替代传统化石燃料的替代燃料及预处理
替代燃料的CO2减排潜力基于两个效应：首先，许多废燃料含有一定的生物质含量。该含量按CO2中性计算。其次，与煤或石油焦相比，大多数化石废物燃料与热值相关的二氧化碳排放因子更低。目前水泥工业中使用的纯生物质燃料主要是木材废料、稻壳、木屑、污水污泥和动物饲料。除这些燃料外，许多其他有机废料在全球水泥行业中的燃料使用水平较低。含有生物质的废物主要是经过预处理的工业和生活废物（含有有机纤维、纺织品、纸张等的某些部分）以及废轮胎，其中含有20%至35%的天然橡胶。
原则上，水泥窑可以利用高达100%的废物或生物质燃料。尽管如此，还是有一些技术限制，比如热值和某些微量元素或氯的含量。大多数有机材料的热值相对较低（10至18 GJ/t）。对于水泥窑的窑烧，通常要求燃料混合物的平均热值至少为20至22GJ/t。现代水泥窑的预分解器的燃烧实现了高达70%的燃料输入，允许使用低热值燃料。因此，预煅烧窑能够在煅烧炉中使用至少100%的低热值（替代燃料和/或生物质）燃料。较低的热值和较高的氯含量（需要氯旁路系统）将增加每吨熟料的特定燃料能量需求。尽管这些燃料的使用导致了更高的能源需求，但可以减少CO2排放。
水泥窑在非常高的替代率下的运行与使用纯化石燃料的运行有很大不同。除了原料的贡献外，使用具有高浓度氯和硫的燃料可能会在非常高的替代率下导致窑系统的操作问题。这归因于这样一个事实，即循环硫系统以及氯和碱循环系统可能导致窑入口、气体提升管、下部旋风级中的结皮形成增加，以及回转窑中的结圈的形成，随后导致窑停止。窑停止的额外数量增加了特定的能量需求。为了改进工艺程序，必须手动或自动清除堆积物。另一项措施是在窑入口安装旁路，以减少窑大气中的氯和硫含量。总之，经验和传统表明，替代燃料可以有效地用于水泥，技术操作经验作为主要标准已在整个行业得到发展。
以下数字是指替代燃料的替代率提高了65%。这可能与比能源需求增加8.5%有关。
1、对能源消耗的影响
- 热：增加200至300 MJ/t cli
- 电力：增加2至4 kWh/t cli
2、CO2减排
- 直接：减少30至40 kg CO2/t cli
- 间接：增加1至2 kg CO2/t cl
3、原料投入
- 替代燃料混合物（RDF、塑料、废轮胎、污水污泥等）增加0.1 t/t cli
- 化石燃料（煤）减少0.07 t/t cli
主要影响因素为
- -窑型，工厂的技术设备（筒仓、配料站）
- -替代燃料（包括生物质）的燃料特性-废物的生物质含量
- -含生物质废物和/或生物材料的可用性（与发电厂、钢铁工业等其他行业的竞争）
- -燃料混合物的CO2强度
- -使用各种替代品对替代率的限制燃料，例如，高达25%的旧轮胎
- -在此过程中干燥替代燃料所需的热能
成本估算
投资改造成本5～15百万欧元，运营成本3～4欧元/吨cem
备注：
-成本估算基于200万吨/年的熟料产能
-投资成本包括处理、储存、进料和配料设施
-运营成本表示为节约，仅包括燃料成本节约，因为这些是除投资成本外的主要经济驱动因素
-本文件附件一中给出了所有其他技术和财务假设。
条件、障碍、制约因素、扶持框架
-废物燃料的可用性、质量和价格将是关键因素
-许可条件
-废物联合处理的社会接受度
-废物预处理设施的投资和运营成本对待控制的窑炉运行可能产生负面影响（耐火材料的使用寿命、旋风堵塞等）
对于替代燃料的使用，燃料特性，如点火性能、粒度、热值或水分含量必须保持在一定范围内。例如，对于主燃烧器，燃料混合物的净热值应高于约20至22 GJ/t，而对于在煅烧炉中使用，净热值应超过约13 GJ/t。对于主燃烧，燃料必须足够细（通常小于20毫米），以便在气相中完全燃烧，尤其是在向主燃烧器进料时。或者，也可以将燃料供给煅烧炉或窑入口。一些替代材料的水分含量高，因此其净热值通常较低（例如，机械干燥的污水污泥：<2 GJ/t，纸浆废物：6-12 GJ/t，城市固体废物：8-10 GJ/t，垃圾衍生燃料：16-23 GJ/t）。这些废物可以在水泥厂中通过使用干燥器和来自窑系统的废热进行热干燥。如果燃料的粒度太粗，可以运行磨机来提高细度。一些磨机是为燃料的混合粉碎和热干燥而设计的。通过提高净热值和/或细度，可以使替代燃料适用于主燃烧系统，或者可以提高替代率。
近年来，为了干燥RDF，水泥行业已经安装了几种应用程序（在大多数情况下是带式干燥机或闪蒸干燥机）。对于污水污泥的干燥，使用滚筒干燥器、螺杆干燥器和带式干燥器，尽管到目前为止只有少数应用在运行。来自熟料冷却器的热废气或来自预热器塔的原料气用于输送所需的热能。切削磨和链式磨用于RDF的粉碎，但这项技术仍在不断涌现，尤其是在减少过度磨损方面。干燥器和磨机的安装和运行可以提高传统燃料对替代燃料的替代率。它需要通过与传统燃料相比降低燃料成本和减少窑炉运行干扰来摊销资本支出和运营支出。干燥技术的一个积极作用是降低了燃料的水分含量，从而减少了窑废气量，从而降低了主通风风扇的能源需求和窑系统的热能需求。在窑风机满负荷运行的情况下，安装燃料干燥器可以使窑以略高的容量运行。只有当来自干燥过程的潮湿废气没有被反馈到用于后燃烧目的的窑系统中时，这种积极影响才起作用。在其他情况下，必须安装额外的过滤器、气味减少系统或燃烧装置，以清洁干燥器废气。必须考虑磨机和干燥机运行的额外功耗。
1、对能源消耗的影响
- 热：增加0到50 MJ/t cli
- 电力：减少1～增加3 kWh/t cli
2、CO2减排
- 直接：减少13至23 kg CO2/t cli
- 间接：由0.6增至1.7 kg CO2/t cl
3、原料投入
- 替代燃料：粗RDF或 研磨0.02 t/t cl
- 替代燃料：湿RDF或 预干燥0.04 t/t cl
- 替代燃油：污水污泥，80%含水量 预干燥0.16 t/t cl
主要影响参数为
-替代燃料（污水污泥、垃圾衍生燃料、工业污泥）的可用性
-燃料特性（含水量、细度、均匀性）
-生物质或替代燃料干燥过程的热能可用性
-窑型（带/不带预分解器、长/短窑）
成本估算
投资改造成本2～20百万欧元，运营成本2.2欧元/吨cem
备注：CAPEX包括干燥机或磨机、排气扇和排气管。根据燃料类型和替代燃料的增长率，可能需要额外的设备（即废气过滤器和气味减少系统、循环热油系统、增加燃料的储存和计量能力）-运营成本取决于燃料原料和相关成本结构。由于使用了湿材料，因此假设这些材料可以零成本购买废燃料中的燃料特性和不需要的成分可能会导致材料磨损，并可能显著增加运营成本。替代燃料研磨的情况是指替代燃料的替代率更高，反映了电力使用的增加。二氧化碳减排潜力与燃料替代量增加10%至20%有关——本文件附件一中给出了所有其他技术和财务假设条件、障碍、限制、使能框架-废热的可用性-环境法规-燃料中的破坏性材料，即金属片