水泥廠用生活垃圾代替部分燃料的成功經驗

王寶春　林　東　袁　俊　蔣忠民

中材建設有限公司（100176）

水泥廠用生活垃圾代替部分燃料的成功經驗

王寶春林東袁俊蔣忠民

中材建設有限公司（100176）

這里介紹了某歐洲水泥廠用生活垃圾（RDF）替代部分燃料直接喂入分解爐的流程及其產生的經濟價值和效果。生活垃圾（RDF）替代部分燃料不僅節約的燃料成本，而且大大降低了NOx的量，在保證排放值下，降低了氨水的消耗量，進一步節約了成本。

城市生活垃圾是人們生活中產生的固體廢棄物，在收集、運輸和處理過程中，所含有和產生的有害成分會對大氣、土壤、水體造成污染，不僅嚴重影響城市環境質量而且威脅人類健康。隨著經濟的發展，城市規模越來越大，垃圾的生成量成倍增長，垃圾滋生已成為繼能源、交通、工業排放的“三廢”之后又一重大環保難題。

歐盟國家對水泥行業環保要求很嚴格，水泥廠的各項環保指標都必須達標。新建的水泥生產線在設計時應充分考慮節能減排的要求，增加一個用生活垃圾（RDF）代替部分分解爐燃料的系統。

1　垃圾焚燒系統簡介

1.1垃圾焚燒系統流程

RDF堆場→半自動行車→喂料秤→板喂機→鵝頸輸送機→分解爐

RDF堆場→異味控制器→收塵器

1.2垃圾焚燒系統主要設備配置

垃圾堆棚：210 m3。抓料行車：40 t/h。喂料秤：2～20 t/h。鵝頸輸送機：2～20 t/h。板喂機：2～20 t/h。收塵風機（2臺）：45 000 m3/h。異味控制器：45 000 m3/ h。截止閥：2個。羅茨風機：1 410 m3/h。

1.3垃圾焚燒系統流程簡介

經過破碎等處理后的生活垃圾通過全密封的專用車運至RDF堆棚的兩個容積100 m3的卸料坑。一個半自動抓斗行車按照設定的程序自動將RDF抓至存儲區或根據喂料秤小倉的倉重變化，抓斗行車自動抓料至喂料秤小倉。喂料倉里的料進入板式喂料秤，板喂機和鵝頸輸送機將料送進分解爐內燃燒。為了保證RDF能順暢地進入分解爐和安全喂料要求，在喂料溜子使用了一臺回轉下料器和2臺氣動截止閥，并為回轉下料器配置了一臺羅茨風機。燒RDF時分解爐截止閥常開，不燒垃圾時截止閥常閉。

RDF堆棚全密封，頂部設置消防噴水，側面平均分布多個收塵點。為保證堆棚內異味不向外擴散，收塵器和風機之間增加了一個異味控制器。

本項目異味控制器包括多級填料濕式凈化塔和復合光催化裝置兩部分。多級填料濕式凈化塔包括洗滌凈化層和脫水除霧層兩部分，適用于NOx、SO2、H2SO4、HCL、金屬煙塵等有毒有害氣體的凈化，并適用于氨、硫化氫、甲醛、甲醇、胺類等惡臭物質的除臭處理。

復合光催化裝置由復合光催化金屬鎳網和C波段紫外光燈管組合。光催化劑納米粒子在一定波長的紫外光線照射下才能受激發生成電子—空穴對，空穴分解催化劑，進行殺菌、除臭。整個光催化氧化過程不會產生臭氧，不會因產生臭氧而帶來新的環境污染。

光催化工藝主要是由鑲嵌有納米二氧化鈦（TiO2）的泡沫鎳網、產生254 nm和185 nm紫外線、電控系統及設備殼體等四大部分組合。光催化工藝能有效地去除部分揮發性有機和無機化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氫等。這些有害氣體可經過二氧化鈦的催化作用，被完全分解破壞，達到無機化，而不形成中間產物。目前，很多發達國家，在充分應用含有二氧化鈦的光催化涂料，涂在建筑物外墻和馬路隔音板上，利用太陽光來分解汽車排放廢氣中的氮氧化物，從而凈化空氣。

異味控制器流程：多級填料濕式凈化塔→鵝形管道→復合光催化裝置→風機→排風風管

2　不燒RDF和燒RDF生產線性能測試結果

2.1燃料和RDF熱值

燃料和RDF熱值見表1，該廠所用的燃料是石油焦。

表1　燃料性能參數

2.2不燒生活垃圾時的性能測試見表2、表3表5

表2　不燒生活垃圾時系統能力

2.3燒生活垃圾時性能測試結果見表4

表4　燒生活垃圾時系統能力

2.4氣體排放對比

從兩個考核結果來看，氣體排放符合要求。

2.5經濟效益分析

1）氨水用量

表3　不燒生活垃圾時系統性能測試值及保證值

表5　不燒生活垃圾時系統性能測試值及保證值

圖1　氣體排放圖

2）燃料消耗

注：該廠燃料采購于其他國家，綜合單價不低于100歐元/t，每噸熟料節省燃料費1.8歐元。

3）生活垃圾消耗

注：目前還不清楚歐盟對燒生活垃圾財政政策規定。

4）不考慮財政補貼的因素，每噸熟料降低成本2.2歐元。按照年產熟料100萬噸計，該廠每年節省220萬歐元，處理生活垃圾5.4萬噸。

3　燒生活垃圾時操作注意事項

生活垃圾水分和成分不穩定，分解爐的溫度波動較大，分解爐喂料秤PID調節要求較高，實際生產分解爐溫度波動可控；因為生活垃圾比較輕，如果系統風量過大，部分生活垃圾可能被拉進預熱器，實際生產時要注意風量的控制。

4　生活垃圾在水泥行業應用展望

目前，國外正在研究用替代燃料取代傳統燃料。有關數據顯示，我國日常生活垃圾80萬噸，年產近3億噸，垃圾累計堆存量已達80億噸，約400座城市陷入“垃圾圍城”困境。水泥行業處理生活垃圾是一個不錯的選擇。