新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾的技術分析

摘要：城市垃圾處理是近年來城市化發展過程中面臨的一個重要課題，對構建宜居城市、建設生態社會具有重大的積極意義。本文基于大量文獻資料，對新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾的技術工藝和效用進行了簡要分析，認為該種技術優勢明顯，有較好的社會效益和環境效益，應用前景廣泛。

關鍵詞：生活垃圾；水泥窯；技術工藝；技術效用

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著城市化進程的加快，如何處理城市生活垃圾成為我國生態文明城市建設面臨的共同難題。調查顯示，全國1/3以上城市陷入了生活垃圾包圍中，使城鄉結合區域環境惡化十分嚴重，影響文明生態城市建設。基于此，提出采用新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾技術，實現垃圾處理的零排放、無害化、資源化目標，適應可持續發展要求[1]。

1 技術工藝

新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾技術將垃圾焚燒爐與水泥生產工藝結合在一起，利用燃燒后的高溫熱煙氣替代新型干法水泥窯系統分解爐的傳統燃料，借助分解爐內的高溫條件、堿性條件吸收垃圾處理產生的有害氣體，如二噁英等，使垃圾處理達到零排放、無害化、資源化要求。該種城市生活垃圾處理技術，不僅能利用水泥窯處理垃圾，也可以將垃圾轉化為原燃料加以利用，既能處理好垃圾中的有害物質，又能減少資源消耗，社會效益和生態效益明顯。整個技術的操作工藝流程如圖1所示，先通過運輸車將生活垃圾運至垃圾暫存庫，預處理后存放在垃圾儲存庫中，利用引風機產生負壓，產生的臭風引入空預器，并加熱至220℃，作為水泥窯助燃風。在儲坑內倒入新鮮垃圾后，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行燃燒，遺留下來的殘渣要進行分析，及時回收重金屬。其余的灰渣送入分解爐作為原料。燃燒后的煙氣持續高溫焚化處理，保持溫度達850℃以上，停留7s以上，可破壞煙氣中有害物質結構，實現零污染、無害化[2]。

2 技術效用

2.1 完全消滅二噁英

城市生活垃圾中的不完全燃燒物質主要是二噁英，利用水泥窯可以完全消滅這種有害物質。第一，水泥窯燃燒溫度在1600℃上，燃燒后的氣體在窯內停留6-10s，遠高于城市生活垃圾處理規范基本要求，能夠使二噁英在水泥窯的高溫環境中完全分解；第二，生產水泥產生的堿性原料對二噁英物質中的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，建構了一個天然的堿性環境，對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，減少有害物質的排放。由此可見，水泥窯堿性、高溫的環境使城市生活垃圾燃燒過程中不易產生有害氣體，酸性氣體可被吸收、重金屬可被固化，燃燒產生的灰渣可替代水泥熟原料，優化資源利用[3]。

2.3 城市生活垃圾燃燒后產生物質可作為水泥原料、燃料，減少資源使用

眾所周知，垃圾成分一般包括輕質可燃物、廚余物、灰渣。過去很長一段時間內，城市生活垃圾燃燒產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工藝結合起來后，這種現象得到了有效改善。在此技術工藝下，生活垃圾燃燒后產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，輕質可燃物可以替代傳統生產工藝中的煤炭燃料。可以說城市生活垃圾產生的廢棄料被水泥生產工藝很好地加以利用，極大解決了水泥生產成本。

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格控制。

2.4 完全消滅生活垃圾

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

2.5 工藝靈活

水泥窯協同處理城市生活垃圾的做法在我國應用很多，目前已經產生了多種工藝，處理方式十分靈活。常見的協同處理方式有回轉窯、氣化爐、熱盤路等。以上幾種工藝有兩個共同點：第一，利用生活垃圾焚燒產生的熱煙氣替換水泥分解爐的傳統熱源，作為水泥生料預熱、預分解的主要熱量。在此基礎上，利用水泥分解爐的高溫、堿性環境吸收煙氣中的有害物質，固化重金屬；第二，通過垃圾焚燒產生的煙氣與水泥分解爐產生的煙氣混合實現對垃圾煙氣的完全消滅，工藝簡單，一般水泥廠都能實現。綜合以上兩個方面考量，可以很明顯地看出來水泥窯協同處理垃圾焚燒爐進行城市生活垃圾處理的技術實用性、經濟性、生態性都很高，應用效果十分突出。

3 結論

綜上所述，新型干法水泥窯協同處置城市生活垃圾的技術工藝簡單、靈活，易于實現，值得廣泛的應用推廣。相關部門和機構應當加大回轉窯、氣化爐、熱盤路等工藝在城市生活垃圾協同處置中的應用研究，同時加大基礎設施建設，搭建焚燒爐與分解爐的工藝系統，充分發揮水泥窯協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

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

[2]鐘子超，刁秀華，朱沛峰，徐海云，陳世濠.水泥窯協同處置固體廢棄物的探討[J].中國環保產業，2016，13（03）：28-35.

[3]李曉靜，朱靜，劉宏嘯，熊運貴.水泥窯協同處置城市生活垃圾的優勢分析[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選及實例分析[D].北京：中國科學院大學（工程管理與信息技術學院），2015.

收稿日期：2017-11-15

作者簡介：胡景瑞（1970-），男，本科，高工，研究方向為水泥窯協同處置城市生活垃圾方面。