新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的技術(shù)分析

摘要：城市垃圾處理是近年來城市化發(fā)展過程中面臨的一個(gè)重要課題，對(duì)構(gòu)建宜居城市、建設(shè)生態(tài)社會(huì)具有重大的積極意義。本文基于大量文獻(xiàn)資料，對(duì)新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的技術(shù)工藝和效用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，認(rèn)為該種技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，有較好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，應(yīng)用前景廣泛。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；水泥窯；技術(shù)工藝；技術(shù)效用

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）01-0074-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.042

Technical analysis of co - disposing municipal solid waste with new type dry kiln

Hu Jingrui

（Sinoma International Environmental Engineering （Beijing）Co.，Ltd.， Beijing 100102，China）

Abstract： Urban garbage disposal is an important issue in the process of urbanization in recent years. It has great positive significance for building a livable city and building an ecological society. Based on a large amount of literature， this paper briefly analyzes the technical process and utility of co-processing municipal solid waste by a new dry-process cement kiln. It is considered that the technology has obvious advantages， good social and environmental benefits， and wide application prospect.

Key words： Domestic waste； Cement kiln； Technical process； Technical utility

隨著城市化進(jìn)程的加快，如何處理城市生活垃圾成為我國(guó)生態(tài)文明城市建設(shè)面臨的共同難題。調(diào)查顯示，全國(guó)1/3以上城市陷入了生活垃圾包圍中，使城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域環(huán)境惡化十分嚴(yán)重，影響文明生態(tài)城市建設(shè)?；诖?，提出采用新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾處理的零排放、無害化、資源化目標(biāo)，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求[1]。

1 技術(shù)工藝

新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)將垃圾焚燒爐與水泥生產(chǎn)工藝結(jié)合在一起，利用燃燒后的高溫?zé)釤煔馓娲滦透煞ㄋ喔G系統(tǒng)分解爐的傳統(tǒng)燃料，借助分解爐內(nèi)的高溫條件、堿性條件吸收垃圾處理產(chǎn)生的有害氣體，如二噁英等，使垃圾處理達(dá)到零排放、無害化、資源化要求。該種城市生活垃圾處理技術(shù)，不僅能利用水泥窯處理垃圾，也可以將垃圾轉(zhuǎn)化為原燃料加以利用，既能處理好垃圾中的有害物質(zhì)，又能減少資源消耗，社會(huì)效益和生態(tài)效益明顯。整個(gè)技術(shù)的操作工藝流程如圖1所示，先通過運(yùn)輸車將生活垃圾運(yùn)至垃圾暫存庫，預(yù)處理后存放在垃圾儲(chǔ)存庫中，利用引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，產(chǎn)生的臭風(fēng)引入空預(yù)器，并加熱至220℃，作為水泥窯助燃風(fēng)。在儲(chǔ)坑內(nèi)倒入新鮮垃圾后，先生物干化一周左右，降低水分，增加熱值。之后，通過行車抓斗把干化后的垃圾輸送至爐排進(jìn)行燃燒，遺留下來的殘?jiān)M(jìn)行分析，及時(shí)回收重金屬。其余的灰渣送入分解爐作為原料。燃燒后的煙氣持續(xù)高溫焚化處理，保持溫度達(dá)850℃以上，停留7s以上，可破壞煙氣中有害物質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)零污染、無害化[2]。

2 技術(shù)效用

2.1 完全消滅二噁英

城市生活垃圾中的不完全燃燒物質(zhì)主要是二噁英，利用水泥窯可以完全消滅這種有害物質(zhì)。第一，水泥窯燃燒溫度在1600℃上，燃燒后的氣體在窯內(nèi)停留6-10s，遠(yuǎn)高于城市生活垃圾處理規(guī)范基本要求，能夠使二噁英在水泥窯的高溫環(huán)境中完全分解；第二，生產(chǎn)水泥產(chǎn)生的堿性原料對(duì)二噁英物質(zhì)中的C1成分有吸收作用，從源頭上避免了二噁英在低溫條件下的再合成。

2.2 固化重金屬和吸收酸性氣體

水泥中的石灰石原料主要成分是碳酸鈣，此成分在高溫條件下分解出二氧化碳和氧化鈣，建構(gòu)了一個(gè)天然的堿性環(huán)境，對(duì)城市生活垃圾燃燒過程中的重金屬有固化作用。而且，也能吸收硫氧化物、氯化氫等酸性氣體，減少有害物質(zhì)的排放。由此可見，水泥窯堿性、高溫的環(huán)境使城市生活垃圾燃燒過程中不易產(chǎn)生有害氣體，酸性氣體可被吸收、重金屬可被固化，燃燒產(chǎn)生的灰渣可替代水泥熟原料，優(yōu)化資源利用[3]。

2.3 城市生活垃圾燃燒后產(chǎn)生物質(zhì)可作為水泥原料、燃料，減少資源使用

眾所周知，垃圾成分一般包括輕質(zhì)可燃物、廚余物、灰渣。過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，城市生活垃圾燃燒產(chǎn)生的灰渣通常廢棄處理，不留作它用。但是垃圾處理與水泥生產(chǎn)工藝結(jié)合起來后，這種現(xiàn)象得到了有效改善。在此技術(shù)工藝下，生活垃圾燃燒后產(chǎn)生的灰渣可作為水泥原料，廚余物高溫處理后也可以作為水泥原料，輕質(zhì)可燃物可以替代傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中的煤炭燃料?？梢哉f城市生活垃圾產(chǎn)生的廢棄料被水泥生產(chǎn)工藝很好地加以利用，極大解決了水泥生產(chǎn)成本。

城市生活垃圾燃燒后的灰渣成分與水泥幾種原材料十分相似，如黏土，所以將灰渣作為水泥生產(chǎn)制作的原材料是可行的。但是必須注意灰渣氯離子含量較高，其在水泥中的用量一定要嚴(yán)格控制。

2.4 完全消滅生活垃圾

傳統(tǒng)的城市生活垃圾處理方法不能完全消滅掉垃圾，而水泥窯協(xié)同垃圾焚燒爐是目前可以將垃圾完全消滅掉的科學(xué)方法之一。第一，水泥窯焚燒產(chǎn)生的熱值能夠?qū)崿F(xiàn)生活垃圾充分燃燒；第二，灰渣作為水泥原料的一部分，減低生產(chǎn)成本。城市生活垃圾焚燒后產(chǎn)生的飛灰中一定含量的重金屬、二噁英及一些有毒物質(zhì)，對(duì)于這些物質(zhì)可以充分利用水泥窯的高溫、堿性環(huán)境去處理，真正實(shí)現(xiàn)了污染物、廢棄物零排放。對(duì)于重金屬、二噁英等物質(zhì)過去一直采用水泥固化再掩埋的方法，成本不僅高，也浪費(fèi)資源[4]。

2.5 工藝靈活

水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾的做法在我國(guó)應(yīng)用很多，目前已經(jīng)產(chǎn)生了多種工藝，處理方式十分靈活。常見的協(xié)同處理方式有回轉(zhuǎn)窯、氣化爐、熱盤路等。以上幾種工藝有兩個(gè)共同點(diǎn)：第一，利用生活垃圾焚燒產(chǎn)生的熱煙氣替換水泥分解爐的傳統(tǒng)熱源，作為水泥生料預(yù)熱、預(yù)分解的主要熱量。在此基礎(chǔ)上，利用水泥分解爐的高溫、堿性環(huán)境吸收煙氣中的有害物質(zhì)，固化重金屬；第二，通過垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣與水泥分解爐產(chǎn)生的煙氣混合實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾煙氣的完全消滅，工藝簡(jiǎn)單，一般水泥廠都能實(shí)現(xiàn)。綜合以上兩個(gè)方面考量，可以很明顯地看出來水泥窯協(xié)同處理垃圾焚燒爐進(jìn)行城市生活垃圾處理的技術(shù)實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性都很高，應(yīng)用效果十分突出。

3 結(jié)論

綜上所述，新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、靈活，易于實(shí)現(xiàn)，值得廣泛的應(yīng)用推廣。相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加大回轉(zhuǎn)窯、氣化爐、熱盤路等工藝在城市生活垃圾協(xié)同處置中的應(yīng)用研究，同時(shí)加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，搭建焚燒爐與分解爐的工藝系統(tǒng)，充分發(fā)揮水泥窯協(xié)同處理垃圾的積極效用，搞好城市生活垃圾處理工作。

參考文獻(xiàn)

[1]楊倩，呂宙峰.新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的技術(shù)分析[J].化學(xué)工程與裝備，2013，23（07）：195-197.

[2]鐘子超，刁秀華，朱沛峰，徐海云，陳世濠.水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物的探討[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2016，13（03）：28-35.

[3]李曉靜，朱靜，劉宏嘯，熊運(yùn)貴.水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的優(yōu)勢(shì)分析[J].能源研究與管理，2015，18（01）：19-22.

[4]陳曉東. 生活垃圾處理方案優(yōu)選及實(shí)例分析[D].北京：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2015.

收稿日期：2017-11-15

作者簡(jiǎn)介：胡景瑞（1970-），男，本科，高工，研究方向?yàn)樗喔G協(xié)同處置城市生活垃圾方面。