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华新水泥谈水泥窑协同处置废物

在华新水泥股份有限公司办公楼前的池塘里,104条锦鲤在欢快地畅游。这家始建于1907年的水泥企业,已经走过了104个春秋。现在,他们选择了战略转型——从提供建材转变到提供环保服务,成为水泥行业环保事业的先行者。


  华新水泥现在年生产能力达到6000余万吨,在水泥行业早已是名声响亮,为什么要转型?在转型过程中,华新水泥面临哪些问题?对于中国水泥行业的发展,华新的决策者又有怎样的判断?


  为什么选择转型?


  工艺流程上的相似让水泥窑具备了变成废弃物处理系统的可能


  “转型不是一件容易的事,甚至可以说是革命性的。”华新水泥股份有限公司总裁李叶青告诉记者,公司的经营理念已经从“为所有相关方创造价值”,转变为“清洁我们的生活环境,提供信赖的建筑材料”。早在10年前,华新水泥就开始研究发达国家水泥行业的发展历程,探索利用水泥窑协同处置废物的可行性。


  李叶青说:“水泥窑的煅烧过程与处理工业和医疗废弃物的焚烧炉有很多相似之处。”水泥窑的煅烧过程有四大特点:温度高,火焰温度为1800℃,物料温度为1500℃;煅烧过程中是强碱性气氛和弱还原气氛;高温持续时间长。


  与普通的垃圾焚烧炉相比,水泥窑处置废弃物具有明显的优势。比如,温度更高,物料在高温段停留时间达1小时左右,可以有效避免二恶英的产生;焚烧炉是一个纯粹的燃烧环境,而水泥窑的碱性环境更有利于消解很多有毒、有害物质;水泥窑煅烧过程中对于氧气的控制十分严格,有助于将废弃物中的有害物质还原,比如,可以将剧毒的六价铬离子还原为性质稳定的三价铬。


  工艺流程上的相似让水泥窑具备了变成废弃物高温处理系统的可能,但能够保证水泥质量吗?李叶青说:“地球表面含量最为丰富的5种元素为硅、铝、铁、钙、镁,这也是水泥的主要成分。燃烧后的废弃物残渣中主要也是这些成分,只是比例存在差异。所以,我们只要通过调整不同元素的比例,就可以将这些残渣添加到水泥中去,同时保证水泥的质量。”


  通过引进战略合作伙伴瑞士豪瑞集团并获得先进的水泥窑协同处置系统技术,华新水泥开始从废弃物中回收资源并部分替代传统燃料和原料,同时也在不断开拓公司在节能减排领域的业务。目前,公司已能够处置市政垃圾、市政污泥,以及包括废弃农药、废弃有机溶剂等在内的15类危险工业废弃物。


  水泥窑怎样处置废弃物?

 

要先进行必要的预处理,否则无法保证水泥质量


  “废弃物不是简单地扔到水泥窑里煅烧就行了,需要进行必要的预处理,否则无法保证水泥产品质量,还会对水泥生产相关工艺造成相当大干扰。华新现在要做的,就是要建设这样的预处理平台。”李叶青说。


  为了向外界证明水泥窑处置废弃物的安全性和环保性,华新公司将第一座市政垃圾预处理工厂建在了自己的水泥厂里,这就是华新环境工程(武穴)有限公司(以下简称武穴环境公司)。这座日处理能力200吨的预处理工厂占地仅为15亩,投资8000万元。

 

从今年4月9日开始接收垃圾,这里已经试运行了近半年时间。据工作人员介绍,垃圾被运送过来后,首先要进行破碎,然后被送到干化区进行15~18天的干化,使垃圾的含水率从45%以上降低到25%左右。经过干化的垃圾会被送到分选车间,其中的有机质、可燃物被作为替代燃料送入水泥窑,灰渣、砖瓦碎块等破碎后可作为水泥生产的骨料。在这个过程中,也会产生部分垃圾渗滤液,但由于现在的渗滤液量比较少,可以直接送入水泥窑内进行焚烧。


  华新公司的宜昌预处理工厂主要采用污泥脱水后直接入窑的技术处置市政污泥,现处理能力为150吨。


  在污水处理过程中,大量污染物会通过沉淀或吸附而转移到污泥中,导致污泥中含有大量病原菌、寄生虫(卵)以及铜、铬、汞等重金属和盐类等难降解物质。如不妥善加以处理,将造成严重的二次污染。但是,与污水处理能力猛增形成鲜明对比的是,我国污泥处置设施建设滞后,低关注、低投入造成污泥处置处于非常尴尬的境地,“重水轻泥”现象非常普遍。


  据介绍,经过污水处理厂处理后的污泥含水率在85%左右,而污泥的含水率越高热值越低,当含水率低于50%时才适于燃烧。在宜昌预处理工厂,污泥被送来后,首先要进行集中干化,将含水率降到50%左右,然后在利用水泥窑低温余热深度干化污泥。这主要是利用水泥窑余热发电后的部分或全部超低温蒸汽作为污泥干化的热源,将污泥含水率降到10%以下。若以含水率为10%的污泥热值来计算,处理1吨污泥可以为水泥厂节省150公斤标煤。因此,这种处置方式不仅实现了污泥的无害化处置,在降低污泥运输成本的同时,既充分利用了水泥窑生产过程中产生的所有预热,也有效利用了污泥所含热量,真正实现了生产过程最大限度的节能并使污泥处置资源化。


  据介绍,这一项目建设是为了配合宜昌市创建国家级“环境保护模范城市”工作开展的。2010年4月8日,环境保护部在宜昌组织召开“全国创模环保工作现场会”,向全国推广华新新兴干法水泥窑协同处置污泥技术。


  在此之前,华新水泥也曾协助湖北有关部门先后处置了大批毒鼠强、滴滴涕等有毒废物,高温煅烧不仅保证了有机物的高效、完全分解,而且监测数据显示,烟气中二恶英浓度等指标远低于国家标准规定。


  采访中,李叶青说:“我们现在要把这个产业链先做出来,走一条以废料处理为主的技术路线,收进垃圾,产出水泥。这样,也许将来我们的工厂就可能称为‘华新环保处理公司’了。”


  水泥窑协同处置废物难点在哪里?


  技术、意识和资金问题都需要突破


  利用水泥窑协同处置废物在很多国家已经被证明是有效、可行的,但要在国内推广并不容易,到底难在哪?李叶青的回答是技术、意识和资金。


  “技术是最难的,我们进行了七八年的技术储备,现在已经申请了40多项专利。”李叶青告诉记者,国内目前在水泥窑协同处置废物方面,做的企业不多,只有几家企业在做,相对于国内几千家水泥企业来说,是很少的。但等待、观望的企业很多,主要原因就是没有技术。“华新的技术优势在于实用、可靠。其他企业的协同处置设施必须与水泥窑在一起,但我们的技术可以将预处理和煅烧分离。”李叶青说。


  由于国内垃圾与国外存在很大差异,华新在从国外引进技术后,也进行了大量消化、吸收、创新的工作。记者在武穴环境公司采访时了解到,由于国内垃圾的含固比例大、含水率高,分拣设备就需要进行相应改进;垃圾怎样堆放、风机怎样运行能够保证干化效果等,都是工作人员通过摸索逐渐掌握的。


  技术难题已经突破,但这种处置方式在推广过程中也不是一帆风顺。“这个预处理工厂占地面积不大,日处理能力200吨的武穴环境公司占地仅15亩,做好除臭等环节,也不会产生异味,但最大的问题就是人们对它的认识还不够。”李叶青说,这会影响一些政府部门的积极性。


  钱也是绕不过去的问题,一方面包括基础投资,另一方面就是运行成本。根据近半年的运行考核,每吨垃圾的处理成本费用为150元,高于垃圾卫生填埋成本。但是,华新现在只得到了相当于填埋的垃圾处理费。


  但是,李叶青认为,随着经济的发展,会有越来越多的人认识到这是一个为社会造福的产业,华新会先把处理厂建起来,相信以后会有经济上的回报。


  如何看待未来发展?


  未来要建设30~50个环保处理工厂,希望政府多一些政策支持


  “垃圾围城”是困扰很多地方政府的“老大难”问题,近年来,“主烧”与“反烧”的争论一直不绝于耳,二恶英是其中一个关键。与垃圾焚烧炉相比,水泥窑在进行协同处置废物的时候,温度更高、高温时间更长,可以有效避免二恶英的产生。


  据测算,国内原生垃圾的热值为500~700大卡,而国外原生垃圾的热值为2000~3000大卡。严格意义上来说,在这种情况下,国内原生垃圾是无法直接烧的,需要添加煤等燃料。这样算来,垃圾焚烧发电项目的成本会更高,但收益也会比较高,原因就在于补贴政策。“这些垃圾焚烧发电项目享受的政府补贴包括两方面,一是垃圾处理费,一是上网电价补贴,后者才是相关企业经济收益的主要来源。”李叶青告诉记者,按照原生垃圾的热值来计算,若上网电价补贴为0.25元/度,垃圾焚烧发电项目每处理一吨垃圾可以产生100元左右的利润。“如果企业运作不规范,添加燃煤过多的话,收益更为可观。”


  目前,华新在水泥窑协同处置市政生活垃圾方面,收益来源仅靠垃圾处理费,只能勉强维持运行。因此,采访中,相关负责人也呼吁相关部门能够给予这一项目更多的政策支持,如税收优惠、用电价格优惠等。“政府多一点政策倾斜,更能调动企业的积极性,共同破解垃圾围城的难题。”他们表示。


  记者在采访中了解到,华新在武汉建设的日处理能力1200吨的预处理工厂将在年内开工。这一工厂占地40亩,投资1.5亿元。在李叶青看来,虽然目前的处理费用很低,但这个产业未来会有很好的回报。据测算,目前通过协同处置废物,可以替代水泥窑10%~15%的燃料,未来这一比例可达50%。而且,垃圾填埋会产生大量温室气体甲烷,通过水泥窑协同处置,可以有效减少温室气体的排放。


  李叶青说:“企业不仅是社会财富的创造者,也是社会责任的承担者。”他认为,经过近10年的超高速发展,我国的水泥产能已由阶段性、暂时性的过剩,发展成永久性、全面性的过剩,我国的水泥需求量不可能突破现有的产能,这种发展是不可持续的。对于水泥行业来说,接下来要面对的就是关停和淘汰。


  对于华新水泥“十二五”的发展,他表示,公司将以环保为龙头,带动水泥主业的整合。“我希望,在未来5年,能建设30~50个环保处理工厂,这些环保工厂可以带动与水泥行业相关联的电力、钢铁、化工等企业,形成资源再利用的循环经济产业链。10年之后,我希望华新进行环保处理的收入能与水泥行业的收入相当。”
 

(责任编辑:Cai Wu)
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