水泥窑使用不同替代燃料实例研究.docx

《水泥窑使用不同替代燃料实例研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥窑使用不同替代燃料实例研究.docx（18页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、水泥窑使用不同笆代燃料实例研究摘要使用有热值的固体废物作为燃料品代水泥窑所需的化石燃料，在解决了固体废物处冏玳时的同时可减少水泥窑生产战化石燃料的消耗,有,助于水泥企业在煤炭价格高企的环境卜降本增效，同时可助力水泥行业的节能降碳改造升姒，以某水泥公司4500Ud的新型干法水泥窑为依据,介绍几种不同种类的甘代燃料投加至水泥窑内的煤粉昔代效果分析,同时对处置替代燃料过程中存在的问题进行思考”0引言煤炭、石油和天然气等化有燃料满足了当今世界的大部分能源需求，但全球燃料资源有限.随着化石燃料的不断开采,价格愈加吊贵同时化石燃料的燃烧将对环境产生破坏性影响,这决定了开发番代燃料的必要性.从能源消耗的用度

2、来看，水泥行业是世界上能源最密集的行业之一，能耗占全国建材行业总能耗的7O%8O%左右，烧制熟料消耗的W烷占全国煤炭总消费量的6%左右，随苻经济的不断发展，从长远来有，能源价格还将继续上升，水泥的制备成本也耨随着能源价格的提高而提海.水泥窑协同处置替代燃料将成为趋势.有数据显示，加果在水泥生产中使刖40%的昔代燃料,每生产100万吨熟料将少排放约10万吨：氧化砂.目前水泥行业降碳潜力较大的是节约化石燃料使用，以普代燃料代替化石燃料是H接、有效的降碳途径。通过实践和分析不同种类的替代燃料对水制窑生产窑况的影响.以及不同种类的誉代燃科热值利用率情况，对水泥窑协同处置替代燃料在预处理及选择上提供参考

3、意见.1水泥&使用替代燃料的必要性替代燃料指的是利用非危险废物类可燃烧废物为主要原料，通过预处理、除杂、破碎、筛分、分选等工2制备而得,以宜接或间接形式为各类用能单元提供热能的燃料.水泥窑普代燃料来源主要包括废布料、秸秆、稻克、峻旧轮胎、废塑料、废橡胶、橡胶粉、竹炭、炭黑等。为加快推进工业绿色低碳转型,切实做好工业领域碳达峥工作，工业领域碳达峰实施方案要求.到2025年规模以上工业单位增加优能耗较2020年下降13.5%,单位工业增加伯CO2排放下降8度大于全社会下降幅度，重点行业CO2排放强度明显下降：W水泥行业节能降碳改造升级实施指南？指出，积极开展水泥行业节能低碳技术发展路战研究，加大技

4、术攻关力度，支持和鼓励水泥单位利用自有设施,场地实施余热利用、替代熟料等,减少时化石能源的利用.我国固体嵯物资源丰富，将其作为燃料代替传鼓工艺中的化石燃料，不仅可以实现固体废物的资源化利用，缓解城市固废困城的高压态势，同时也能助力水泥厂等高能耗企业节货犍排、绿色转鞭。同时，受国家“节能降耗、减碳”政策影响，水泥企业能耗指标管控形势日益严竣,使用国代燃料或构成为水泥企业节能降碳的一个理要手段.2水泥窑处世替代燃料工艺方案某水湘公司4500t/d的新型干法水泥窑，配套建设了杵代燃料顶处理及入窑处置系统。主要方窠：制的替代燃料的废布料、废塑料、暖山橡胶等原材料进厂后,贮存在新建车间内，分别堆放储存：

5、各类物料经过破碎机等仪处理措施后,最终出料粒咬V100mm满足后续的计玳和入分解炉怆送要求：经过破碎后的物料经皮带输送至窑尾按热器塔架内：在预热器塔内设置J一套计以传存仓等设施，最终将能代燃料通过溜管、锁风翻板的设备喂入分解炉进行焚烧处置。普代燃料入炉工艺见图1。3不同种类替代燃料使用分析3.1 几种替代燃料某水湘公司通过时不同种类替代燃料的成分及燃烧试验情况进行检测，并在保证窑况植定的前提卜I将不同种类替代燃料投加至该公司4500t/d的新型干法水泥窑内，以了解不同种类竹代燃料对水施生产线运行的影响.图1水泥窑协同处置柠代燃料工艺流程（1）成分情况热值、水分、硫、制的检测方法按照GB/T17

6、62017水泄化学分析方法3的要求执行.检测结果见表1。表1替代燃料检测结果林代燃料art.(Mjkg)J%C1.%生物质颗粒15.398.80.021.17橡胶粉33.261.11.60.36废旧塑料17.873.70.102.04废旧衣版20.722.10.230.62生物质粉末15.696.20.051.26（2）燃烧试验燃烧试验参照校测方法GB/T39833-2021e煤的燃烧特性测定方法一维炉法的要求执行。检测结果见表2表2替代燃料燃烧试验结果替代燃料燃烧温度凡初燃时间/S燃尽时间min燃尽率/%生物质颗粒850I1.8.681.8橡胶粉85093.574.6废旧费料850332.9

7、83.9废旧衣服850232.584.1生物质粉末85051.279.23.2 运行分析该水泥公司测试阶段，然料氯离子本底值约0.035%,内控标准为0.05%,从氯禹子来看.投加空间为001S%部分暂代燃料因疑肉子较高,在实际使用过程中较大影响了甘代燃料的投加.另外，因替代燃料投加系统未设置预期炉，采用直接进入分好炉的方式，也限制了酋代燃料投加，（1）投加生物质颗粒时：粒径分布在0.52.5cm,含水录（8.8%）、一离子（1.17%）均较高.通过理论计算，生物质颗粒投加台时为2.5th,对熟料氯离子提升的为0.015%.达到该公司的内控标准，在实际投加过程中，当投加台时提到26t/h时，烟

8、室、分解炉锥部等处站皮清理频次明整提升，通过取样检测，部分熟料样品S1.含量最大可达0Q55%超内控标准，且系统Co较高,平均在0.3%0.S%窑减产510th熟科工序电耗均有所上升.通过对熟料、仔代燃料的多次检测和分析，可能存在部分有机就的挥发，生物场肥粒中实际觥含麻要远超1.17%,当台时稳定在1.5t/h时，水泥生产税的各项生产指标可控，对窑台产稍干j影响，通过统计投加前后对比，每小时可样代煤粉0.75to投加生物质颗粒时.受含水量及狐禽子的影响.按照理论限值投加时,对窑的工况影响较大，使用生物质颗粒产生的经济效益被工序电耗上升等覆差：逐步降低投加台时，熟料生产趋于枪定。轴吨生物质颗粒可

9、普代煤粉0501，首代燃料热依利用效率为77%,（2）投加橡收粉时：物料为粉状，从检测成分来看,水分含量较低，投加台时主要受到硫含量的影响.因橡胶粉来源不足.且橡胶粉采陶成本高（高达2000元八）.假定热股粉热伯利用率100%.其效益性价比也是远低于煤粉.为观察楼胶粉对水泥窑生产的影响,将台时植定在1.0th试验了段时间，试骁期间富台产、分解炉出口CO及窑电流较未投加之前均波动不大，窑工况较稳定：通过统计投加前后对比.每小时可替代煤粉1.291,投加橡胶粉时，理论投加上限主要受制于硫含量.同时因梭胶粉热值高,其细度不能与煤粉相比,也限制了橡胶勃的投加，每吨橡胶粉可图代燥黝1.29t.曾代燃料热

10、值利用效率为92%,（3）投加废旧塑料时:粒径控制在5cm以内，氯离子含量坡斋（2.04%）,通过理论计算.废旧熨料投加台时为1.5th,对熟料用离子提升的为0.015%,达到该公司的内控标准.通过对馁旧缎料灰渣率检测以及考虑有机编:的挥发,推测废旧塑料实际抵含成可能超过5%,在实际投加过程中，废旧果料投加台时控制在05t/h，分解炉出口8较正常情况下提升0.3%左右,窑台产也出现波动，G高降幅UJ达5th,并在分解炉局都出现爆燃现象，现场结皮清理颇次加大，系统稳定性较差.通过统计投加前后对比,每小时可替代媒检026t.投加废旧塑料时，其台产较低的情况下，对窑的影响依旧很明显，在实际使用过程中

11、，可考虑搭鼠其他种类的的代惚料共同使用。审屯废旧塑料可替代煤粉0.52t,杵代燃料热值利FH效率为69%（4）投加废旧衣眼时：物料为条状,在欣处理及输送阶段易缄绕螺旋校刀等设备.给处理帝来了一定的困难,经过现场增设打鼓等措施,台时可稳定在2.0th废旧衣服的投加.对窑台产约有23Uh的影响，分解炉出口CO较正常情况下午j所波动，整体来看，密工况较为柩定。通过统计投加前后对比，每小时可替代煤粉1.4t投加废旧衣服时.按照2th的台时,对窑的影响相对较小,当分时提高到34th时.输送阶段缠堵的情况增多，对窑的影响程度加剧.每吨废旧衣服可替代提粉070t,替代燃料热值利用效率为80%。（5）投加生物

12、质粉末时：物料为粉状，从检测成分来看，生物旗粉末投加台时为2.5th.对熟料氯离子提升约为0015%,达到该公司的内控标准.其实除投加台时叮使用生物质颗粒相似，但是可以看出生物城粉末较生物质颗粒燃烧特性更好，从窑况来看，使用生物质粉末对富的影响更小，对窑台产几乎没有影响，通过统计投加前后对比，姆小时可替代煤粉0.861.投加生物质粉末时,理论投加上限主要受制于其台量.相同条件下,酚末状物料较颗粒状物料时窑况影响更小.每吨生物城黝末可替代媒扮0673替代燃料热值利用效率为86%.3.3 运行中存在的问题（1）输送系统需要进一步优化。该公司现场采用中间仓的形式对首代燃料进行暂存并输送至分解炉内处置

13、.当使用废旧衣服等松散物料时.易出现架仓现象.现场通过不断优化拨科、打散的方式，架仓现象得到改善.（2）有古元素成分不均匀。理论上来说，当采用同一种类的咎代燃料时，有否元素相对可控，但是在实际使用过程中,不同批次，甚至同一批次的物料有否元素波动性都较大，限制了配伍作用的发挥.现场通过对原料供应厂家提诙相关参数的要求.情况疔所好转.（3）未设置预燃炉-目未设置预燃炉，替代燃料使用过程中，在有害元素可控的酋提下，投加台时仍得不到有效提升，主要是体现在件代解料的燃烧性较煤粉要差，,小致分解炉出口Co波动大；同时可能会出现未燃尽的特代燃料在版M筒内继续燃烧的现象，导致普代燃料的热（ft利用率不ift（

14、4）未设置除狐系统.在几种替代燃料使用过程中,生物场粉末因其易燃等特性，对水泥密的影响相对较小，但是含氯较高，导致其台时受限,处置昔代燃料项目，应考虑设汽除烈系统,提高水混窑时不同种类的普代燃料的适应性.4总结辿过不同种类昔代燃料的使用，了解其对水泥生产的影响，在选用替代燃料时,应施垂考虑物料尺寸、有杏元素、易燃性、效益等要素：物科尺寸较小的生物质粉末在投加过程中，对窑的影响相而较小，且热值利用率相而较高：有害元素较高的废口电料对熟料质域及窑况影响较大：橡胶粉因其效益性价比远低于块粉.在实际使用过程中.也不会选择檄胶粉作普代燃料.捉离替代燃料在水泥生产中的使用比例符合水泥生产的发展的势，研窕价

15、代燃料理化性质对水制生产的影响，以及提升替代燃料热值利用效率，破大限度地为水泥生产降本增效，“双碟”背景下水泥窑替代燃料发展路径本文通过介绍国内外替代燃料发展历程，整理分析了各个国家和各大企业使用情况,提出了我国普代燃料发屣与使用中的问题、原因和发展建议，从而促进水泥行业低碳化和废物处理环保化发展，助力完善循环经济体系。水制工业碳排放量高碳减排任务段巨.是建材行业中碳排放口最大的子行业.昔代燃料技术在水池行业管低碳排放、消纳废物方面优势极大，在国内外相关政策的推动下,国内外各大企业积极实践，己形成生活垃圾、污泥、轮胎等废物处理利用产业S1.新技术也在逐步发展中。与传统废物处理方式相比，水泥窑仍

16、同处置废物U1.以实现废勃的无吉化和资源化处理,产品质量和环保指标双达标.具有明品的社会效益,已经在全球范用内得到充分认可和推广.1水泡窑替代燃料发展并景1.1 国外发展历程国外水泥窑替代燃料是陋若度物处置的环保化和水泥行业的低碳化要求不断加深而不断发展的，共分为4个阶段，分别是20世纪70年代的初始与探索阶段、20世纪80年代的接受与认可阶段20世纪90年代末的标准与制度建立阶段和2015年以来的不断推广应用阶段。第一阶段作为接脱能源依敕的途径,是国代燃料的初试与探索时期.在石油危机的大背景下，杼代化石燃料的主要目的是使用低成本废物降低燃料成本,使行业保持经济竞争力.1974年，加拿大IaW

17、renCe水泥厂首次进行垃圾,危废固化以及陵固废件代燃料的研究.随后,美国开始尝试使用有机废物作为替代燃料，从1976年开始，美国国会针对日将墙加的固股和危废制定了资淑保护和回收法（简称RCRA,1984年.通过了危险废物与固体废物法律修正案,该修正案完成了美国对危峻管理的法律规定，并沿用至今.自1990年以来，美国水泥厂年危废处徨崎保持在100Jjt,处况的主饯废物是废油漆、涂料、废溶剂和其他有机物.第二阶段,作为病牛处置方式,是百代燃料得到社会广泛接受和认可阶段.欧洲替代燃料的使用以英国病牛病的大规模爆发为起点，为应对英国疯牛病造成的产女后果,多部门出台建议法案，1994年欧盟禁止使用肉骨

18、粉作为牛饲料和填理处理，这使水泥工业刖肉竹粉作为替代熟料成为可能.政府和公众逐渐意识到G安全最有效的处理方式是将病牛集体扑杀.并通过水泥窑焚烧斛决.也是在20世纪80年代.人们发现符废III轮胎丢弃在垃圾填埋场或库房中堆放具有潜在的环境、安全和健康危害,于是水泥行业利用废旧轮胎作为替代燃料逐渐流行，以降低化石柩料成本和环境健康风险，第三阶段，作为规范化研究阶段,是多种替代燃料技术标准与制度建立阶段,二十世纪90年代后期.欧美国家开始对协同处置有关问题进行研究.主要包括法现标准体系、大气污染排放控制、废物处置流程等研究.1996年4月,美国国家环保局(EPA)提出了包括水代窑焚烧炉的危废焚烧设施

19、大气污染物排放的最大可实现控制技术标准：1的8年4月，瑞士环境、森林与地形局(SAEFDxj水泥窑污染物排放限值进行了规定：2000年12.欧盟公布水泥回转窑废物焚烧指令(2OOO/7&EC),以经营许可证为管理手段,对全过程进行规范.与此同时,一系列政策也应运而生,规范了废物处过的原则与流程，更方便水泥企业恃代燃料选择与使用。第四阶段，作为实现碳中和的手段,是替代燃料的不断推广与应用时期，自2016年4巴绘协定签订后，在国政府纷纷承诺2050年前后实现碳中和.欧美等发达国家水泥行业协会已纷纷岩手采取切实行动来减轻气快影响,也国水泥协会提出替代燃料率最高将达到90%,英国混凝土与矿物制品协会(

20、MPA)提出替代燃料的贡献率将达到16%,且生物质废物热量茵代率将达到70%,美国波特兰水泥协会(PCA)提出煤炭和石油供的使川星:不超过10%.存代燃料符占据近S0%粥氽30%40%为过渡燃料天然气和生物质燃料.替代燃料作为实现水泄行业CO2净零排放的加要技术，已在全班的用内达到共识，1.2 国内发展历程我国水泥窑协同处置和替代燃料发展起步较晚，起点较高，发展历程主要可分为三大阶段.分别是20世纪90年代的初试与探索阶段、“十二五”和“十三五”期间的规范与发展阶段和“十四五至今的不断推广应用阶段.第一阶段，以处理危废为开端，部分水泥厂开始阱代惚料探索与会试。我国利用水在仍同处置废物的研究和实

21、践始于20世纪90年代，上海万安水泥厂首先进行研究实践，2005年.第一条水泥回转窑处置危废示范生产线在北京水泥厂建成.设计规模为年处置危废显10万t.2008年，世界上首条新型干法窑和气化炉结合的城市生活垃圾协同处也项目在海螭水泥厂建成，国内首个利用水泥窑协同处置农药废物的示范项日在华新水混厂建成，在20072009年对1650余t的制毒农药废物进行处置,在2010年前，水泥窑桥同处置技术的研咒景点在危废和污泥上,垃圾主要用于焚烧发电.第二阶段，水泥行业发展方向为赧颜污染物处式的新兴环保产业，从设计规范到排放标准逐步出台。十二五”至十三五”期间，国家发改委出台一系列政策以促进和支持废物循环利

22、用.提出不同行业合理延长产业能，加强对各类废物的循环利用，推动企业废物“零排放。2015年,6家企业被工信部、住建部、发改委等6部门选定为水泥窑协同处置生活垃圾的试点企业.相关部门也出台了较为完善的水泥窑协同处置燃料替代的标准规范体系,谀计规范为水湖窑协同处置废物工程的设计、实施和运行提供了相关依据，排放标准的出台促进了普代燃料使用的规范化和合理化，部分企业还制订和发布相关企业标准，从而规范背代燃料的使用.2016年12月和2017年6月,原环保部发布相关指南,对水泥窑怫同处置危废的适用范围、术语定义、羟营模式以及技术规范等进行详细规定，标志著我国水泥窑协同处置技术进入试点运营并深入发展阶段。

23、笫二阶段，随着“双碳”目标的提出，减污降碳成为水泥行业发展主旋律，多种类、而比例笆代燃料的意义逐渐显著.从2021年开始国家发改委、信部、生态环境部等部门发布多个规划指南,提出通过市场化方式确定城市废物协同处武付费标准，推广包括水泄窑高比例燃料件代示范工程的降碳弟大工程示范，建立暂代原燃材料供应支撞体系，支持鼓励水泥企业利用自有设施增大替代燃料使用比例，提升能源.自给”能力13发展必要性1.3.1实现行业碳中和的必要途径替代燃料技术是水泥工业降低碳排放最可行有效的方法之，.2020年我国水湘行业碳排放总量占全国碳排放总崎的13%,是继电力行业（40%）和例铁行业（14%）的第三大碳排放行业,故

24、挂任务重.国内外工业碳中和相关政策和路线图中均强调水泥行业杼代燃料技术的曳要地位和作用，是现阶段具有大规模推广可行性的降碳技术之一.常见的替代燃料的碳排放覆度比煤低20%25%,如果在水泥生产中使用40%的替代燃料，粗略计算好年将少排放约5380万t二氧化碳，13.2废物处置环保化的有效手段水池窑燃烧可用的废物类型多样，可以浦纳大麻城市垃圾、污泥和危废.我国城市生活垃圾产生量大，并呈现逐年增长的态势，且生活垃圾历史存留此大，绝大部分未经有效处理而堆放在城市周用的垃圾场坑，不仅占用土地，还容易使土壤和地卜水受到污染,将可燃废物制成替代燃料后,不仅应用在水制行业优势突出.在钢铁、火电、石灰等多个行

25、业都能发挥价ft.而解决垃圾围城、改善城市环境和面貌，降低废物堆枳造成的环境污桀何以发挥更大的补充作用，1.3.3赶超国外先进水平的重要方向我国水湿窑替代燃料技术发展水平与国外先进水平差距较大,单位碳排放量较高.33缩短与发达国家的差距.尽管我国近20年发展较迅速，已经形成了多种不同的技术工艺与配套装备，目前我闰水泥行业燃料竹代率仅为2%3%，但荷兰、镌国等国家十年前燃料件代率就达到60%70%.提高国家相关主管部门和企业对替代燃料的认知度，加大科研力量研发,加强国内外交流合作,从而提高昔代燃料在我国水泥行业的适应性,进一步加强水制产从贸易国际化.2水湘窑替代燃料使用现状2.1各国使FH情况根

26、据全球水泥与混凝土协会（GCCA）IH议”获得准确数据FGNR）数据库提供的数据表明,全球化石燃料的昔代率从1990年的2%增长到2020年的17%.其中,使用最多的替代燃料类别是垃圾衍生燃料（包括照料），占比28%.此外，还包括轮胎（19%）、工业废物混合物（14%）、其他基于化石燃料的废物12%）和浸渍锯图（10%）等.各个国家水泥行业替代燃料使用差距较大.荷兰是世界上替代燃料率最高的国家.达到85%,欧洲各国紧Ki其后,依次是奥地利、德国、挪成、瑞士、比利时等，见图1.中国作为水湖生产第一大国，普代燃料的使用与国际先诳水平差距巨大，昔代燃料率仅有2%左右。图12017年不同国家水泥行业燃

27、料行代率他国水池行业昔代燃料的使用一直处于国际领先水平.20世纪70年代中期以来，德国水泥行业的传统燃料是煤、褐煤和少收由油。1980年代开始缓慢惚烧旧轮胎，然后在十年后样代燃料范的犷展到受污染的废油，2005年随芾垃股埴现场立法后，在水泥厂使用普代燃料的范词更加广泛.在逐步引入动物肉件粉和污水污泥后.该行业替代燃料的比例近五年持续增氏,见无1.从2017年的65%增长到2021年的69.3%-2021年，他国水泥行业使用法城大的燃料类别为工业和化学废物，其次是果料、污水污泥和城市垃圾，各种背代燃料使用愤及平均热值见表2.表1近五年德国水泥行业杵代燃料率201，20119f1.代IS”拿3%6

28、73%&.0W2%69J%衣22021年德国各种许代燃料使用量及平均热mmMJkS嚷绘做IM梵?02，.utt654VHm23H修匚和化学发的320肉骨吩我党的厮动1“IM布JQe15介，52420去”I13僮溶MIM行水行及465:KKA113$2.22型企业使用情况国外大型筋国企业如老城堡集团CRH),西麦斯水泥集团Cemex),海错堡水泥集团(Heide1.berg)等也在积极尝试开发废物售代燃料技术，积极使用各类度物作为替代燃料，其中CRH2021年杵代燃料率高达33%、全球前50大水湘企业中部分水泥集团的燃料替代率见图2。Cemw292C%HeiddbefKV1.catOWkP40K

29、SCGUMMUItnTech，皿0angoe-ISOH0XM5Q0K100MISOM208M258*iOM15OM图22021年部分水泥集团替代燃料率(Oyak集团仅有2020年数据)大型瞄国企业根据当地资源和暧物特点,选择最经济环保的昔代燃料类型.水泥集团采用不同类型废物用作替代燃料的比例各有不同，见交3CRH协同处置废物的重点集中在工业和生活废物，占比68%.生物旗等废物占比29%,海使堡水泥集团协同处汽废物成点在RDFH1.其他生物麻，西麦斯集团协同处置废物类鞭主要是工业和生活固体废物“同时，而于废物类型,各集团对废轮胎处理和采用比例相当,均在i0%20%对于肉骨废料和污水污泥的利用率较

30、低.均在5%以下，表3部分水泥集团采用不同类型废物用作替代燃料的比例MMMVCKH*HaMCn*M1911)Hek三uatf1.NM1.*MSI1.t*4F”5.*sJ.人VH*1%MIS*II、*4SrRb4nf算怆为塌*足21%1%“他先相M1%污水污黑17%*2%度注eS%22.1%93%-3我国替代燃料路径分析3.1 当前存在问题我国水泥窑替代燃料研究起步较晚，尽管多年来国家出台了多项政策进行扶持，与发达国家相比,在每代燃料使用率、种类和品质等多方面仍存在一些差距.3.1.1 替代率较低我国水湘行业昔代率仅有2%,与发达地区平均水平相差巨大。2019年只有10余条水泥生产战使用替代燃料

31、，总体的燃料普代率接近0%;当前随着技术的不断拓展成熟,普代率接近2%.而欧洲平均怦代燃料使用率在50%左右.在“双碳”背景下,部分企业开始誉代燃料的研究，但研究进展受一系列因素的影响，部分项目仅处于试烧阶段，尚未长期应用.3.1.2 昔代燃料种类较少我国水泥行业使用替代燃料种类较少，核心技术有待加逑研发，除相近此年政府对各行业的环保要求提升,产业技术升级加速.水泥窑协同处置技术投入也在快速增加,但我国协同处置系统所使用的机帔装备还不具备国际竞争力，目前还无法提供领先的成套设计及装备，核心关键设备依托于欧洲供货商支持，投资成本及雉护跟用都比较高，这也是未来行业需要发展的领域之一,在创新型的替代

32、燃料使用上,例如混级燃料的使用上，国外多家大型水泥企业已在两年前在生产线上使用混氢替代燃料成功运行,而我国在去年该项技术尚处于试验阶段.3.1.3 替代燃料品质较差我国普代燃料品质一般，燃烧稔定性差，影响企业接加许代燃料的比例，以RDF为例.RDF在国外发展成熟.美国建行RDF发电站30多处.日本务家公司已将RDF制造产品化.美国材料实验协会ASTM依据垃圾加工的程度、性质等将RDF分为7类,其中固态燃料中ROF5制备工序最先迸、应用最广泛,被称为细密RDF国内RDF落地项目较少，成都建材院初级RDF、华新水港集团三类RDF和国际先进水平部分参数对比见表4由表4可知，我国件代燃料中的灰分和固定

33、碳都与国际主流水平有较大差距除了华新级别最高的RDF3.其他水平RDF的热位都与国际主流水平有一定距离.表4国际和国内RDF部分多数时比I-砧名称I水分I挥发分I瓶分圈定碇热（ft矣国RDF56368321043149518532陵二院初被RDF25.838.482&247.4812628华斯RDH653624128472.5915823华新RDF2418668925.3535817274华新RDF32871.6722.93281186143.2 发展受限原因针对当前我国特代超料存在的柠代燃料率较低、种类较少和品质发龙的问题，归纳出其发展受限的内在原因和外在原因.见图3.外在.原因饿乏上线部门

34、间的统笫协调，处理.设施布局有待优化缺乏有力的经济激励政策,其他利用方式更具竟争力缺乏与上游产业配合.坨圾分类系统不完善存在,替代燃料率较低替代燃料种类较少替代燃料品版较差内在建设规划缺失.地区和企业里视程度不然经济效益不高.利用成本较高燃料来源受限，制成替代燃料经济性差图3替代燃料发展受限原因分析3.2.1 宏观规划缺失.地区和企业重视程度不修在双碳目标提出后,我国尚未出台国家层面针对水泥行业的碳达峰碳中和方案,尚未提出行业实现碳中和的目标年份和可行措施。国外耐水湘行业应用竹代惚料等降碳措施的JR视程度是系统性的，从各国行业协会发布的零碳目标路城图到企业发布的年度可持续发展报告从国家级的替代

35、燃料使用目标到每年每个企业昔代燃料的使用盘.那目详细的分析数据.而我国替代燃料使用6t和使用率尚没有系统性统计，各企业的统计难度也尚不统一.对于当地彳j水泥生产畿的地区，国家和地方尚未出台水泥窑协同处置方面的建设规划，部分水泥企业和公众时水泥窑协同处置固废的污染物控制跳乏了解，对协同处置生产的水泥产品易产生抵触心理,导致我国部分地区焚烧和填埋等价格更高的处置方式与水泥窑协同处也进行竞争.以目前应用最广泛的生活垃圾为例,当前我国大量县级地区生活及坡徜运hi小.生活垃圾处理以填理为主，易造成环境除患，行水泥化协同处汽生产线的县级地区，未Ife发挥水泥窑的优势与作用，一定程度上徒增了焚烧炉的建设成本

36、，造成资源的浪费。3.2.2 经济效益不高.然乏有力的经济激励政策水混窑处置废物与其他处理方式相比，在铉济效益上不具备先争力.近年来，国家先后出台一系列政策时废物焚烧发电行业产生了第大影响,对生活垃圾发电、生物质发电和可再牛.能源电等进行了财政补贴，及烧发电己经逐渐成为主流的垃堀无害化处理方式。区别于废物焚烧发电项目行完善的财政补贴政策.水制窑协同处置废物项目缺少国家补贴政策支持.某些项目仅从地方政府狭得T一定的补贴，但大部分项目钱济效益不明显，企业长期处于不盈利共至亏损状态，导致水泥企处汽废物不具备竞争力.我国废物处置的经济补贴途径单一，主要依独国家和地方政府的财政资金,美国地方政府从废油、

37、废轮胎等销售中提取资源回收处置费以建立相应的回收基金,回收基金用于资助政府和W1.收企业的能力建设、科研开发、示范工程和培训等,唆物收集企业还可以得到补贴.例如得克0斯州和南卡果罗纳州对零生油品抽税隹立法金来支持消货者回收废油，美国加州政府的地方法规中有廖油回收事业，向在加州梢售涧滑油的生产企业收取0.16美元/加仑的费用以建立废油回收基金,资助废油利用的研究和培训.废油回收机构可以得到0.16美元/加仑的补贴.按照“谯污染.徙付费的原则，调动废物W1.收企业的枳极性.从而提高此类企业的经济效益，3.2.3 燃料来源受限，玦乏与上游相关产业配合可燃燃料上游产业的发展直接制约了水泥窑皆代燃料的来

38、源.以产技最大的生活坨圾为例.发物分类【可收通常是博代燃料制备的基础步骤.国外垃圾分类政策实行较好，RDF1.M为垃圾分类后的可燃殂分，成分枪定，热例高，另外，国外的垃圾预处理JF1.交由专业公司进行，制备的RDF作为一种商品销件至各个行业的各个工厂，己形成规模性产业,但我国垃圾分类推行相对来讲较为缓慢.近年来的着“无废城市”的推广.十三五以来.我国生活垃圾分类才逐步推开，生活垃圾分类收集、分类运输、分类处置体系进一步完善，垃圾分类I可收处理率有所提升，为制盖可燃替代燃料提供了狄硼,然而水泥企业与废物预处理企业之间联系较少，缺乏有力配合，也是造成行业壁事长期难以打破的原因。3.3 发展建议针对

39、上述存在向Sfi和发展受限原因，从国家层面和企业层面总结归纳了6条发废建议如下图4。发展III助力完善循环经济体系优势助力水泥生产低碳化11助力废物处理环保化发展建议能耗双控向碳I1.放双控转变纳入国家富观故略规划克善经济激励和补贴政策建立健全标准规惫体系企业层面发展建议一企一策选择技术路线加强国际间企业间交流合作图4的代燃料发展建议分析在国家层面,首先,水泥行业能耗双控应向碳排放双控转变.完善履污降硬激励约束政策,充分发挥昔代燃料在降碳中的作用，实现行业在碳中和背景下的可持续发展.第二，代燃料应纳入国家宏观故略规划，完善羟济澈励和补贴政？ft.建议相关部门把工业废物、生活垃圾、垃圾焚烧E灰和

40、底渣等多种类度物处理列入税收忧患范Itt扩大享受优思税收政策的废物种类.第三.应建立健全标准规范体系.相关部门应该做好水泥窑替代燃料使用的评估工作，对现有的试点试验项目开展跟踪监测和综合评价,尤其加大与地方政府的交流合作，对协同处汽生活垃圾和污泥项目的关键技术和工艺、污染物控制措族、对水泥窑运行情况的影响等方面做深入研究,应根据各地的废物处火价和减污降隰需求,编制项目推广实施细则.对于标准体系,应加快国标层面的更斯补充SRF,轮胎等新I：2新理念的工程设计规范.对废物准入、废物预处理、牌代燃料入窑煨烧和污染物排放处理全流程进一步规范.在企业层面，首先是企业应因地制宜选齐技术路规.应根据废物产生

41、量、废物品侦、场地等具体情况选择相适应的技术路戊。对于应用面最广、技术最成熟的处置生活垃圾的项目，可以采取“段处理厂水泥厂终端处理”的运行模式.可以在当地建立替代燃料仪处理厂.褥到均质化的生活垃圾预处理产物,运轮到附近一个或多个水泥企业进行终端处置.随背我国垃圾分类工作的不断推广，经济效益将逐步提升（姜雨生等，2020）,第：是应加I强国际间和企业间交流合作，水泥企业应充分抓住国际合作研发试验的机遇，持续探踪和学习发达国家替代燃料发展和使用的经脸引入国际先进技术和标准体系,不断提高恃代燃料使用率.近年来，环境、色品、药品、录大动物搜情等时有发生，如何有效处置环境突发事件中受污染的土壤，卫生安全

42、方面出现的有毒食品，生产和流通环节的过期食品、过期农药和农药包装，重大疫情卜隔离宰杀的林密，尤其是当下后疫情时代的医疗用品等，成为社会管理的薄弱环节.水泥窑与社会各类废物源之间的循环经济模式见图5.新北水、中联水混里庄水泥公司、华新水泥武穴工厂等不同程度地参与了地方的环境、食M等应急响应体系，利用水泥富有效处附.污染土、过期药品、三氯*1胺奶粉等。新冠疫情爆发以来，华新水泥先后接到黄冈、黄石、宜昌、武汉等市疫情防控指挥部卜达的医疗垃城处置任务，枳极承担多个城市的医疗废物和生活垃圾无害化处理里任均收到较好的效果,大力发展水泥行业怦代燃料技术.时助力水泥生产低碳化、废物处埋环保化均有重要意义，助力

43、提速水混行业标色发展，让水泥行业成为循环羟济体系中3?要环。图5水泥窑协同处置废黝的模式4结束语昔代燃料技术在水泥行业降低破排放、消纳废物方面优势极大.在国内外相关政策的推动下，国内外各大企业积极实践,已形成生活垃圾、危废、污泥、轮胎等峻物处理利用产业链，混气燃料、生物质燃料等新技术也在逐步发展中，针对我国水泥行业替代燃料使用率、种类和品侦等方面存在的问即,在国家层面，行业能耗双控应向碳排放双控转变，柠代燃料应尽快纳入国家宏观战略规划.并完善经济激励和补贴政策,建立健全标准规他体系,企业应闪地洌宜选择技术路线,加强国际间、行业间和企业间交流合作，助力水泥行业成为循环经济体系中正要一环，典型药代

44、燃料在水施窑的应用与探讨2020乐我国水泥行业CO2总排放出约占全国排放量的13%,仅次于电力和制铁行业.水泥行业的碳减排为我国早日实现“碳达蜂碳中”目标至关要.国家发改委等五部委发布冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021-2025年冷，到2025年，通过实施节能降碳行动，网铁、电解铝、水泥、平板玻地行业能效水平的产能比例超过30%.对于已投产运行的水泥生产线,该指标很难实现.在水泥熟料生产过程产生的碳排放中，碳酸盐分解约占65%,化石燃料燃烧产生的排放约占35%.目前经济可行的昔代石灰石原料减碳途径皆时难以突破，使得水泄行业碳减排压力口的严竣由于替代惚料相对于化石燃料具

45、有更低的碳排放因子，因此，芮代燃料应用是水泥行业节能降碳的重要举措之一。2022年.我公司开展了多种替代燃料应用探索实践.文章以典型替代燃料应用为例，分析了轮胎碳黑、废纺材和废般料的的特性，制定了使用方案,总结了使用效果以及对水混生产的影响,提出了水泥工厂固体替代燃料的使用建议。普代燃料通常指可以代替传统化石燃料来推动生活生产的新型熟料o根据物理状鱼可为三大类：固体、液体和气体甘代燃料.T/CIC0492021水泥窑用固体背代燃料8将固体行代燃料定义为“一种以生产、生活等活动过程中产生的非危险废物类可燃性固体I发物为主要原料，通过预处理、除杂、破碎、筛分、分选、成型等单一或组合工艺制备而得，以

46、直接或间接形式为各类用能单元提供热能的柩料”.目前用于水泥生产的固体件代燃料主要有轮胎碳黑、废纺材、废熨料、SRF同体怦代燃料、生物质燃料、含热值工业废渣等,本文针对几种典型的囿体替代燃料在水泥窑应用开展分析研究.轮胎破黑轮胎碳黑（以下简林“碳埃”）来源于废旧轮胎热裂解炼油工艺中产生的炭渣.炭怨为黑色松末状物质，市场上供应的碳黑有干粉和湿粉两种（如图1）.对两种碳热进行工业分析和XRD检测（见衣3衣2）,发现碳黑的粒径较煤扮粗、内水及挥发分较低固定碳含或较高，空十基低位热值达6000X4.18kJ/kg以上，高于-股的烟煤；碳黑灰分中Na2O,So3、Zno含量较高，其Zn元素含量将限制秘;黑的应用规模上限，M1.碟X外观收“星房修MO1.f5555FCKV*50-X)