对工业固废进行分类，将危险废弃物筛选进行无害化处理，达到方案实施的目标。

（1）技术人员根据水泥窑协同处置技术的改造要求，将工业固废的处置空间进行密闭改造，保证引风机的稳定运行，避免危险气体逸出，对大气环境造成危害。工作人员结合全密闭负压构造的要求，对引风机进行处理，有效排出臭气。并将臭气引入装置中，为工业固废的燃烧提供保障，达到助燃剂的使用要求。高温烟气加热能够达到220℃的要求，有效弥补助燃剂不足的缺陷，为燃烧处置节约能源。

（2）危险工业固体废弃物在处置过程中，技术人员对其进行生物干化，不断提高材料的热值，实现无害化处理。例如，技术人员将干化后的材料进行有效处理，将干化温度控制在850～950℃。同时，利用高温环境，将高温烟气进行有效混合，使其稳定在窑尾排出。同时，尾部有专门的检测技术人员，对排出烟气的物质分子进行检测。检测结果表明，烟气有毒有害物质的分子结构在高温条件下发生损坏。检测人员按照要求，控制检测时间，对检测结果进行测试，达到当地的排放标准方可进行烟气排放，实现工业固废的无害化处理[3]。

（3）除了工业固废的烟气无害化处理，技术人员对炉排炉排出的炉渣进行质量控制。炉渣是材料不充分燃烧所残留的物质，在除铁处理后，技术人员将水泥原料进行检测，为实现资源循环利用，对炉渣中的重金属元素进行高温煅烧。在此过程中，技术人员按照方案要求，将炉渣转送到回转窑中，在高温环境下持续煅烧，将有毒有害的重金属析出，并溶解到熟料中，达到无害化处理的目的。

3.3 优化窑系统运行

水泥窑系统运行的稳定性与安全性直接关乎工业固废的处置水平。结合CKK 先进技术理念，对水泥窑系统进行持续优化，提高工业废料三化处理效果，满足工业企业绿色转型发展要求。

（1）技术人员根据水泥窑系统的运行原理，在系统外部建立平行的垃圾燃烧气化炉。气化炉的建设优化烟气与炉渣的回窑处理工艺，使工业固废的处置效率得到大幅度提升。例如，系统运行人员借助先进技术，对系统的设计缺陷进行了解。同时，以优化系统功能为出发点，制定窑系统优化方案，健全系统硬件设施。按照方案要求，系统设计人员组织搭建固体废弃物燃烧气化炉装置，并对装置的功能效果进行检测，保证系统内部烟气与炉渣的导回质量稳定。

（2）系统设计人员对水泥窑系统的动力装置进行研究，采用空气压强的形式，将烟气与炉渣进行传送。对此，在窑系统中打造封闭式环境，使空间环境中充满负压。同时，系统监测人员对臭气与粉尘的泄漏情况进行监督，运用先进设备，对气体排出浓度进行检测，选择科学的方法，优化系统的稳定运行。例如，技术人员将工业固废入窑，在高温环境下，固废材料发生分解。烟气沿着系统结构运行，在新型除尘系统的净化后，烟气中有毒有害物质分解，达到可排放的标准。

（3）技术人员将炉渣视为生物材料的替代，将其固定在水泥熟料中。功能得到完善的窑系统在炉渣固定与使用上效果更佳。同时，为减少有毒有害物质的排放，适当增加尾气净化装置。例如，企业在工业固废处理中，设置“三化”目标，为窑系统的优化提供动力与方向。不断增设新装置与新系统，简化固废处理流程，节省系统运行成本。

3.4 回转式燃烧炉设计

工业固废燃烧中，回转式燃烧炉与水泥窑协同处置相配合，不断促进固废处理的资源化与减量化。

（1）回转式燃烧炉设计人员对运输的工业固废进行称重检查，按照流程进行运输与卸料。抓斗机操控者按照工艺要求，将固废转移到目标区域，在堆料器控制下，工业固废进入回转式垃圾燃烧炉。技术人员将水泥窑的热风温度控制在887℃以上，保证材料充分燃烧，将燃烧后的烟气精准传输至窑尾系统。回转式燃烧炉的设计内容较多，其中温度控制较为重要。技术人员将回转式燃烧炉的温度控制在1200℃左右，同时，对该温度下工业固废的留存时间进行检测。检测结果显示，1200℃状态下，工业固废在回转式燃烧炉中的残留时间为2s[4]。

（2）为更好的节约资源，技术人员不断调整回转炉温度设计，不断优化温度环境，设置不同档位的温度，节约能源的消耗。同时，加强系统预热分解功能的设计，在回转式燃烧炉中，工业固废与生料之间进行热交换，局部析出有害物质，并对有害物质进行控制，保证水泥窑协同处置的安全性。

（3）设计人员对回转式燃烧炉转速系统进行设计，根据工业固废的入窑量，设置4 个转速档位，保证燃烧炉内部空间充足，为氧气的流入提供有利条件，达到充分燃烧的目标。技术人员则根据碳元素的检测情况，合理安排烟气排放工作。例如，技术人员将圆形炉盘的运转角度控制在270°左右，将回转式燃烧炉的炉渣不断卸下，防止水泥窑系统运转失灵，保证环保排放达标。

4 强化水泥窑工业固废协同处置的有效措施

水泥窑协同处置工艺作为新时代不可或缺的技术手段，在工业固废处理上有着重要用途。对此，为强化水泥窑协同处置的能力，首先，需要培养优秀技术人才，提高人才的技术应用能力，强化工业固废的处置效果。例如，水泥窑企业将人才培养作为企业发展的重要目标。通过不断拓宽人才招聘渠道，提高人才录取标准，严格筛选人才。企业组织开展培训活动，对人才协作能力与专业技能进行培养。并设置相应的考核，对人才的培训成果进行检验，强化水泥窑协同处置的水平[5]。其次，树立创新思维，形成科学、系统的发展理念，提高水泥窑工业固废的处置效果。例如，水泥窑管理层加强先进技术认识，不断提高技术研发成本。同时，主动寻求创新发展之路，在与先进企业交流下，引进先进技术设备，提高工业固废的处理效率。最后，定期更新技术设备，水泥窑系统中设计的设施设备较多。除了传统的运输机械与燃烧炉设备，新型软件设备得到广泛应用。企业定期进行设备更新，加快工业固废的处理效率。

5 结语

综上所述，文章通过对水泥窑协同处置工艺的基本内涵进行分析，详细描述工艺原理与运用目标。同时，针对国家能源与碳循环发展要求，明确水泥窑协同处置工艺运用的必要性，促进工业企业能源结构转型。结合上述理论，技术人员制定工业固废协同处置技术的改造方案，将工业固废入窑，并进行炉排炉设计，实现无害化处理，满足碳循环发展要求。