【中國耐火材料網】
中國建材聯合會提出的第二代新型干法水泥，其中特征之一"廢棄物安全無害化處置和資源化利用技術"指出，在環境條件許可和需要的情況下，實現利用廢棄物、城市垃圾、替代燃料達到40%。據統計，目前中國水泥行業的燃料主要為煤和天然氣，采用替代燃料的時間短，燃料種類少，只有10余家水泥廠使用替代燃料，年替代量不足5萬t標煤，總體的燃料替代率接近0；而早在2005年荷蘭水泥工業可燃廢物的替代比例高達83%，平均替代燃料使用率在20%~40%之間，并且歐美水泥工業使用廢舊輪胎，固體廢棄物，屠宰業棄置的肉、骨頭，廢棄塑料，廢機油及生物質燃料等。由于水泥窯中的煅燒具有如下特征：1)水泥回轉窯內氣體溫度可達2 000 ℃，其中分解爐溫度可達到1 100 ℃左右；2）停留時間長：窯內停留時間為8~20 s，分解爐內停留時間超過3 s；3）回轉窯內為氧化氣氛。以上特質決定水泥窯煅燒廢舊輪胎、固體廢棄物垃圾的可能性。筆者將在下文中簡述廢舊輪胎、石油焦以及生活垃圾等作為替代能源在水泥工業中的使用情況。
1 生活垃圾
2010年以來，中國取代日本成為世界第二大經濟體，中國經濟的快速發展的同時產生了許多副產品，影響了中國的環境和生態條件，城市固體垃圾（簡稱為MSW）就是其中一個。目前垃圾生產量以每年8%~10%的速度遞增，2015年城市生活垃圾產生量為2.6 億t，居世界首位，預計2020年中國城市垃圾產量為3.23億t。另外，相對美國95%的無害化處理率，中國無害化處理率僅為63.5%，其中城市77.9%，縣城27.4%。目前國際上對生活垃圾的處理以填埋、焚燒和堆肥為主，不同國家和地區由于經濟發展，生活習慣的區別，在處理方式上有所差異。美國、意大利、英國以衛生填埋為主，丹麥、日本、荷蘭、瑞士則以焚燒為主，而芬蘭、比利時則以堆肥處理為主，但是中國主要以簡易填埋處理為主。垃圾處理方法我國主要為以填埋，占85%；其次為堆肥，約占10%；只有3%~5%為焚燒處理。但是傳統的填埋造成中國土地資源的大量浪費。2015年6月中國工業和信息化部發文《六部委關于開展水泥窯協同處置生活垃圾試點工作的通知》，旨在化解水泥產能嚴重過剩矛盾，推進水泥窯協同處置城市生活垃圾。
新型水泥生產過程中，水泥窯排放的廢氣主要包括N2、CO2、O2、H2O、CO、NxO和硫化物以及有機化合物等。而垃圾焚燒后的排放物除以上廢氣外，垃圾熔渣包含堿性物質如Na2O、K2O等，酸性物質如HCl、SO3等，還會生成重金屬銻Sb、砷As、鎘CD、鉻Cr、汞Hg、鈦Ni和釩V。氣體污染物的主要來源：氯化氫主要來自PVC的燃燒；SO2來自硫化物的燃燒；氟化氫來自氟的燃燒； NOx來自垃圾中氮氣和空氣中氮氣的燃燒。
水泥窯協同處置垃圾，由于的垃圾中Na2O、K2O、S、Cl等揮發性組分燃燒揮發而在水泥窯窯尾、分解爐、預熱器等部位富集，加劇了相關部位耐火材料的侵蝕，降低耐火材料的壽命。因此協同處理城市垃圾的水泥窯用耐火材料需要特別考慮其抗堿侵蝕性能，分解爐建議選用抗剝落高鋁磚和SiC抗結皮澆注料，而預熱器選用高強耐堿磚和高強耐堿澆注料。