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蒋明麟:大力推进水泥回转窑处置和利用废弃物技术的应用发展

信息来源:shuini.biz  时间:2007-05-11  浏览次数:1075

  我国人口众多,能源、资源相对不足,人均拥有量远低于世界平均水平。由于我国正处于工业化和城镇化加快发展阶段,能源消耗强劲,消费规模不断扩大。尤其是经济粗放型增长方式没有得到根本改变,进一步加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。“十五”期间,国内生产总值平均每年增长9.5%,而能源消耗总量平均每年增长9.9%,能源消耗的增长高于国民经济的增长速度。能源和环境问题已经成为制约我国经济和社会发展的重要问题。全国人大通过的我国国民经济和社会发展“十一五”规划,提出了到2010年末我国单位国民经济产值的能耗要比2005年末降低20%,污染物排放总量减少10%的两个约束性指标。
  建材工业是国民经济的重要原材料工业,同时也是耗能大户,在我国各工业部门能耗总量位居第三。在建材工业的各主要产业中,水泥工业是第一耗能大户,其能源消耗总量约占建材工业耗能总量的60%左右。因此,如何减少水泥工业能耗总量和单位产品的能耗指标,成为人们关注的焦点,也使这项工作排在了十分突出的位置。
  为了解决水泥能耗和由于经济发展及生活水平提高而大量增加的废弃物和生活垃圾造成的环境问题,我国从上个世纪末开始,借鉴发达国家利用水泥回转窑处置和利用废弃物的成功做法,在个别有条件的企业进行小规模试验,进行了必要的探索,取得了宝贵的经验和认识。在“十五”期间,水泥行业在政府有关部门的支持下,对这项工作继续进行了开拓和探索。当前,我们很有必要对前几年这项工作的进展情况加以回顾和总结,肯定我们取得的成绩,找出影响这项工作开展的主要问题和症结,提出下一步的工作要点,以便在“十一五”期间促使该项工作取得明显的进步和成效,为我国的节能工作和环保事业做出应有的贡献。
  “十五”期间的进展上个世纪,在政府有关鼓励利废政策的推动下,水泥工业在自身的发展中,不断探索和加大利用各种工业废弃物的力度。诸如:高炉矿渣、电厂粉煤灰、煤矸石、赤泥、硫酸渣、电石渣、脱硫石膏等等工业废渣,被作为生产水泥的原材料得到了有效利用。这一利废措施不但降低了水泥生产成本,同时也有效地解决了这些工业废弃物对环境造成的污染和影响。随着我国能源供应和需求矛盾的日趋紧张和经济快速发展所形成的各种工业废弃物品种及数量的剧增,除了继续加大利用工业废弃物中的有效成分,作为水泥生产的原材料之外,如何利用含有热焓的可燃废弃物的问题,开始提到日程上来。
  和其他新生事物一样,利用水泥回转窑处置和利用可燃废弃物的这项工作,也是始于基层个别水泥企业——北京水泥厂和上海联合水泥公司等。他们根据当地废弃物的品种、数量和水泥生产线的具体工艺装备情况,借鉴国外这方面的成功经验,作了艰苦的摸索和试验工作,为今后这项工作的起步创造了条件。通过近几年的努力,我们在以下几个方面取得了进步。
  1.认识上的提高和统一过去我们对大量的可燃工业废弃物及生活垃圾的处置方式,主要采取传统的填埋和用焚烧炉焚烧的办法。但是这种处置办法,其本身存在的弊病,随着时间的推移暴露得越来越突出。国外成功利用水泥回转窑处置和利用废弃物经验的介绍和宣传,特别是我国个别企业的小规模工业实践,表明利用水泥回转窑这种热工装置,处置和利用废弃物的方案是可行的。正确使用这种处置方法,可以充分利用水泥回转窑热工过程的特点,使废弃物做到无害化、减量化、资源化的处理。水泥产品质量得到保证,排放的废气达到国家标准,废弃物所含热焓得到利用,且没有废渣排出,不会造成二次污染。
  目前,这种利用水泥回转窑处置和利用废弃物的方案与其他各种有效处置和利用废弃物的办法一样,也成为可选择的方案之一。
  通过多次的调研和研讨,人们普遍认识到要想推广这项利国、利民的先进、实用技术,必须做到政府推动、企业主导、民众参与,三者相互联动,缺一不可。要走社会化和专业化相结合的路子。
  2.法治和政策环境得到改善通过分析国外利用水泥回转窑处置和利用废弃物的成功经验和我国小规模的工业实践,不难看出,政府对这项工作的推动力是这项事业能否顺利开展的关键。政府的推动力主要表现在几个方面:一是相关法律的制定和完善;二是对相关法律执行情况的监督;三是制定相应的政策,如:税收政策的调整、产品技术标准的修订、大气排放污染物含量的标准确定,废弃物运输安全标准的制定、财政对相应科研工作的支持等等。
  近几年,我国政府为了抓好环境保护和节约能源,进一步加强在这方面的立法和法律的修改工作,强化依法行政的观念。如:由全国人大常委会通过的修订后的《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》,由全国人大常委会通过的《中华人民共和国可再生能源法》等法律文件。与此同时,国务院也制定了相应的法规来推动建立节约型社会和发展循环经济,加强环境保护工作,如:2006年2月国务院发布《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》,同年《环境保护违法违纪行为处分暂行规定》正式生效;2005年6月27日公布的《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》;2005年7月2日公布的《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》,以及2006年8月8日公布的《国务院关于加强节能工作的决定》等文件。有关部委根据国家法律和国务院的法规,结合自身的职责也就某一领域的具体问题制定相应的政策来推动环境保护和节约资源、能源工作的开展。这些法律、法规虽然没有直接去描述有关利用水泥回转窑处置和利用废弃物的内容,但是总体精神是适合这项工作开展的。这就为今后推广这项技术奠定了法律和政策基础。
  3.科学研究工作取得新进展目前,随着国内已普遍关注利用水泥回转窑处置和利用废弃物这项工作,许多科技工作者开始用更多的精力来从事有关利用水泥回转窑处置和利用废弃物的科学研究工作。不少科研设计单位都把这项科研工作作为本单位的技术发展后劲。近几年,从工作机理、基础水泥化学研究、针对不同品种和类型的可燃废弃物和危险废物进行收集、储存、运输、装卸、计量和燃烧过程的工艺技术和装备开发的研究已取得了一批成果。这些研究成果虽然是局部的和初步的,但为今后的规模推广创造了条件。
  4.工业性实践活动有了新进步在这方面突出的典型是北京水泥厂有限责任公司承建的“北京市处置固体废弃物示范工程”项目。这个项目是北京水泥厂有限责任公司,继在日产2000吨水泥熟料新型干法生产线上小批量地进行焚烧可燃废弃物和危险废物取得成功和进展后,在国家有关部委和北京市政府的大力支持下,采用引进先进技术和自行开发研制相结合的,由我国自行专门为利用水泥回转窑处置和利用废弃物而设计兴建的水泥生产线。设计处理废弃物能力为8万~10万吨/年。该示范线已于2006年投产。虽然该示范线刚刚投产不久,但是设计兴建示范线和投料处置的实践活动已经给我们以丰富的实践活动的机会,使我们对利用水泥回转窑来处置和利用废弃物技术和工作有了更加深刻的体会。
  尚存在的问题尽管在“十五”期间,我们在利用水泥回转窑处置和利用废弃物工作方面取得了一些进展和进步,但是仅仅处于起步阶段,与我国现实节约能源和环境保护严峻形势对这项工作的要求相比,尚有巨大的差距。总体上看,存在以下主要问题:
  1.政府的推动力有待进一步加强众所周知,推动利用水泥回转窑处置和利用废弃物的技术的应用和推广,决不是单纯的技术问题,也不是仅仅靠水泥企业的努力所能解决的问题。它涉及社会管理的方方面面。这项技术应用和推广从宏观面上讲,必须建立在全社会成员的环保意识和节约能源责任的基础之上,特别是产生废弃物和危险废物的企业的管理者,更应该负有从源头减少废弃物和危险废物产生总量,以及合理有效加以处置和利用的责任。政府要通过法律、法规和相应的政策提倡和推动废弃物的社会化、专业化的处置和利用。而在这方面目前做得还很不够。从仅有的工业实践来看,能够主动、自觉地按照有关法律、法规和政策要求,依靠社会力量,由专业部门来处置和管理废弃物和危险废物的大多数是外资和合资企业。而内资企业往往做得不够。究其原因,首先是外资和合资企业的经营者本身的法律意识和环保意识普遍比较强,其次也说明政府在法制建设、法制宣传和执法力度上做得还不够。
  2.工业实践的点少面窄时间短经过“十五”期间的努力,利用水泥回转窑处置和利用废弃物的工作有所进展,但是就全国而言,也仅仅在个别企业进行了局部的工业实践,且从处置废弃物的种类、数量来看都还很少,进行工业实践的时间也远远不够。这样的情况就使我们对这项工作不论从技术层面还是从管理层面都缺乏必要的经验和教训的积累。
  在已经进行工业实践的企业中,也仅有北京水泥厂有限责任公司的示范线是在设计中全面考虑了处置和利用废弃物和危险废物的新型干法水泥生产线。其他的工业实践,基本是在原有的水泥生产线上做局部改造,完成对利用水泥回转窑处理和利用废弃物的实验的。而北京水泥厂有限公司的示范线投产至今也还不到一年,仍需要继续进行必要的运行实践,从中发现问题和解决问题,积累经验。
  3.科学研究和技术开发工作仍显不足利用水泥回转窑处置和利用废弃物技术,是用废弃物中的有效成分来替代传统生产水泥的原料和燃料,且对水泥产品质量和废气排放对大气环境不会产生不良影响。因此,要想合理有效地利用水泥回转窑处置和利用废弃物,就必须开展一系列有针对性的科学研究和技术开发工作。目前我们虽然有一些科研设计部门、高等院校开展了这方面的研究开发工作,但是由于政府财政支持力度不够,企业真正的业务需求还不多,因此这方面的科研开发工作仍处于起步阶段,北京水泥厂有限公司这条处置废弃物的示范线的处置装备,大多是国外引进的,它反映了我国在这方面的技术和装备开发水平与国外有着较大的差距。
  今后工作的建议根据国家经济和社会发展的“十一五”规划的基本思路和总体要求,水泥工业必须坚持以科学发展观为指导,坚持以节能降耗、环境保护工作为重点,按照循环经济的发展模式,走资源、能源节约型,环境友好型的道路,实现产业、社会、环境协调发展。
  利用水泥回转窑处置和利用废弃物技术的应用和推广,是实现上述工作目标的重要措施之一。我们要在总结“十五”期间这项工作的基础上,肯定成绩,树立信心,针对存在的主要问题,开展有针对性的工作,力争在“十一五”期间使这项技术得到更广泛的应用和推广。建议将以下几个方面作为工作重点。
  1.政府要切实加强法律保证和政策支持力度在应用和推广利用水泥回转窑处置和利用废弃物的工作中,政府的推动是这项技术能否成功应用和推广的关键。在今后的工作中要进一步加强有关各种废弃物管理的法规建设,并且要加大执法力度。做到对于废弃物的收集、储存、运输、处置和利用都有明确的法规约束。对于违规的单位和个人,要根据法规的有关规定予以必要的处罚。做到依法行政、违法必究。从源头上解决废弃物和危险废物的违规处置所带来的污染环境的严重后果,并解决利用水泥回转窑处置和利用废弃物的来源问题。
  在广泛调查研究的基础上,国家有关部门要抓紧制定该项技术所涉及的采用可燃废弃物替代燃料的情况下,水泥产品质量和水泥回转窑窑尾废气排放标准,使水泥企业的生产和管理有章可循。
  为了推广该项技术,政府有关部门应当制定鼓励和支持政策,使企业在为社会公益事业做出贡献的同时也能得到相应的经济回报。本人在2002年就撰文提出了意见,即要想推动利用水泥回转窑处置和利用废弃物的工作的应用和推广,必须使废弃物的物流流向与处置所需资金流流向相一致。这几年的实践经验更说明了这一观点的重要性。因此,政府要采取有效措施促使废弃物产生者依法合理有效地处置废弃物,走社会化、专业化的路子,改变思路,由原来的“谁污染、谁处理”转变成为“谁污染、谁承担相应的法律和经济责任”。从源头上,解决资金流向的问题。
  2.积极有序地开展工业实践正如前面所述,“十五”期间,利用水泥回转窑处置和利用废弃物的工业实践活动,点少面窄时间短。所处置的废弃物品种和总量都比较少。这样,我们对完成这项系统工程的内在规律、应解决的技术要点、工厂生产管理制度的调整等等都还处于摸索阶段。今后我们要在各级政府的支持下,积极稳妥地选择有条件的大中城市,有序地扩大利用水泥回转窑处置和利用废弃物的试点工作。据了解,不少地方政府支持有条件的水泥生产企业开展此项工作。但是,他们往往把利用水泥回转窑来处置城市生活垃圾作为重点。由于目前我国经济发展程度和人们的生活水平,与发达国家尚有较大的差距,加之我国对生活废弃物的重复利用水平较高,经过分检后生活垃圾的发热量较低,水分和灰分较高,这在已经建立起来的垃圾焚烧厂的运行数据中可以得到验证。因此,建议有关利用水泥回转窑处置和利用废弃物的试点,有条件的还是第一步从处置可燃工业废弃物开始,逐步积累经验,逐步扩大处置和利用废弃物的种类和总量。在条件成熟时,配合市政管理部门和环境保护部门,有序地开展利用水泥回转窑处置和利用生活垃圾的试点工作。
  3.系统开展科学研究和技术开发工作利用水泥回转窑处置和利用废弃物,相对于使用天然矿物和化石燃料的传统水泥,生产工艺和技术有着很大的不同。“十五”期间虽然我们作过一些研究和开发工作,但是由于我们自己的实践机会比较少,大多数还停留在对国外有关技术的消化和引进中,而真正属于我们自己的东西还很少,很不全面和系统。因此,为了今后能合理成功地应用和推广这项技术,必须下定决心,在引进和消化国外先进技术的同时,结合我国需要处置和利用废弃物的具体情况,系统地展开科学研究和技术开发工作。
  当前可将以下几个问题作为重点。
  ●固态、液态、半液态、黏着物等各种形态废弃物的收集、储存、运输、卸载、均化、计量等环节的工艺和装备的设计与开发。
  ●不同形态、不同成分废弃物的合理的投料点的选择。
  ●使用不同种类替代燃料时燃烧器的设计与制造。
  ●利用水泥回转窑处置废弃物时的系统工艺技术研究,包括原料配料、燃料和燃烧控制、系统操作工艺参数的调整、耐火材料的使用寿命、成品的质量分析和控制。
  ●根据国家大气排放污染物标准,针对利用水泥回转窑处置废弃物的具体情况,在保证产品质量的前提下,确定有效的除尘装置和合理的工艺操作参数,使水泥回转窑窑尾废气排放达到国家标准。要研制有效的控制主要污染物的在线检测仪表。
  ●进一步加强基础理论研究,着重在使用废弃物替代原、燃材料时的水泥熟料的化学成分和晶体结构的研究。对水泥成品中重金属允许含量和渗出条件的研究。
  在开展科研和技术开发工作中,政府应当给予必要的财政支持。在每年的科研工作计划中应根据实际的工作需要,确定若干专题进行攻关。所需经费,政府应给予专项资金支持,银行给予优惠贷款,政府可给予政策性的适当的补贴。
  上述科研开发工作可由科学技术管理部门或委托有关协会组织进行有计划、有组织有序地进行,避免当前相互封闭、各自为战的状态,更合理地运用有限的人力和财力,争取更大的成效。
  国际上发达国家从上个世纪70年代开始,进行利用水泥回转窑处置和利用废弃物技术的研究和应用工作,经过30多年曲折探索和不懈的努力,才达到当前的水平,在节约能源和环境保护方面做出了积极的贡献。
  我国开展此项工作仅仅是几年的时间,虽然仍处于起步阶段,但是我们已有了一个很好的开局。北京水泥厂有限公司示范线的建成投产,集中说明了这一点。我们要认真总结经验和教训,树立科学发展观,走资源、能源节约型,环境友好型的可持续水泥产业发展道路。按照政府推动、企业主导、公众参与的思路,积极而稳妥地大力推进利用水泥回转窑处置和利用废弃物技术的应用推广,在水泥产业自身发展的同时,一定会为我国节约资源、能源和环境保护事业做出应有的贡献!
  

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