20世紀70年代，當?shù)聡蛫W地利的水泥廠使用第一批替代燃料時，按照現(xiàn)在的標準，當時的替代燃料比較粗糙，喂料系統(tǒng)也比較簡單?；剞D(zhuǎn)窯中熟料生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性能夠保證塊狀顆粒燃料進入系統(tǒng)，且有較長的停留時間直至完全燒盡。這些燃料包括從窯尾煙室直接喂入的整條輪胎和輪胎碎片，基本可以為熟料生產(chǎn)提供所需將近20%的熱能。沒過多久，在水泥生產(chǎn)行業(yè)使用“廢物”作為替代燃料的經(jīng)濟效益就在該行業(yè)得到了廣泛認可，進而也導致不同類型的垃圾衍生燃料（RDF）的使用增加，例如預處理的城市垃圾和工業(yè)生產(chǎn)殘留物中的塑料。

然而，早期使用替代燃料的方法的局限性很快也暴露出來，水泥廠無法簡單的通過向窯尾煙室喂入塊狀顆粒更細的燃料來實現(xiàn)超過20%的熱替代率（TSR）。如果想要實現(xiàn)更高的熱替代率以進一步節(jié)約燃料成本，就需要通過其他途徑來實現(xiàn)。最開始，水泥廠將熱值高、尺寸顆粒小的RDF混合到主燃燒器燃料中進行燃燒，后來隨著預分解工藝越來越廣泛地推廣，向分解爐中喂入RDF可以使得總熱替代率（TSR）超過40%，但是該方法需要引入氯旁路放風系統(tǒng)，以避免窯尾煙室和分解爐下部的粘性結(jié)塊。

那么，什么是替代燃料？

替代燃料指的是使用可燃廢棄物作為水泥窯熟料生產(chǎn)，替代傳統(tǒng)天然化石燃料?？扇紡U棄物在水泥工業(yè)中的應用不僅可以節(jié)約一次能源，并且有助于環(huán)境保護，助力我國固體廢物污染環(huán)境防治所遵循的“減量化”、“資源化”、“無害化”（簡稱“三化”）基本原則。數(shù)據(jù)顯示，如果在水泥生產(chǎn)中使用40％的替代燃料，每生產(chǎn)100萬噸熟料將少排放約10萬噸二氧化碳，與水泥行業(yè)綠色低碳的發(fā)展方向密切相關。

我們行業(yè)所稱的“替代燃料”實際上包含了大量具有不同物理和化學特性的材料。而且它們之間都有一個共同點：是由最初并非用作燃料的材料制成的，其顆粒尺寸、化學組成和水分含量都不是“預先處理好的”，而且熟料生產(chǎn)過程需要燃料在水泥窯和分解爐的指定區(qū)域精確釋放熱能，因此，替代燃料需要根據(jù)水泥工藝的要求在特殊的預處理工廠中進行預加工處理。

替代燃料的預處理與協(xié)同處置

在水泥廠，任何一種替代燃料使用的經(jīng)濟性，都是在預處理和協(xié)同處理之間找到適當?shù)钠胶?。他們兩者之間有一個簡單的聯(lián)系：在預處理上花費的投入越多，協(xié)同處理的過程就越簡單，因為越細碎的且深度干燥的替代燃料顆粒，越容易燃燒。例如，在主燃燒器中燃燒替代燃料就不需要復雜的燃燒技術，相比之下，粒徑大的、水分高的、輕度預處理的塊狀替代燃料顆?？赡苄枰粋€特殊的反應器來幫助它們充分燃燒。一旦實現(xiàn)了這一點，就可以在水泥廠進行協(xié)同處理。

在許多發(fā)達國家，首選的方法傾向于加大預處理力度，以生產(chǎn)易于燃燒的工廠友好型替代燃料。事實上，為了進一步簡化RDF使用的市場和技術，已經(jīng)進行了幾次“標準化”RDF的嘗試。然而，由于替代燃料使用的主要動機是降低成本，每個工廠都會根據(jù)自己的條件，利用不同的手段來優(yōu)化其預處理和協(xié)同處理成本之間的平衡，而且每個水泥廠的平衡點都是不同的。這種不匹配，再加上各種類型替代燃料的分布不一致，以及水泥廠的專業(yè)技術能力的不一致，意味著RDF標準化的嘗試迄今尚未得到足夠的支持。

下圖顯示了水泥廠中替代燃料預處理和協(xié)同處理的投資成本與替代燃料質(zhì)量之間的相互依賴關系。由于無論替代燃料預處理的程度如何，都必須安排接收、儲存、處理和計量的相應裝置，因此該投資成為了使用任何質(zhì)量替代燃料的基礎平臺。從這一點開始，隨著質(zhì)量的進一步提高，預處理成本顯著上升。

安裝深度處理替代燃料設備的投資成本與低預處理替代燃料設備的投資成本相差不大，然而，與深度處理替代燃料相比，使用低預處理替代燃料的成本效益表明，隨著時間的推移，運營支出顯著降低。這一點，以及越來越多的使用更多的主要是水分高的、難以點燃的生物質(zhì)替代燃料的需求，導致越來越多的水泥生產(chǎn)商尋找能夠處理任何類型或質(zhì)量的替代燃料技術。這為他們的替代燃料采購流程提供了靈活性，可以工廠自行采購或由外部供應商交付，同時節(jié)省了預處理成本。

德國洪堡PYROROTOR?

德國洪堡在線回轉(zhuǎn)焚燒爐 PYROROTOR?用于處理水泥生產(chǎn)中燃燒性能較差的替代燃料，通過德國洪堡在水泥工藝中對替代燃料進行協(xié)同處理的系列模塊化解決方案，PYROROTOR ?能夠滿足即使是預處理程度最低的替代燃料，也能達到最高熱替代率的要求。同時，該技術對于需要處置的替代燃料的尺寸和材料方面具有很大的靈活性，整個輪胎、輪胎碎片、粗糙和塊狀材料、難點燃材料，甚至污染和危險材料都可以在回轉(zhuǎn)焚燒爐中燃燒，可以盡量減少或完全避免對替代燃料進行復雜且昂貴的預處理。

對于水泥廠而言，PYROROTOR?無論是在經(jīng)濟上還是在環(huán)境上都是對工廠運營未來可持續(xù)發(fā)展的可持續(xù)投資，而且其物料適應性強的工藝特點，能夠滿足對未來可能處理的任何廢物衍生燃料進行協(xié)同處理，且無需進行額外的后續(xù)改造。此外，因使用廢棄材料生產(chǎn)水泥，在減少氮氧化物排放的同時也降低了生產(chǎn)水泥熟料對于環(huán)境產(chǎn)生的影響。是一種將可持續(xù)、低成本的水泥生產(chǎn)與更清潔的環(huán)境相結(jié)合的技術。

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