鄭雨爽，高心怡，嵇靈燁

（1.納海環(huán)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(huán)保科技有限公司，浙江 杭州 311100）

0 引言

水泥窯協(xié)同處置的內(nèi)容較為科學，根據(jù)現(xiàn)存技術條件，一般采用新型干法窯爐額的形式進行工業(yè)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(huán)境，避免危險化學物質(zhì)的生成，保護生態(tài)環(huán)境安全。工業(yè)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(huán)，提高固廢改造的經(jīng)濟效益。

1 水泥窯協(xié)同處置工藝的基本內(nèi)涵

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

圖1 水泥窯協(xié)同處置工藝設備

2 水泥窯協(xié)同處置一般工業(yè)固廢的必要性

雙碳背景下，工業(yè)固廢的處置意義較為特殊，充分順應碳達峰、碳中和的發(fā)展目標。水泥窯協(xié)同處置工業(yè)固廢有利于實現(xiàn)能源結(jié)構的轉(zhuǎn)型，促進科技創(chuàng)新，減少碳排放。首先，全球能源的消費結(jié)構以煤炭、石油、天然氣為主，持續(xù)開發(fā)清潔能源，提高能源效率是能源結(jié)構轉(zhuǎn)型的重要途徑。在一般工業(yè)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(yè)生產(chǎn)提供能量。企業(yè)減少化石燃料的燃燒，以工業(yè)固廢為原料，實現(xiàn)能源結(jié)構的轉(zhuǎn)型。工作人員對工業(yè)固廢進行收集整理，如圖2 所示，按照水泥窯協(xié)同處置的工藝要求，保證工業(yè)固廢的整體性，方便其順利入窯[1]。按照工藝要求進行后續(xù)處理，為工業(yè)企業(yè)發(fā)展提供持續(xù)能源，促進企業(yè)能源消費結(jié)構的轉(zhuǎn)型。其次，在協(xié)同處置中，技術人員根據(jù)實際情況，不斷創(chuàng)新處置工藝，開發(fā)先進科技手段，滿足工業(yè)固廢改造要求。例如，工業(yè)固廢的收集與運輸中，技術人員研發(fā)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(yè)固廢回收利用的安全性，能夠有效避免人工觸碰危險工業(yè)廢物，降低安全事故的發(fā)生。最后，在水泥窯協(xié)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(fā)展目標。

3 水泥窯協(xié)同處置一般工業(yè)固廢的改造方案

3.1 工業(yè)固廢入窯

工業(yè)生產(chǎn)廢料的形式豐富，技術人員根據(jù)水泥窯協(xié)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(yè)廢料進行分類，合理篩選生產(chǎn)人員生活垃圾與工業(yè)生產(chǎn)建筑廢料。并對工業(yè)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(fā)生腐蝕變質(zhì)，影響處理技術人員的生命安全。

（2）工業(yè)固廢處置人員結(jié)合自身經(jīng)驗，對工業(yè)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(diào)整石灰的飽和度，適當添加改性藥劑，使工業(yè)固廢保持完整性與穩(wěn)固性，方便固廢入窯[2]。例如，工作人員發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢棄物內(nèi)部含水量較大，為節(jié)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(jié)劑，將破損的廢料黏結(jié)，使其成型。在入窯煅燒時，加入助燃劑，保證工業(yè)固廢更好的燃燒。

（3）技術人員利用固廢回轉(zhuǎn)窯設備進行處理，為水泥窯協(xié)同處置工藝的運用提供保障。水泥窯廠建設大型回轉(zhuǎn)窯，如圖3 所示，合理設置窯口，方便工業(yè)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(yè)固廢進行石灰飽和系數(shù)調(diào)節(jié)。通過加入適量的含鈣材料，對固廢中的礦物質(zhì)進行調(diào)節(jié)，提高固廢的質(zhì)量。例如，技術人員以低位值燃料為研究對象，為提高工業(yè)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(yè)廢渣進行處理，提高含碳原料的穩(wěn)定性，促進工業(yè)固廢的充分燃燒。

圖3 固廢回轉(zhuǎn)窯

（4）現(xiàn)場工作人員根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的位置信息，科學制定運輸路線，保證工業(yè)固廢穩(wěn)定入窯，從而提高工業(yè)固廢的處置效率，滿足水泥窯協(xié)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(yè)固廢穩(wěn)定運輸至回轉(zhuǎn)窯入口，并按照協(xié)同處置方案，對工業(yè)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(jù)水泥窯協(xié)同處置技術的改造要求，將工業(yè)固廢的處置空間進行密閉改造，保證引風機的穩(wěn)定運行，避免危險氣體逸出，對大氣環(huán)境造成危害。工作人員結(jié)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(yè)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(jié)約能源。

（2）危險工業(yè)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(xiàn)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(huán)境，將高溫煙氣進行有效混合，使其穩(wěn)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(zhì)分子進行檢測。檢測結(jié)果表明，煙氣有毒有害物質(zhì)的分子結(jié)構在高溫條件下發(fā)生損壞。檢測人員按照要求，控制檢測時間，對檢測結(jié)果進行測試，達到當?shù)氐呐欧艠藴史娇蛇M行煙氣排放，實現(xiàn)工業(yè)固廢的無害化處理[3]。

（3）除了工業(yè)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(zhì)量控制。爐渣是材料不充分燃燒所殘留的物質(zhì)，在除鐵處理后，技術人員將水泥原料進行檢測，為實現(xiàn)資源循環(huán)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(zhuǎn)送到回轉(zhuǎn)窯中，在高溫環(huán)境下持續(xù)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(yōu)化窯系統(tǒng)運行

水泥窯系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性直接關乎工業(yè)固廢的處置水平。結(jié)合CKK 先進技術理念，對水泥窯系統(tǒng)進行持續(xù)優(yōu)化，提高工業(yè)廢料三化處理效果，滿足工業(yè)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展要求。

（1）技術人員根據(jù)水泥窯系統(tǒng)的運行原理，在系統(tǒng)外部建立平行的垃圾燃燒氣化爐。氣化爐的建設優(yōu)化煙氣與爐渣的回窯處理工藝，使工業(yè)固廢的處置效率得到大幅度提升。例如，系統(tǒng)運行人員借助先進技術，對系統(tǒng)的設計缺陷進行了解。同時，以優(yōu)化系統(tǒng)功能為出發(fā)點，制定窯系統(tǒng)優(yōu)化方案，健全系統(tǒng)硬件設施。按照方案要求，系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)部煙氣與爐渣的導回質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）系統(tǒng)設計人員對水泥窯系統(tǒng)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(tǒng)中打造封閉式環(huán)境，使空間環(huán)境中充滿負壓。同時，系統(tǒng)監(jiān)測人員對臭氣與粉塵的泄漏情況進行監(jiān)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(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。例如，技術人員將工業(yè)固廢入窯，在高溫環(huán)境下，固廢材料發(fā)生分解。煙氣沿著系統(tǒng)結(jié)構運行，在新型除塵系統(tǒng)的凈化后，煙氣中有毒有害物質(zhì)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(tǒng)在爐渣固定與使用上效果更佳。同時，為減少有毒有害物質(zhì)的排放，適當增加尾氣凈化裝置。例如，企業(yè)在工業(yè)固廢處理中，設置“三化”目標，為窯系統(tǒng)的優(yōu)化提供動力與方向。不斷增設新裝置與新系統(tǒng)，簡化固廢處理流程，節(jié)省系統(tǒng)運行成本。

3.4 回轉(zhuǎn)式燃燒爐設計

工業(yè)固廢燃燒中，回轉(zhuǎn)式燃燒爐與水泥窯協(xié)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(zhuǎn)式燃燒爐設計人員對運輸?shù)墓I(yè)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(zhuǎn)移到目標區(qū)域，在堆料器控制下，工業(yè)固廢進入回轉(zhuǎn)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(tǒng)?；剞D(zhuǎn)式燃燒爐的設計內(nèi)容較多，其中溫度控制較為重要。技術人員將回轉(zhuǎn)式燃燒爐的溫度控制在1200℃左右，同時，對該溫度下工業(yè)固廢的留存時間進行檢測。檢測結(jié)果顯示，1200℃狀態(tài)下，工業(yè)固廢在回轉(zhuǎn)式燃燒爐中的殘留時間為2s[4]。

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

（3）設計人員對回轉(zhuǎn)式燃燒爐轉(zhuǎn)速系統(tǒng)進行設計，根據(jù)工業(yè)固廢的入窯量，設置4 個轉(zhuǎn)速檔位，保證燃燒爐內(nèi)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(jù)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(zhuǎn)角度控制在270°左右，將回轉(zhuǎn)式燃燒爐的爐渣不斷卸下，防止水泥窯系統(tǒng)運轉(zhuǎn)失靈，保證環(huán)保排放達標。

4 強化水泥窯工業(yè)固廢協(xié)同處置的有效措施

水泥窯協(xié)同處置工藝作為新時代不可或缺的技術手段，在工業(yè)固廢處理上有著重要用途。對此，為強化水泥窯協(xié)同處置的能力，首先，需要培養(yǎng)優(yōu)秀技術人才，提高人才的技術應用能力，強化工業(yè)固廢的處置效果。例如，水泥窯企業(yè)將人才培養(yǎng)作為企業(yè)發(fā)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(yè)組織開展培訓活動，對人才協(xié)作能力與專業(yè)技能進行培養(yǎng)。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(xié)同處置的水平[5]。其次，樹立創(chuàng)新思維，形成科學、系統(tǒng)的發(fā)展理念，提高水泥窯工業(yè)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(fā)成本。同時，主動尋求創(chuàng)新發(fā)展之路，在與先進企業(yè)交流下，引進先進技術設備，提高工業(yè)固廢的處理效率。最后，定期更新技術設備，水泥窯系統(tǒng)中設計的設施設備較多。除了傳統(tǒng)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(yè)定期進行設備更新，加快工業(yè)固廢的處理效率。

5 結(jié)語

綜上所述，文章通過對水泥窯協(xié)同處置工藝的基本內(nèi)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(huán)發(fā)展要求，明確水泥窯協(xié)同處置工藝運用的必要性，促進工業(yè)企業(yè)能源結(jié)構轉(zhuǎn)型。結(jié)合上述理論，技術人員制定工業(yè)固廢協(xié)同處置技術的改造方案，將工業(yè)固廢入窯，并進行爐排爐設計，實現(xiàn)無害化處理，滿足碳循環(huán)發(fā)展要求。