水泥窑协同处理固废与AFR预处理

过去几十年，人们在水泥窑中协同处理废物方面积累了大量经验。城市垃圾、有害和无害工业废弃物、商业废弃物、农林业废弃物、建筑和拆除废垃圾以及采掘（采矿）废弃物的部分已成功地当成水泥生产过程中的衍生燃料和原材料(AFR)。

协同处置已成为成熟且被广泛接受的废物管理解决方案，一些工厂设法用这些燃料替代高达100%的传统化石燃料。在德国，2017年水泥生产的平均热能替代率达到65%。同时，在协同处理过程中，替代燃料和替代原材的无机部分被完全融入水泥中，从而替代天然原材料，从而回收这种废物的矿物部分。

预处理和协同处理是什么意思？

预处理是指对废物进行预处理，使其适合在水泥窑中进行协同处置。废物从不需要的废弃材料转化为有用的资源，即所谓的替代燃料和原料(AFR)。

协同处理是指在水泥生产过程中以受控方式在合适的进料点使用AFR，在那里它作为燃料燃烧并提供原材料。这使得能够替代主要燃料（煤、石油焦、天然气）和原材料，从废物中回收能源并回收其中的矿物质。此过程只能使用合格的废料。

预处理和协同处理并不是满足所有废物管理需求的独立解决方案，但在遵循规定的健全运营原则和要求时，它在综合废物管理系统中发挥着作用。在水泥窑中使用AFR应尊重废物等级，不干扰减少废物的工作。将无法回收或再利用的废物从处置中转移出来是有益和可取的。这样，预处理和协同处理可以为改善中低收入国家的废物管理做出重要的结构性贡献，同时减少露天焚烧、海洋垃圾和在不受控制的垃圾场处置的发生率。

预处理是水泥窑协同处理的关键部分，它可以从不同的废物流中生产合格的均质AFR，从而避免水泥窑协同处理过程中出现问题。这也是水泥厂与替代燃料/原料供应商、固废管理系统互动接洽的重要内容。成功的使用AFR将为当地社区，水泥厂及废物管理系统的其他相关者等带来多赢的局面。为实现这一目标，预处理和协同处理必须适应当地条件，并定期评估，不断改变优化。

使用预处理和协同处理可以支持废物管理，替代水泥生产中的化石燃料和主要原材料，并消除循环经济中的有害物质。这提高了资源效率并减少了温室气体排放，从而支持2015年巴黎气候协定和可持续发展目标。与垃圾焚烧等其他垃圾焚烧发电技术相比，协同处置的优势在于可以整合到当地现有的水泥生产设施中，并且不需要对新的垃圾管理基础设施进行重大投资。水泥窑中的高温条件具有固有的优势，可以防止危险化合物的形成或破坏这些化合物，同时将矿物质结合到水泥产品中，避免残留危险废物的问题。同时，AFR的使用可以降低废物处理成本并降低水泥生产成本。

只有极少数类型的废物（例如整条轮胎）可以直接进入水泥厂进行协同处理而无需在预处理设施中进一步处理。适用于协同处理的所有其他废物首先转移到专门的预处理设施，用于生产替代燃料或原材料。选择适合预处理和协同处理的废物和AFR需要遵循全面的鉴定和验收程序，以确保安全和环保。

在大多数情况下，废料只能在分类和某种形式的处理后用于协同处理。这导致了预处理设施和技术的动态发展，通过人工、机械、生物或物理化学处理将废物转化为AFR，用于水泥制造过程和其他能源密集型行业。预处理设施由大型废物管理公司、许多中小型企业和水泥行业本身运营。

如上图，根据废物的物理性质和化学特性，根据水泥厂的要求和验收标准，采用机械、生物或物理化学过程将废物转化为资源。最后，在水泥厂的协同处理过程中，废物中的矿物质（即钙、铝、铁、硅）被完全回收为原料，不产生任何残留物，取代自然资源中的矿物质，而废物中的有机物作为热能回收，替代传统燃料。

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