淺談水泥窯協(xié)同處置生活垃圾經(jīng)濟(jì)實(shí)踐

李志浩

摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代城市的不斷擴(kuò)張，城市每天產(chǎn)生的生活垃圾總量不斷增加，如何更加高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的處理生活垃圾成為了研究的一個(gè)熱點(diǎn)。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)應(yīng)用于生活來及處理中，符合當(dāng)前我國(guó)社會(huì)倡導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)減量化與資源無害化發(fā)展理念，不但實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾的高效處理，同時(shí)還達(dá)到了資源充分利用的目的。基于此，文章對(duì)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾展開了分析，并探討了其經(jīng)濟(jì)性，旨在進(jìn)一步推動(dòng)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟(jì);水泥窯;協(xié)同處置;生活垃圾;效益

綠色化、環(huán)保化發(fā)展是我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)資源的循環(huán)化、集約化利用對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展具有中意義。當(dāng)前我國(guó)城市生活垃圾的主要處置方法為填埋法與焚燒法，利用焚燒爐通過焚燒的方式來處理城市生活垃圾，能夠有效縮減垃圾容量，然而與此同時(shí)在垃圾燃燒過程中也會(huì)產(chǎn)生很多具有危險(xiǎn)性質(zhì)的廢棄物，必須要對(duì)其進(jìn)行二次處理之后才能夠排放，另外垃圾燃燒過程中產(chǎn)生的二噁英很難進(jìn)行徹底清除，所以雖然焚燒法在生活垃圾處理方面有著較大的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一定缺陷。近些年，在國(guó)內(nèi)外行業(yè)專家和技術(shù)人員的攻關(guān)下，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)不斷成熟，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也逐漸體現(xiàn)出來。

1 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的特征分析

目前，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)可以主要?jiǎng)澐殖伞八喔G+機(jī)械爐排爐”、“水泥窯+回轉(zhuǎn)窯爐”、“水泥窯+階梯外掛爐”、“水泥窯+氣化焚燒爐”、“RDF技術(shù)”等幾種技術(shù)形式。各種技術(shù)形式的優(yōu)缺點(diǎn)如下所示：

1.1 “水泥窯+機(jī)械爐排爐”技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

利用該技術(shù)進(jìn)行生活垃圾的處理過程中，其關(guān)鍵裝置為機(jī)械爐排爐，生活垃圾在堆放一周左右時(shí)間的發(fā)酵預(yù)處理并脫除大多數(shù)的水分之后，會(huì)被送進(jìn)機(jī)械爐排爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)被管道通入水泥窯分解爐中通過燃燒將其中的有害氣體進(jìn)行去除。

優(yōu)點(diǎn)：不用對(duì)生活垃圾實(shí)施進(jìn)一步的篩選與粉碎，垃圾處理效果幾乎不會(huì)被垃圾的種類所影響。

缺點(diǎn)：對(duì)排爐的材料有著一定的要求，對(duì)于含水率高的污泥類垃圾以及大件的生活垃圾處理較為困難。

1.2 “水泥窯+回轉(zhuǎn)窯爐” 技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

采用這一技術(shù)進(jìn)行生活垃圾的處理，其關(guān)鍵裝置為垃圾焚燒爐，在焚燒爐完成垃圾的焚燒過程后，廢氣會(huì)被通進(jìn)水泥窯分解爐中通過燃燒將其中的有害氣體進(jìn)行去除。

優(yōu)點(diǎn)：不用對(duì)生活垃圾實(shí)施進(jìn)一步的篩選與粉碎，生活垃圾能夠被充分進(jìn)行燃燒，熱效率非常高。

缺點(diǎn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)垃圾處理量相對(duì)較少，并且受到垃圾種類的影響較為嚴(yán)重。

1.3 “水泥窯+階梯外掛爐” 技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

該技術(shù)在處理生活垃圾時(shí)，垃圾會(huì)先在外掛爐內(nèi)進(jìn)行焚燒，這就使得在水泥窯分解爐中進(jìn)行處理的垃圾廢棄物總量大幅度降低，提升處理效率。

優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)利用空氣炮進(jìn)行送風(fēng)，擾動(dòng)物料增加爐內(nèi)氣體湍流度，提高燃燒效率，幫助廢棄物快速燃盡，廢棄物中的熱值獲得更高利用率。

缺點(diǎn)：需要對(duì)處理的垃圾進(jìn)行較為詳細(xì)的分類，前處理投入會(huì)比較大。

1.4 “水泥窯+氣化焚燒爐” 技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

這種技術(shù)形式在處理生活垃圾時(shí)其關(guān)鍵裝置為氣化焚燒爐，燃燒原理和循環(huán)流化床鍋爐比較相近，垃圾焚燒完成后的氣體被通進(jìn)水泥窯實(shí)施深度燃燒處理。

優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)⑸罾M(jìn)行徹底焚燒，并且焚燒過程幾乎不會(huì)被垃圾種類所影響，垃圾處理速度比較快。

缺點(diǎn)：在焚燒之前需要對(duì)垃圾進(jìn)行破碎處理，并且還需要提供燃料進(jìn)行預(yù)熱，會(huì)增加額外投入。

1.5 RDF技術(shù)形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

使用RDF技術(shù)對(duì)生活垃圾處理時(shí)，需要提前對(duì)垃圾實(shí)施破碎以及發(fā)酵干化預(yù)處理，同時(shí)還需要對(duì)能夠燃燒的部分實(shí)施二次破碎處理，并向其中加入適量的添加劑，并經(jīng)由成型以及篩分工序?qū)⑵渲瞥衫苌剂希罱K將這部分垃圾衍生燃料送入多通道燃燒器，并噴到水泥窯的窯頭進(jìn)行燃燒處理。

優(yōu)點(diǎn)：

垃圾衍生燃料含水量較低，熱值非常高。

缺點(diǎn)：

要投入資金和場(chǎng)地構(gòu)建專門的垃圾預(yù)處理廠，預(yù)處理工序和操作較為復(fù)雜，時(shí)間較久。

在當(dāng)前我國(guó)生活垃圾焚燒行業(yè)，“水泥窯+機(jī)械爐排爐”、“水泥窯+氣化焚燒爐”技術(shù)憑借著單位時(shí)間垃圾處理量更高而得到了更加普遍的使用。

2 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益分析

從某種程度上來講，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的應(yīng)用是符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展所倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的。所謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)指的就是“資源→產(chǎn)品→再生資源”和“生產(chǎn)→消費(fèi)→再循環(huán)”閉環(huán)型物質(zhì)流動(dòng)模式。這種經(jīng)濟(jì)模型的最顯著特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)資源的綜合化使用，能夠?qū)⒃緩U棄的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可以再次利用的資源，比如垃圾能夠提供熱能;工業(yè)廢棄的硫酸渣、粉煤渣能夠作為水泥生產(chǎn)材料;同時(shí)再次過程中還能夠縮減廢棄物的排放總量，生活垃圾經(jīng)過焚燒和水泥窯深度處理之后，大大降低了二噁英等有害物質(zhì)的排放量，這樣就有效的保護(hù)了環(huán)境。具體來講，這種循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式可以分為區(qū)域間經(jīng)濟(jì)大循環(huán)以及企業(yè)內(nèi)部的小循環(huán)兩種類型。

2.1 區(qū)域大循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益分析

水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的應(yīng)用，有助于完成城市生活有效利用垃圾的無害化轉(zhuǎn)變，盡可能的降低垃圾直接填埋對(duì)周圍地表環(huán)境與水環(huán)境造成的影響。同時(shí)，水泥產(chǎn)業(yè)還能夠粉煤灰、石膏、硫酸渣等固體廢棄物，達(dá)到垃圾資源化使用的目的。

另外，水泥窯分解爐的溫度能夠高達(dá)900℃，垃圾焚燒完成后產(chǎn)生的廢氣能夠在分解爐中完成進(jìn)一步燃燒，有效降低煙氣中二噁英等有害氣體的含量。和傳統(tǒng)的垃圾焚燒法比較，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)能夠有效降低二噁英等有害物質(zhì)的含量，降低對(duì)大氣環(huán)境的污染。同時(shí)，廢氣中的酸性污染物還會(huì)與氧化鈣等物質(zhì)在高溫下發(fā)生反應(yīng)，降低二氧化硫等酸性氣體的排放量。

2.2 企業(yè)內(nèi)部小循環(huán)經(jīng)效益分析

眾所周知，垃圾堆放過程中會(huì)產(chǎn)生一些滲濾液，不但會(huì)散發(fā)難聞的氣味，同時(shí)還會(huì)污染場(chǎng)地和周圍環(huán)境。而通過水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的使用，能夠?qū)B濾液通入生料立磨替代磨內(nèi)噴水，在處理滲濾液的同時(shí)實(shí)現(xiàn)提升磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)的效果。

另外，垃圾焚燒之后會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱能能夠?yàn)槿紵隣t提供蓄熱介質(zhì)，同時(shí)還能夠?yàn)樗喔G的燃燒熱量進(jìn)行使用。企業(yè)可以在水泥窯的窯頭與窯尾設(shè)置余熱發(fā)電設(shè)備，利用余熱進(jìn)行發(fā)電;還能夠利用余熱來進(jìn)行生料以及煤磨的烘干熱源。雖然這種處理方案在當(dāng)前的工藝水平下無法有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，但是卻是整個(gè)社會(huì)所倡導(dǎo)的一種綠色、環(huán)保生產(chǎn)方式，可以進(jìn)一步提升社會(huì)效益與環(huán)保效益。

3 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 項(xiàng)目概況

某水泥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)水泥生產(chǎn)線進(jìn)行了改造，向其中增加了兩條300t/d的生活垃圾處理系統(tǒng)，年處理城市生活垃圾總量為20萬t，選擇使用干法窯外分解生產(chǎn)工藝，建設(shè)1條日產(chǎn)12000t熟料新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，處理130萬t/a工業(yè)廢渣，年產(chǎn)水泥440萬t;同步配套18MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。建設(shè)的工程內(nèi)衣主要涵蓋垃圾處理系統(tǒng)，涉及到生活垃圾的儲(chǔ)存、破損、焚燒、煙氣管道等部分;工業(yè)廢渣綜合利用系統(tǒng)，涉及到粉煤灰粉煤灰、脫硫石膏、煤渣、矸石等;18MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。

3.2 生產(chǎn)工藝

該水泥廠生產(chǎn)線經(jīng)過改造之后，生活垃圾通過破碎工序之后會(huì)經(jīng)過密閉的喂料裝置將生活垃圾送進(jìn)氣化焚燒爐，在氣化焚燒爐內(nèi)，生活垃圾與蓄熱介質(zhì)進(jìn)行接觸之后，部分易燃垃圾燃燒氣化，燃燒產(chǎn)生的熱量來維持汽化爐內(nèi)蓄熱介質(zhì)的溫度，從而使進(jìn)入汽化爐的垃圾能夠持續(xù)進(jìn)行氣化;另一部分垃圾氣化之后產(chǎn)生的可燃性氣體被融進(jìn)水泥窯分解爐，在分解爐內(nèi)燃燒后通過尾氣處理系統(tǒng)排放到外環(huán)境中。氣化焚燒爐的啟動(dòng)、燃燒和普通的流化床鍋爐非常相近，在啟動(dòng)時(shí)需要使用外部的熱量對(duì)汽化爐的流化介質(zhì)進(jìn)行加熱，加熱到設(shè)定的溫度之后，才能夠向其中投加生活垃圾進(jìn)行處理。如果所處理的生活垃圾熱值非常低，那么還需要投入適量的助燃燃料來保障蓄熱介質(zhì)的溫度。

3.4 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)應(yīng)用的綜合效益

3.4.1 環(huán)境效益

（1）實(shí)現(xiàn)垃圾處理廢氣減量化。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)在該水泥生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用，有效借助的水泥窯來對(duì)垃圾焚燒其它進(jìn)行深度處理，這一技術(shù)模式有效運(yùn)用了水泥窯本身的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)垃圾焚燒方式存在的缺陷。水泥在實(shí)際生產(chǎn)中期原料氧化鈣是非常優(yōu)質(zhì)的固硫、固氮原料，因此在高溫條件下，垃圾焚燒氣體通入到水泥窯之后，在燃燒提供熱量的同時(shí)，焚燒氣體中的酸性成分與二噁英成分也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)這些有害成分的總體降低。另外，最終的尾氣要經(jīng)過水泥窯尾氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行處理之后才能夠進(jìn)行排放，這就更好的保障垃圾處理廢氣的無害化排放，在保護(hù)大氣環(huán)境方面具有著非常高的價(jià)值。

（2）廢水減量化。我們都知道，垃圾的存放經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滲濾液，這些滲濾液如果不能夠進(jìn)行妥善處理，就會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染。而采用該技術(shù)之后，垃圾滲濾液經(jīng)過過濾之后直接被噴射到焚化爐之內(nèi)，滲濾液在高溫環(huán)境下直接發(fā)生了氣化和氧化反應(yīng)，最終被分解為有機(jī)成分。據(jù)測(cè)算，該水泥廠能夠?qū)崿F(xiàn)廢水減量化1.98萬t/年。

（3）實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣的資源化利用。該項(xiàng)目的建設(shè)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生活垃圾的處理，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)廢渣的資源化利用，據(jù)測(cè)算，該水泥生產(chǎn)線每年能夠利用工業(yè)廢渣約130萬t，工業(yè)固廢占生料配料的2.6%，占水泥配料的26%。生活垃圾在焚燒處理之后的灰渣在經(jīng)由除鐵、除鋁工序之后，可以當(dāng)成生料或水泥原料進(jìn)行使用。這些廢物資源化處置方案的實(shí)現(xiàn)，充分契合了當(dāng)前我國(guó)政府倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，不但有效降低了水泥生產(chǎn)企業(yè)的成本，同時(shí)還有效降低了污染物的排放量。

3.4.2 能源利用效益

通過生產(chǎn)線的改造，該水泥廠對(duì)余熱的利用能力進(jìn)一步提升，有效節(jié)約了能源。通過利用窯尾余熱發(fā)電系統(tǒng)PH爐的廢氣作為烘干生料熱源，利用燒成窯頭廢氣作為煤磨烘干熱源，余熱發(fā)電除自耗外，年可向水泥廠供電9509×104kWh。如按供電煤耗360g標(biāo)煤/kwh計(jì)算，相當(dāng)于年節(jié)約電煤34232t。

3.4.3 社會(huì)效益

把水泥生產(chǎn)和城市生活垃圾處理進(jìn)行有效結(jié)合，不但解決了城市生活垃圾處理的難題，同時(shí)有效保護(hù)了城市環(huán)境，對(duì)于城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。另外，水泥廠生產(chǎn)線的改造還提供了新的工作崗位，對(duì)于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)發(fā)展也具有積極作用。

4 結(jié)語

綜上所述，在生活垃圾處理中，通過合理利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)，不但能夠有效降低垃圾對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還有助于實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化轉(zhuǎn)變，提升垃圾處理的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在未來政府相關(guān)管理部門和行業(yè)企業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步增加投入，不斷提升水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術(shù)水平，使垃圾處理無害化的同時(shí)還能夠給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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