在水泥制造工業(yè)中AFR是指替代燃料及原材料(Alternative Fuels and Raw Material)。與傳統(tǒng)的水泥窯使用AF(替代燃料)不一樣的是，水泥制造過程中不僅使用從廢物中回收的能源，還重復(fù)利用其礦物質(zhì)（鈣、鋁、鐵、硅等），取代來自自然中的資源，是一種更為精細(xì)和高效的廢物再利用方法，也是目前水泥窯協(xié)同處置廢物的發(fā)展潮流。

水泥廠AFR生產(chǎn)線工作方式

不同的廢棄物化學(xué)成分和物理特性各不相同，無法在水泥廠直接進(jìn)行協(xié)同處理。它們需要經(jīng)過初步處理，即所謂的預(yù)處理，以將它們轉(zhuǎn)化為符合水泥廠環(huán)境和運(yùn)營要求的均質(zhì) AFR。

預(yù)處理設(shè)施涉及不同的單元操作，如分離/分類、混合/混合、破碎和干燥。固體廢物通常通過機(jī)械或機(jī)械生物處理進(jìn)行預(yù)處理以生產(chǎn)替代燃料（例如固體回收燃料SRF、垃圾衍生燃料RDF）。如果廢物含有很少或不含可生物降解材料，則預(yù)處理設(shè)施僅通過機(jī)械處理來增強(qiáng)進(jìn)料，主要是通過減小尺寸和去除不可燃惰性材料（石頭、玻璃、金屬等）。下圖說明了使用初級破碎機(jī)、風(fēng)選機(jī)和二級破碎機(jī)的機(jī)械處理過程。

在固體廢物還含有大量可生物降解材料的情況下，可以使用機(jī)械生物處理(MBT)。生物處理包括有機(jī)廢物部分的部分放熱需氧降解。用于固體燃料生產(chǎn)的生物過程通常基于強(qiáng)制通風(fēng)并導(dǎo)致水分減少（生物干燥）以及通過生物穩(wěn)定化減少氣味。在某些情況下，固體AFR也會進(jìn)行熱干燥以進(jìn)一步增加其熱值。熱干燥過程優(yōu)選使用來自水泥窯的余熱或太陽能作為熱源。

水泥生產(chǎn)哪個(gè)流程中引入AFR？

AFR可以在熟料制造過程的不同位置引入。每個(gè)進(jìn)料點(diǎn)需要不同的工藝條件（例如溫度、氣體速度），因此適用于不同的質(zhì)量的AFR。在現(xiàn)代最先進(jìn)的水泥窯系統(tǒng)中，AFR主要在兩個(gè)位置引入，一是用于煅燒反應(yīng)的預(yù)分解爐，二是回轉(zhuǎn)窯出口處的用于熟化反應(yīng)的燃燒器。總能量需求的一小部分也可以在回轉(zhuǎn)窯入口添加，即所謂的二次燃燒。

對于固體AF，進(jìn)料點(diǎn)主要取決于它們的制備程度，尤其是粒徑和熱值。對于液體和糊狀（淤泥）AF，進(jìn)料點(diǎn)的選擇取決于它們霧化成或多或少的細(xì)小液滴/顆粒的程度。

回轉(zhuǎn)窯入口二次燃燒對替代燃料的質(zhì)量要求最低?？梢栽谠撨M(jìn)料點(diǎn)引入非常粗糙的固體燃料，例如整個(gè)輪胎或非霧化污泥和低熱值燃料。燃料暴露在含氧氣的窯氣中，在回轉(zhuǎn)窯后端的料床上緩慢燃燒。然而，只有5-10%的窯爐總能源需求的一小部分可以在這里得到滿足。

預(yù)分解爐需要窯系統(tǒng)總能量需求的55-65%。可以在此進(jìn)料點(diǎn)添加粗固體AF、霧化污泥和液體。粗固體燃料需要足夠小，以便被預(yù)分解爐內(nèi)的氣流懸浮，以防止它們掉落到窯爐入口。預(yù)分解爐適用于具有中等熱值的AF，所有燃料的平均熱值應(yīng)至少為11至13GJ/t。氧化條件和2至7秒的高氣體滯留時(shí)間可確保完全燃燒。 

在回轉(zhuǎn)窯的主要燃燒過程中占系統(tǒng)總能量需求的35-45%。 可在該進(jìn)料點(diǎn)引入可與回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的氣體混合和懸浮的精細(xì)固體AF和適當(dāng)霧化的液體。為了達(dá)到熟化反應(yīng)所需的高達(dá) 2,000°C 的火焰溫度，主燃燒時(shí)燃料的平均凈熱值需要至少為 18 至 22 GJ/t。 高溫、氧化條件和 6-8 秒的氣體滯留時(shí)間確保完全燃盡。 這些工藝條件使得水泥窯的主燒甚至適合于銷毀穩(wěn)定的有機(jī)化合物（例如持久性有機(jī)污染物）。

對于替代原料AR，總有機(jī)碳 (TOC) 含量是選擇合適進(jìn)料點(diǎn)的決定性標(biāo)準(zhǔn)。 如果 AR 的 TOC 含量低于 5,000 ppm，則它們可以像任何其他天然原料一樣送入原料破碎機(jī)或原料磨。 如果 TOC 含量高于 5,000 ppm，則應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室排放測試或工業(yè)試驗(yàn)，以確保揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC) 的排放量在允許范圍內(nèi)。 如果排出測試或工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明 VOC 排放量過高，則必須在確保完全破壞有機(jī)物的進(jìn)料點(diǎn)引入 AR，例如預(yù)分解爐或窯爐入口。

*數(shù)據(jù)僅供參考，不作為項(xiàng)目建議或合同條件。

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參考資料

《Guidelines on Pre- and Co-processing of Waste in Cement Production》