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)前我國社會倡導(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?；诖耍恼聦λ喔G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)?；l(fā)展是我國社會和經(jīng)濟(jì)的長期發(fā)展戰(zhàn)略，推動資源的循環(huán)化、集約化利用對于現(xiàn)代社會發(fā)展具有中意義。當(dāng)前我國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產(chǎn)生很多具有危險(xiǎn)性質(zhì)的廢棄物，必須要對其進(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，但同時(shí)也存在一定缺陷。近些年，在國內(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)可以主要劃分成“水泥窯+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，會被送進(jìn)機(jī)械爐排爐進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的煙氣會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被垃圾的種類所影響。

缺點(diǎn)：對排爐的材料有著一定的要求，對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)：單位時(shí)間內(nèi)垃圾處理量相對較少，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)：需要對處理的垃圾進(jìn)行較為詳細(xì)的分類，前處理投入會比較大。

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)對生活垃圾處理時(shí)，需要提前對垃圾實(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?，最終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，降低對大氣環(huán)境的污染。同時(shí)，廢氣中的酸性污染物還會與氧化鈣等物質(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，垃圾堆放過程中會產(chǎn)生一些滲濾液，不但會散發(fā)難聞的氣味，同時(shí)還會污染場地和周圍環(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)臺產(chǎn)的效果。

另外，垃圾焚燒之后會產(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，但是卻是整個社會所倡導(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、燃燒和普通的流化床鍋爐非常相近，在啟動時(shí)需要使用外部的熱量對汽化爐的流化介質(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，就會對周圍環(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)對生活垃圾的處理，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)廢渣的資源化利用，據(jù)測算，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，對于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動發(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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