海螺CKK：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

  消除生活垃圾等废弃物的污染，实现其无害化、减量化和资源化处置，已成为我国必须解决的重大问题。目前垃圾处理方法主要有填埋、堆肥及焚烧处理三种方法。

  填埋法。填埋法简单、投资省。但由于我国垃圾填埋处理过于简单，其处理方式存在以下缺点：一是浪费很多可回收资源，处理能力有限，占用了大量土地。二是仅靠垃圾自己的腐化反应使垃圾自己减少、消失，垃圾处理周期长。三是存在严重的二次污染，垃圾渗滤液和挥发气体污染地下水、空气，导致土壤沙化。

  堆肥法。垃圾堆肥是垃圾中有机成分的处理技术，这一方法可以用于处理某些行业或生产中产生的高水分、富含有机物的垃圾，但不能处理所有种类的生活垃圾，且减容减量及无害化程度低，垃圾处理量少，经筛选后不适合堆肥的垃圾还需采用其他方法加以解决。由于堆肥质量差、缺乏应用市场。

  焚烧法。焚烧处理技术的特点是处理量大，减容性好，无害化相对彻底，利用焚烧过程中产生的热量可以能源化，是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术。垃圾焚烧炉主要有炉排炉和流化床炉两种。

  水泥工业是我国利用工业固体废弃物的主要产业，为保护环境、发展循环经济作出了重大贡献。新型干法水泥窑（以下简称水泥窑）经过多年的技术创新与提升，不仅可以生产国家建设所需的优质水泥产品，而且具有协同处置城市废弃物（生活垃圾、污泥、危险废物等）功能，成为净化城乡环境、消除环境隐患和美化环境的重要环保设施。水泥窑协同处置生活垃圾在我国生活垃圾现有处置方式中具有明显的比较优势。尤其与现有垃圾焚烧发电相比，具有相对投资少、运行费用相对低、不涉及占地、敏感的选址问题等优点。特别是在城市垃圾处理过程和处理之后具有无害化、资源利用和能源代替等方面有着比其他的垃圾处置方式不可替代的优势，可有效防止二恶英等的排放，没有二次污染隐患，生活垃圾更可替代原料和替代燃料，实现完全的固废全量化处理和综合利用。且随着城市化率和生活水平的提高，生活垃圾清运量呈快速增长态势，由于我国废弃物处置能力相对不足，大量的包括生活垃圾在内的固体废物不能得到及时有效的处置，通过开展水泥窑协同处置生活垃圾能弥补废弃物处置能力的不足、多了一种供社会和地方主管部门可选则的技术路径和方式。

  从国家层面和政策导向方面，我国水泥窑协同处置废弃物已经得到国家和主管部门的认同和重视。国务院下发的《循环经济发展战略及近期行动计划》、《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》、国家发改委等七部委发布《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》等，都将利用现有水泥窑无害化协同处置城市生活垃圾和产业废弃物作为鼓励扶持的重点。

  基于上述情况和时机，为推动水泥窑协同处置生活垃圾的产业化，协调和解决水泥企业开展协同处置生活垃圾过程中遇到的资金、技术、标准规范、政策、区域壁垒、市场推广、公共关系等诸多问题，为全面开展和推动水泥窑协同处置生活垃圾工作搭建支撑平台，2015年7月，海螺等积极开展水泥窑协同处置生活垃圾的先进水泥企业（集团），以及相关技术装备、研究设计等单位共同创建成立了“水泥窑协同处置生活垃圾产业联盟”（以下简称联盟）。联盟以企业和社会需求为导向，充分利用各企业优势，整合水泥窑协同处置生活垃圾核心技术、人才、市场等方面资源，建立长效合作机制和战略合作关系，实现资源共享，推动联盟成员单位之间的知识产权共享、技术交流和合作，共同促进水泥窑协同处置生活垃圾的产业化和技术的提升。联盟成员均为行业中的大企业（集团），在开展协同处置工作方面已经积累一定经验，技术和管理水平处于行业领先地位。

  水泥窑协同处置生活垃圾产业联盟组织各成员单位技术力量，总结和提炼出了部分典型企业的技术路线、主要技术装备、第三方评价以及技术适用范围等。现将这项成果，作一介绍和推广，便于地方各级政府和企业借鉴和比选后，选择适合的技术路线开展和处置当地生活垃圾和废弃物。各地可根据当地人口数量、经济发展水平、地方实际情况进行比选和优选。为加快促进水泥窑协同处置废弃物产业化进程，后续还将继续择选和推荐成熟适用技术进行宣传和推广。

  一、技术描述：

  CKK（CONCH Kawasaki Kiln system ）系统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：

  1、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。

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  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。

  二、利用水泥窑处理生活垃圾技术特点

  1、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。

  三、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全分解，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。

  四、利用水泥窑处理生活垃圾技术推广需要解决的问题

  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。

  中控室

  气化炉

  除氯系统