利用水泥窑处理生活垃圾技术

　　2008年4月以来，我们利用川崎重工国际领先的节能环保技术，依托海螺集团在水泥生产技术上的优势，自主研发利用水泥工业新型干法窑处理城市生活垃圾技术，该项技术为世界首创。2010年4月，在铜陵海螺公司建成世界首套水泥窑垃圾处理系统，年处理城市生活垃圾约20万吨，节约标煤可达1.3万吨，减排二氧化碳约3万吨。

　　该项目运行一年来，经检测各项环保指标完全合格，水泥产品重金属浸出法含量控制在国家相关标准范围内。其中，经同家权威机构实地取样、德国Eurofins GfA GmbH实验室检测，二恶英排放量最高仅为0.0376ngTEQ／m3，优于国家规定的0.lngTEQ／m3水泥窑排放控制标准。

　　一、利用水泥窑处理生活垃圾技术开发背景

　　目前，我国城市生活垃圾堆存量已达60亿吨．占用耕地5亿平方米，每年还要产生2亿吨城市生活垃圾，众多城市陷入垃圾包围之中。传统垃圾处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等方法。

　　我国土地资源紧张．目前尚未建立完善的生活垃圾分类体系和机制．生活垃圾成分复杂，有机物和水分含量高，臭味严重。选择垃圾处理方法时面临如下问题：

　　(1)填埋法不利于节约土地，难以控制地下水、地表水的污染；

　　(2)生活垃圾成分复杂，堆肥产品肥效低，存在有害成分，不适用堆肥法；

　　(3)焚烧法尾气净化系统投资、运行成本高，难以彻底处理二恶英等有害物质。

　　海螺集团多年来在水泥生产技术上积累了丰富的技术和经验，日本川崎公司在垃圾处理技术上拥有多年成熟的技术和经验，经过充分调研及分析比较，认为将国外先进的生活垃圾气化技术与新型水泥干法窑相结合来处理城市生活垃圾是适合国情的最佳途径。为此，开发了利用水泥工业新型干法窑和气化炉相结合处理城市生活垃圾技术，简称CKK系统。

　　二、利用水泥窑处理生活垃圾项目简介

　　CKK系统是CONCH Kawasaki Kiln system的缩写，它是利用水泥工业新型干法窑系统处理城市生活垃圾，对垃圾焚烧产生的废气、灰渣及渗滤液进行无害化处理及有效利用的一种全新的垃圾处理技术。该技术除了具有传统垃圾焚烧法的优点外，而且很好地解决了二恶英处理的难题。

　　利用水泥工业新型干法窑和气化炉相结合处理城市生活垃圾是垃圾焚烧技术与水泥生产工艺技术的完美结合，即由水泥窑烧成系统代替垃圾处理工艺的尾气净化系统，彻底处理二恶英等有害物质，降低投资成本。CKK系统主要包括前处理及供料、垃圾气化、灰渣处理、污水处理、除氯系统等组成：

　　l、前处理及供料系统

　　生活垃圾用密封运输车运送进厂，称重后从卸料大厅卸入垃圾坑，通过破碎、搅拌进行均化。卸料大厅、垃圾坑采用全密封结构，通过风机将臭气送入气化炉内焚烧。

　　2、垃圾气化系统

　　垃圾喂入气化炉内与流化砂混和、沸腾，部分垃圾燃烧产生热量保持流化砂的温度500-550℃，另一部分垃圾气化，生成可燃气体送到水泥窑分解炉内进一步燃烧，彻底分解有害物质。气化炉气化垃圾产生的烟气通过管道送入水泥窑分解炉内进一步焚烧分解有害物质。烟气中二恶英等有害物质在分解炉高温、足够的停留时间及碱性物料环境中分解、固化，达到彻底无害化的目的。

　　核心装备气化炉具有如下特点及效果：

　　(1)采用气化(部分燃烧)方式，低空气比运行，废气量小，对水泥窑运行的影响小；

　　(2)采用散气管方式，炉内不可燃物易排出；

　　(3)炉床面积小，装备小型化；

　　(4)排出的炉渣经分选再利用。

　　3、灰渣处理系统

　　气化炉内垃圾的不燃物灰渣从炉底排出，采用水冷设备将温度从500℃降到300℃以下，分离出铁、铝金属后，最终剩下的块状灰渣用作水泥生产的原料。

　　4、污水处理系统

　　垃圾坑渗出的垃圾污水经过滤后，送到气化炉内高温氧化，完全分解有机成分，实现无害化。

　　5、除氯系统

　　在垃圾气化过程中生成的二恶英，在水泥窑分解炉内进行有效分解。二恶英分解后的氯离子在预热器内被水泥生料充分吸收，形成稳定的2CaO·Si02·CaCl2进入窑内煅烧。在水泥窑窑尾烟室处设置除氯系统，抽取部分含氯粉尘气体．通过冷却系统急冷后用收尘设备回收粉尘，减小对水泥窑运行及产品质量的影响。

　　三、利用水泥窑处理生活

　　垃圾技术特点

　　l、对垃圾适应性好

　　系统内设置一系列破碎、均化、计量、喂入设备，城市生活垃圾通过密闭垃圾运输车送入，不需分选，对生活垃圾的适应性很强。

　　2、资源化程度高。节能减排效果好

　　垃圾焚烧产生的热量可替代部分水泥窑燃料，减少燃料燃烧产生的二氧化碳排放；炉渣可替代部分水泥原料，游离态铁、铝等金属可分别回收，资源化程度高。

　　3、处理流程简洁

　　利用水泥窑烧成系统代替垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，简化了处理流程，降低了相应投资。

　　4、采用气化技术，实现了与水泥工艺的有机结合

　　针对中同生活垃圾现状，采用气化炉技术，气化时空气消耗量小，产生废气量少，对水泥生产影响小，能源利用率高。

　　四、利用水泥窑处理生活垃圾技术取得的环保突破

　　1、高效处理二恶英

　　水泥窑系统的分解炉内温度高(近900℃)，垃圾气化气体燃烧时间充足(7秒以上)，气化炉中产生的二恶英在分解炉中能够完伞分解，再与高温、高细度、高浓度、高吸附性、高均匀性分布的水泥碱性物料充分接触，有利于吸收氯离子，控制氯源，避免二恶英类物质的二次生成。

　　2、防止恶臭扩散

　　垃圾坑和处理厂房采用全密封结构，且用通风机将垃圾坑内产生的臭气抽出送入气化炉内燃烧，使垃圾坑处于负压状态，避免了垃圾恶臭的扩散。另外，还配置了除臭机，当气化炉停机时，将垃圾坑内臭气抽出净化后排出，防止垃圾恶臭外逸。

　　3、无害化处理污水

　　垃圾坑渗出的垃圾污水主要成份是有机物，具有不耐热的特性，经过过滤后送入贮存槽，采用专用泵喷射到气化炉内(夏天污水量大时，喷到分解炉)，进行高温氧化处理，完全分解有机成分，实现无害化。

　　4、重金属得到固化

　　垃圾中的重金属焚烧后进入水泥熟料矿物中，以稳定的化合态形式与水泥熟料形成混和结晶体，实现安定化。

　　五、利用水泥窑处理生活垃圾技术推广需要解决的问题

　　在铜陵示范项目成功投入运行后，我们进行了优化，开发出了气化炉系列产品（见表1），并结合不同的新型干法水泥窑型进行组合，以满足不同规模城市生活垃圾处理的实际需要。

　　利用新型干法水泥窑处理城市生活垃圾是一个利国利民的好项日，符合循环经济和可持续发展的内在要求；同时，它也是一项公益性很强的事业，投资和运行费用较高，且只有投入没有产出。希望国家有关部门根据我国现有城市生活垃圾的产生现状，制定相应的税收减免优惠政策和法律法规文件，给予此类项目建设和运营以应有的资金支持，推动垃圾处理产业投资多元化，以调动投资方的积极性，加大项目推广的力度，以缓解生活垃圾不断增长带来的社会压力。

　　表1 气化炉标准系列