行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置技术规范
建议项目名称
(英文)
Technical specification for co-processing of combustible material preprocessed from municipal solid waste in clinker kiln
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
91.100.01
中国标准分类号
Q11
牵头单位
华新水泥股份有限公司、华新环境工程有限公司
体系编号
3-JC-01.5.2
参与单位
华新水泥股份有限公司技术研究院
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

在当前“碳达峰、碳中和”愿景下,我国水泥工业作为传统“两高”和二氧化碳的排放大户,面临巨大的减排压力。水泥行业的二氧化碳排放主要来源于位熟料生产阶段,中国水泥行业先进单位熟料碳排放量约为860kgCO2/t.cl,其中来自于化石燃料燃烧的排放约占35%,碳酸盐分解的过程排放约占63%,外购电力约占2%(扣除余热发电)。习近平主席在20201212日举行的联合国气候峰会上宣布:“到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。”碳酸盐分解的过程排放在短期内难以实现实质性的削减,外购电力更多依赖能源结构调整,水泥企业自身减排空间有限。因此,提高替代燃料比例,降低化石燃料消耗是未来中国水泥工业减碳的关键。

水泥窑协同处置生活垃圾等废弃物具有天然优势。随着垃圾围城形势日益严峻,水泥窑协同处置逐步引起国家和地方政府的高度重视,也相继出台了一些鼓励政策,极大地推动了本技术的应用与推广。根据《水泥工业“十四五”发展规划》,水泥工业已经成为改善城市环境的重要产业之一。全国已有20多个省份建成或正在推进建设水泥窑协同处置垃圾、污泥、危险废弃物等安全无害化处理和资源化综合利用示范线。依托新型干法水泥窑技改建成或正在建设协同处置生活垃圾、城市污泥、产业危险废弃物的水泥熟料生产线有100多条。规划进一步鼓励生物质替代燃料的研发,提高水泥窑替代燃料比例,降低水泥工业化石能源的消耗和二氧化碳的排放。

生活垃圾预处理可燃物是指由明确来源的生活垃圾经预处理得到的,在协同处置时能提供一定热量的可燃物。针对我国原生垃圾含水率高、组分复杂等特点,华新水泥研发出规模化的固废生态化预处理技术,实现生活垃圾预处理可燃物的高效制备;开发协同处置固废水泥窑技术专家系统,实现大替代率协同处置的水泥窑持续稳定生产;掌握水泥窑高效生态化协同处置固体废弃物成套技术和应用,在华新旗下水泥厂得到广泛应用,是国内推广面最广、单线规模最大的应用技术。

综上,在水泥窑中的使用生活垃圾预处理可燃物不但可以实现生活垃圾的“资源化、减量化、无害化”处置,同时有效提高生活垃圾作为一种替代能源的能源利用效率,有效的降低二氧化碳的排放。目前,国内水泥厂正在布局和发展生活垃圾预处理可燃物水泥窑综合利用项目的建设,亟需制定《生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置技术规范》。该技术规范将明确生活垃圾预处理可燃物进厂、贮存到入窑设施的技术要求,确定各环节关键技术要求和运行管理制度,对于指导和规范技术的应用推广具有重要的实现意义。

范围和主要
技术内容

技术内容:本标准规定了生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置的术语和定义,生活垃圾预处理可燃物从进厂、装卸、暂存到入窑的工艺要求和运行管理,确定安全和职业健康防护、污染控制、消防等相关技术要求和运行管理制度。

技术要求包括4个维度:

一般要求:生活垃圾预处理可燃物的质量控制,窑况控制等。

工艺要求:准入和包装要求,装卸,贮存时间,入窑位置,关键点温度,给料速度等。

技术指标:生活垃圾预处理可燃物的水分、粒度、异物、气味等。

运行管理:主要包括生活垃圾预处理可燃物处置过程中的安全和职业健康防护、环境管理,协同处置中的有害成分和污染物排放控制要求,人员与制度要求(人员培训、操作运行记录、突发事故应急处理预案等)。

适用范围:适用于依托第二代新型干法水泥窑线,生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置技术的工艺要求、运行、维护和管理。

国内外情况
简要说明

国内外对该技术研究情况简要说明:国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展;该技术是否相对稳定,如果不是的话,预计一下技术未来稳定的时间,提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础;

20 世纪70 年代,由于化石燃料价格不断上涨以及宏观层面上应对气候变化的需要,国外水泥企业开始研究水泥窑协同处置废弃物。1974 年加拿大Lawrence 水泥厂开始进行水泥窑协同处置固废技术的研究,随后欧洲、北美、日本等国也相继进行研究,目前已有了较为成熟的技术。国外主要水泥企业中,拉法基豪瑞的热能替代率(TSR)已达到20.9%2030年计划达到37%;海德堡水泥的2020年的TSR25.7%2030年将达到44%左右;西麦斯水泥的TSR目前为25.3%CRHTSR目前为34%,其欧洲片区为35%。日本水泥厂用的废弃物热回收率可达70% (一般垃圾发电的热回收率只有20%左右)

国际能源署在《2050水泥工业低碳转型技术路线图》中明确水泥工业主要的碳减排途径为:提高能源利用效率、发展协同处置技术、降低水泥的熟料系数、应用碳捕集等新型科技和其它替代性胶凝材料技术。其中预测到2050年,替代燃料的使用带来的热能利用率全球平均水平将达到30%以上。欧洲水泥协会在《2050水泥行业与低碳经济》中提出了5条技术路线,相比2013年版,在燃料替代率和突破技术方面更加雄心勃勃,提出资源效率中的可替代燃料路径最具实现性。欧洲水泥协会替代燃料的目标是在2030年达到60%,到2050年达到90%

我国城市生活垃圾分类收集处理系统仍处于建设期,大部分都是混合在一起作为混合垃圾收集处理,具有厨余垃圾多、水分含量高和热值低等一系列不同于西方发达国家城市垃圾的特点。我国利用回转窑协同处置生活垃圾起步较晚,上世纪九十年代上海万安水泥公司利用回转窑协同处置可燃废弃物,开创先河,随后上海建材集团、北京水泥厂、金隅集团北京水泥厂等也开始研发协同处置技术。虽起步较晚,但我国在协同处置固废技术上进行了大量的改革创新,其中代表性技术有海螺川崎CKK 技术、华新豪瑞HXH 技术、华润史密斯PHC 技术、中材国际SINOMA 技术等。

标准牵头单位华新水泥股份有限公司和华新环境工程有限公司积极对水泥窑处置废弃物进行了研究和实践。其中“水泥窑高效生态化协同处置固体废弃物成套技术与应用”荣获2016年国家科学技术进步奖二等奖;与华新水泥股份有限公司技术研究院及武汉理工大学等高校合作,对生活垃圾预处理可燃物的入窑进行研究;华新水泥集团的20家协同处置工厂2020TSR约为10%;其中信阳工厂生活垃圾预处理可燃物的热能替代率(TSR)最高,2019年达到31%。能够为该标准的编制提供理论和实践保证和支持。

 

项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准,标准制定过程中如何考虑采用的问题;

经查,国外有水泥窑的污染物排相关标准,但没有专门针对生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置的运行、维护、管理的技术规程。

 

与国内相关标准间的关系:该标准项目是否有相关的国家或行业标准,该标准项目与这些标准是什么关系,该标准项目在标准体系中的位置;

目前对于水泥窑协同处置生活垃圾预处理可燃物,我国已经发布了一些标准,包括:

GB/T 34615-2017《水泥窑协同处置的生活垃圾预处理可燃物燃烧特性检测方法》

GB/T 35170-2017《水泥窑协同处置的生活垃圾预处理可燃物》

GB/T 35171-2017《水泥窑协同处置的生活垃圾预处理可燃物取样和样品制备方法》

GB/T 35172-2017《水泥窑用耐火材料抗生活垃圾预处理可燃物侵蚀性试验方法》

这些标准仅对水泥窑协同处置的生活垃圾预处理可燃物的取样和样品制备方法、燃烧特性和试验方法、品质表征方式和指标、以及水泥窑用耐火材料抗生活垃圾预处理可燃物侵蚀性试验方法做出了规定。没有专门针对生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置的运行、维护、管理的技术规程。随着水泥窑协同处置生活垃圾技术的快速推广,亟需制定技术规范,明确生产生活垃圾预处理可燃物在水泥窑中协同处置的关键技术要求和运行管理制度。

指出是否发现有知识产权的问题

该项目未发现有相关知识产权问题。本标准该技术暂不涉及专利。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
3 《生活垃圾预处理可燃物水泥窑协同处置技术规范》行业标准建议书.docx (22.07KB)任务书(建议书)