淺談城市生活垃圾在水泥生產中的應用

高 敏

（中國建材集團合肥水泥研究設計院，安徽 合肥 230051）

淺談城市生活垃圾在水泥生產中的應用

高 敏

（中國建材集團合肥水泥研究設計院，安徽 合肥 230051）

隨著城市化進程的不斷加快以及人們物質生活水平的日益提高，我國城市每天所產生的生活垃圾數量也是越來越多，這些生活垃圾往往被進行丟棄處理，這不僅嚴重影響了人們的生活環境，同時還在很大程度上制約了城市的發展。據相關研究表明，城市生活垃圾是具有開發潛力的資源，在很多行業的生產過程中能夠得到非常廣泛的運用，特別是在生產水泥的過程中使用城市生活垃圾，不僅對生活垃圾進行了有效的處理，同時水泥的生產質量也有所保證。因此，在未來生產水泥的過程中，運用城市生活垃圾來進行生產將會是大勢所趨。本文主要對城市生活垃圾在水泥生產中的應用進行了相應的研究。

城市生活垃圾；水泥生產；應用

一、前言

城市生活垃圾主要是城市里的人們在平時的生產或生活過程中所產生的固體廢物，這些固體廢物應用到水泥的生產過程中，不僅能夠有效的保護城市生態環境，同時還能減少對不可再生資源的消耗，實現社會和諧、穩定的發展。

二、水泥生產過程中應用生活垃圾的重要意義

在我國很多行業的生產建設以及人們的生活過程中都需要使用到水泥，而在生產水泥的過程中會消耗大量的能源，這在能源日益短缺的今天，減少對不可再生能源的使用是非常重要的。據統計，在我國每年所消耗的能源總量中，水泥生產過程所消耗的能源量占到了百分之七，而在生產過程中所使用的煤炭占到了全國煤炭總消費量的百分之十五，這一能源消耗量是非常大的。因此，在我國提出建設資源節約型、環境友好型社會的發展口號后，做好水泥行業的節能降耗工作是非常必要的。而將城市生活垃圾運用到水泥的生產過程中，正好能夠減少對煤炭等不可再生資源的消耗，同時還對廢物進行了很好的回收和利用。目前，我國城市年生活垃圾的總數在1.5億噸左右，這么多的生活垃圾如果得不到妥善的處理，那么將會嚴重影響我國的生態環境，阻礙我國經濟建設的健康發展。相關研究表明，將固體廢棄物應用到水泥的生產過程中，所取得的效果是非常不錯的。因為這1.5億總量的生活垃圾，其回收利用價值到達了250億。如果能夠在水泥生產的過程中得到合理的利用，那么不僅將大大減少生活垃圾的處理成本以及其對生活環境所造成的危害，同時還能在很大程度上提高水泥生產企業的經濟效益，可以說是一舉多得。

三、水泥窯處理生活垃圾技術

1、利用水泥窯處置垃圾的原則

雖然城市生活垃圾能夠應用到水泥的生產過程中，但是為了確保水泥生產的質量以及城市生活垃圾能夠得到有效的處理，還需要根據垃圾的具體形態、成分以及特性等特征來進行相應的處理，這樣在保證水泥生產的正常穩定過程中，還能將生活垃圾進行徹底的清除，并不會有新的污染產生，從而在對生活垃圾進行合理回收利用的同時做好相應的環境保護工作。在生產水泥的過程中，應用生活垃圾的時候應該遵循以下原則：

（1）在水泥生產的過程中應用生活垃圾，應該首先要確保水泥生產系統不會受到相應的干擾，確保其能夠安全、穩定的運行，并且還需要保證水泥產品的生產質量。

（2）將城市生活垃圾應用到水泥的生產過程中，需要確保在整個生產過程中生活垃圾的處理不會產生新的污染源（如一氧化碳、二氧化硫、重金屬等），并且在應用完之后，還需要確保對其進行處理的時候不含相應的滲透污染物，從而更好的保護生態環境。

（3）在生產水泥的過程中，對于生活垃圾的接收量需要根據實際的生產需要來確定，并且需要確保整個應用過程中企業能夠獲得相應的利益。

（4）在應用生活垃圾生產水泥的整個過程，需要做好相應的記錄工作，從而確保其具有可追溯性。與此同時，在水泥生產的過程中，對于那些固化的污染物，需要根據實際的情況來控制其濃度。最后，在啟動和停窯等非穩態過程中，不能對城市生活垃圾進行擅自處置。

2、水泥窯工作基本原理

現階段,在水泥生產中，主要采用新型干法水泥窯技術，所謂新型干法水泥生產技術是指以懸浮預熱和窯外預分解技術為核心，把現代科學技術和工業生產的最新成果廣泛地應用于水泥生產的全過程，形成一套具有現代高科技特征和符合優質、高產、節能、環保以及大型化、自動化的現代水泥生產方法。這種水泥窯工作基本原理是：可以概括為生料制備、熟料煅燒、水泥制成這三個過程，不只是大家經常提到的“兩磨一燒”三個工序。所以常見的生產工序主要包括如下內容：材料的選擇以及入廠；材料的加工處理、預均化；原材料的配合；生料粉磨；生料調配、均化與儲存；熟料煅燒；熟料、石膏、混合材料的儲存與準備；熟料、石膏、混合材料的配合以及粉磨；水泥儲存、包裝、運輸。采用這樣方法進行垃圾處理的原因主要是由于水泥窯的固有特點，回轉窯體較長，具備從 200 度到2000 度的多種環境，能夠處理燃點不同的垃圾；氣體最高溫度達到1700 度，且在窯內停留6-10秒，可以較為徹底的消滅二噁英（要有效消解二噁英，必須在850度以上的高溫下停留2秒以上）；水泥窯中氣體湍流度（雷諾氏指數）達到100000級別，燃燒充分，可預防新的二惡英的生成，從而起到保護環境的作用。

3、垃圾焚燒工藝流程

在水泥的生產過程中應用生活垃圾主要是對其進行焚燒處理，其主要流程如下：首先將運輸進廠的生活垃圾儲存在儲存庫里，然后需要對其進行細碎處理，處理完畢之后還需要將其投入到氣化爐進行氣化處理，氣化處理之后的氣體還需進入水泥工藝線的窯尾分解爐進行處理，最后所產生的可燃性氣體能夠代替水泥生產所需要的部分燃料。對于那些不可燃燒的固體，則應該將其置于水泥原料的場地作為生產水泥的原材料。在對生活垃圾進行焚燒的時候，不是將其直接投入到水泥窯內進行燃燒，而是需要建立專門的燃燒爐進行燃燒。在城市生活垃圾燃燒的過程中，不需要使用任何的燃燒材料來進行燃燒，只需要將其置于600℃的爐子里進行自燃即可。為了讓可燃垃圾得到完全的氣化，在其燃燒的過程中需要對其進行不斷的翻滾處理，并將所有的水分進行烘干處理。等到可燃氣體完全氣化之后，需要將其打入到窯爐里，由于這些氣體含有大量的熱量，能夠在很大程度上減少對水泥窯的能源消耗。對于這些氣體中的有害物質，如二氧化硫、二噁英等有毒氣體，在進入水泥生產線原有的碳酸鈣高溫分解爐內之后，會在850℃至900℃的環境中停留5秒，在此期間這些有毒氣體會得到相應的變化，并被石灰石粉充分吸收實現酸堿中和，最終避免其對環境造成污染。

4、水泥窯處置廢棄物的優勢

將城市生活垃圾應用到水泥的生產過程中，利用水泥窯來處理廢棄物優勢為：其一，由于其處理溫度高達1800℃甚至更高，使得很多的有毒有害物質能夠進行完全的熱解，從而以減少了其對環境造成的污染。其二，由于水泥回轉窯筒體長，這樣物料在窯中高溫下停留時間就比較長，其中氣體在窯內停留時間在8秒以上，這是是其他窯爐沒有辦法與其相比較的。其三，焚燒空間大，水泥窯既能對大量的廢料進行處理，也能維持均勻的、穩定的燃燒氣氛，從而有效滿足燃燒空間紊亂度，確保完全燃燒。其四，水泥回轉窯內呈堿性氣氛，能夠使燃燒后產生的酸性物質（如HCl、SO2和CO等）得到中和，同時還能使廢料中的金屬元素（包括重金屬）固定在氧化物固體中，以減少對環境的危害。其五，水泥回轉窯是負壓狀態運轉，因此，煙氣和粉塵很少外溢。其六，焚燒設備與部分尾氣處理設備與水泥生產設備共用，比專業焚燒爐節省投資。

四、結束語

綜上所述，在生產水泥的過程中會消耗大量的能源，如果將城市生活垃圾運用到水泥的生產過程中，固體廢物中所具有的熱量和物資不僅能夠得到有效的利用，同時還能使水泥生產所消耗的能源以及所需要花費的成本變得更低。因此，作為相應的設計研究人員，需要重視這一方面的應用，并且不斷的進行學習和總結，從而確保水泥行業在今后能夠得到更好的發展。

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