利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)--畢業(yè)論文

1、 論文題目：利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)作   者：11111專  業(yè)：無機非金屬材料工程技術(shù)班  級：硅酸鹽1321學(xué) 號：11111指導(dǎo)老師：11112016年 4 月 7 日目 錄1、引言52、我國利用水泥窯協(xié)同處置危險廢物和城市生活垃圾的研究和實踐5 3、利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的原則64、利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的流程及路線64.1水泥窯協(xié)同處置垃圾的流程64.2水泥窯協(xié)同處置垃圾的Sinoma的技術(shù)路線75、預(yù)處理過程的關(guān)鍵技術(shù)及控制要求85.1影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素及其控制指標(biāo)85.1.1含水量85.1.2鉀、鈉、硫、氯等干擾成分8

2、5.1.3生活垃圾成分波動對燒成系統(tǒng)的影響及控制95.1.4可燃物燃燒對燒成系統(tǒng)的影響及控制105.1.5重金屬含量對燒成系統(tǒng)的影響及控制106、處置過程對環(huán)境的影響及控制要求126.1惡臭氣體的控制126.2.1類生料粉塵126.2.2二嗯英12 6.2固體類污染物的控制12  6.3其它毒害氣體的控制14    7、目前水泥廠協(xié)同處理城市生活垃圾的幾種方式157.1海螺川崎水泥廠協(xié)同處理城市垃圾技術(shù)（CKK系統(tǒng)）157.2合肥院水泥廠協(xié)同處理城市垃圾技術(shù)167.3丹麥?zhǔn)访芩构緹岜P爐技術(shù)178、結(jié)語17利用水泥窯協(xié)同處置

3、城市生活垃圾技術(shù)安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院無機非金屬術(shù)材料工程技術(shù)專業(yè)  張平春  摘要：城市生活垃圾的處理方法具有多種，隨著環(huán)保要求的不斷提高。一些處理方法的缺陷也越加突顯，這便增加了垃圾處理方案的選擇和決策的難度。解決垃圾處理難的問題已成為我國“十二五”規(guī)劃中政府工作的目標(biāo)之一，各級政府和企業(yè)均在尋求環(huán)保、高效、經(jīng)濟、徹底的垃圾處置方式。本文介紹了利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的關(guān)鍵技術(shù)。 水泥窯是發(fā)達國家焚燒處理危險廢物和城市生活垃圾的重要設(shè)施，得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。德國、瑞士、法國、英國、意大利、挪威、瑞典、美國、加拿大、日本等發(fā)達國家利用水泥窯處置危險廢物和城市

4、生活垃圾已經(jīng)有30多年的歷史，積累了豐富的經(jīng)驗。隨著水泥窯焚燒廢物的理論與實踐的發(fā)展與各國相關(guān)環(huán)保法規(guī)的健全，該項技術(shù)在經(jīng)濟和環(huán)保兩方面的顯示出了巨大優(yōu)勢，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在發(fā)達國家城市危險廢物和城市生活垃圾處理中發(fā)揮著重要作用。 利用新型干法水泥窯處置城市生活垃圾技術(shù)，通過將生活垃圾轉(zhuǎn)化為水泥生產(chǎn)的替代原料、替代燃料，可以減少對不可再生能源的開發(fā)，可以徹底解決占用土地、二次污染、二噁因排放，以及焚燒灰渣處理問題，真正實現(xiàn)完全“無害化、減量化、資源化”的要求。 關(guān)鍵詞：水泥窯,城市生活垃圾,協(xié)同處置,控制要求,處理方式，原則，處理指標(biāo)，影響。1、引言 隨著人們生活水平的提高， 生活垃圾的排放將會

5、越來越多， 目前我國每年產(chǎn)生城市垃圾排放約 1.5 億 t，而且，每年以 9%的速度迅猛增長。 垃圾圍城現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，而其帶來的惡臭氣味、地下水污染等影響越發(fā)凸現(xiàn)出來。我國城市垃圾處理由于起步較晚， 基礎(chǔ)設(shè)施較差及受種 種客觀因素的影響，目前主要以衛(wèi)生填埋為主，雖然在一 些城市建立了垃圾焚燒和發(fā)電廠，其處理量很少，同時伴 隨著有害的氣體（二噁英）、污水（垃圾滲濾液）、廢渣（重金屬含量高）等排放問題沒有徹底解決，目前也存在一定 的爭議。 有關(guān)專家呼吁，中國在城市垃圾的處理問題上要 吸收日本 80 年代普及垃圾焚燒發(fā)電廠，目前解決二次污 染的經(jīng)驗教訓(xùn)，如何實現(xiàn)城市垃圾的“減量化、無害化、資源化”的

6、處理要求是我們目前面臨的難題。 水泥生產(chǎn)的獨特生產(chǎn)工藝（堿性氣分、1 000以上的高溫）為處理城市生活垃圾提供了優(yōu)良的條件，國外利用 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾已有近 30 年歷史，技術(shù)已成熟， 處理系統(tǒng)穩(wěn)定。 目前主要有兩種途經(jīng)，在歐盟：生活垃圾不 直接進入水泥窯焚燒，必須進行分選。 為此，在水泥廠附近的地區(qū)內(nèi)，都有若干個為水泥廠配套的工業(yè)垃圾和生活垃圾的分選處理廠。 利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)，既可將垃圾作為原、燃料，減少對資源的消耗，既可充分利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性微細(xì)濃固相的高溫燃燒環(huán)境等優(yōu)點，徹底將有害物質(zhì)處理掉，真正實現(xiàn)垃圾處理的“無害化、資源化、集約化”的多元化目標(biāo)要求，使水泥工

7、業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。本文的目的在于為企業(yè)和政府提供一些參考資料，以期促進水泥企業(yè)積極地利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾，政府能夠制定相應(yīng)的政策與支撐條件，以促進利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)的推廣實施。2、我國利用水泥窯協(xié)同處置危險廢物和城市生活垃圾的研究和實踐 我國從20世紀(jì)90年代開始廣泛開展利用水泥窯處置危險廢棄物和城市生活垃圾的研究工作，如中美合作項目水泥窯爐持久性有機污染物排放的檢測及控制、中挪合作項目水泥窯爐協(xié)同處置廢棄物技術(shù)指南、中瑞合作項目水泥窯爐處置過期農(nóng)藥、北京市項目北京市水泥廠水泥窯爐焚燒危險廢棄物、廣東省項目廣州珠江水泥廠廢棄皮革替代燃料、其它地方政府項目生活垃圾

8、由水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理系統(tǒng)的研究、利用水泥回轉(zhuǎn)窯處置城市污水處理廠污泥試驗性研究及應(yīng)用、城市垃圾焚燒飛灰無害化技術(shù)的研究等。相關(guān)的國際合作項目注重學(xué)習(xí)國外的前沿科學(xué)技術(shù)，包括二惡英的控制和檢測技術(shù)、廢物協(xié)同處置的技術(shù)程序及管理體系。地方項目則是對具體種類的廢棄物進行嘗試性資源化綜合利用，這些廢棄物包括生活垃圾、污泥、焚燒飛灰等。一些水泥生產(chǎn)企業(yè)在科研院所的協(xié)作指導(dǎo)下，已經(jīng)成功地實施了危險廢物和城市生活垃圾的處置實踐。3、利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的原則 在利用水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾的過程中，應(yīng)根據(jù)垃圾的形態(tài)、成分、特性確定其處理方案，以確保在不影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量的同時，垃圾

9、能夠徹底地得到消解，且不產(chǎn)生新的污染，實現(xiàn)資源的合理利用和環(huán)境保護的控制目標(biāo)要求。在水泥工業(yè)處置生活垃圾方面，必須遵守如下原則：(1)政府應(yīng)在資源利用、利益分配等方面為水泥企業(yè)提供合適的政策支撐條件；       (2)處理過程應(yīng)不干擾水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，也不影響水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量；    (3)處理過程不造成新的二次污染(如：重金屬、二嗯英、臭氣、其它有毒害的物質(zhì)等)，水泥產(chǎn)品在后續(xù)使用、再生以及廢棄處置過程中無重金屬等滲透污染，不給人類健康和環(huán)境帶來負(fù)面影響。  &

10、#160;   (4)水泥企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的情況，確定合理的垃圾接納量和接納半徑，并在處理過程中獲得一定的經(jīng)濟利益。       (5)處置過程中的各項記錄應(yīng)具有可追溯性，不易被水泥生產(chǎn)過程固化的污染物需限制其濃度；燒成系統(tǒng)啟動和停窯等非穩(wěn)態(tài)過程不得擅自處置廢棄物。 4、利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的流程及路線4.1水泥窯協(xié)同處置垃圾的流程 處理主要流程是把垃圾運到這些廠進行機械分選，把熱值高、宜焚燒的成分分選出來（熱值要求在3 500kcal/kg 以上），然后進行破碎，再運至水泥廠，由水泥廠專用

11、設(shè)備輸送到水泥窯作為替代燃料焚燒。 部分工廠將分選下的垃圾，同樣經(jīng)過篩分、破碎后，摻入生料中作為輔 助原料，其過程都有嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以保證水泥 產(chǎn)品的質(zhì)量要求。 在日本：將在垃圾焚燒發(fā)電廠排放出來 的廢渣，經(jīng)過處理，除掉有害成分，作為水泥廠的部分原 料，生產(chǎn)水泥，稱之為“生態(tài)水泥”，其過程同樣也有一套完 整的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，控制水泥質(zhì)量。垃圾處理工藝流簡圖述如下：4.2水泥窯協(xié)同處置垃圾的Sinoma的技術(shù)路線由于我國城市生活垃圾為混合垃圾，為了不影響水泥熟料煅燒過程和產(chǎn)品質(zhì)量，最大限度地提升水泥窯系統(tǒng)的接納能力和過程控制能力，必須設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)。按水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的接納要求，將垃圾預(yù)處理

12、分選，然后再進行精細(xì)化處理，在滿足環(huán)境控制指標(biāo)要求的同時，提高城市生活垃圾的利用價值和經(jīng)濟效益。   城市生活垃圾成分復(fù)雜，按照水泥窯協(xié)同處置垃圾綜合利用要求，可將垃圾分為輕質(zhì)可燃物、有機廚余物、無機混合物、滲濾液四大部分。輕質(zhì)可燃物主要包括塑料、紙張、樹枝、織物、橡膠等，經(jīng)加工后用作原料；有機廚余物主要指廚房中產(chǎn)生的各種蔬菜、剩飯殘余、動物內(nèi)臟等，經(jīng)過發(fā)酵抑制后低溫烘干，用作原、燃料使用；無機混合物包括渣土、石塊、磚瓦、玻璃、陶瓷、廢砼等，直接用作水泥原料；處置過程如有稍量的金屬也將被單獨分選回收；滲濾液經(jīng)污水系統(tǒng)處理達標(biāo)后，可直接排放或用于灌溉。Sinoma利用新型干法

13、水泥窯處理垃圾時的技術(shù)路線如圖1所示。 除此以外，如果城市周邊沒有水泥生產(chǎn)線，可將預(yù)處理過程進一步延伸，作精細(xì)化處置，以滿足進一步利用的要求。5、預(yù)處理過程的關(guān)鍵技術(shù)及控制要求5.1影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素及其控制指標(biāo) 大量的實驗研究和生產(chǎn)實踐證明：決定水泥窯接納城市生活垃圾能力的關(guān)鍵因素不是垃圾中主要化學(xué)成分高低，而是垃圾中的含水量、干擾成分及其主要化學(xué)成分的波動幅度，以及解決這些問題的代價高低。   5.1.1含水量隨季節(jié)的不同，垃圾的含水量差異很大，一般約為4070，這是影響垃圾有效利用的重要因素之一，應(yīng)嚴(yán)格加以調(diào)整和控制。根據(jù)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)余熱

14、量的利用情況，決定進入系統(tǒng)的垃圾含水量，必要時應(yīng)采用補充方法，對垃圾廚余物進行脫水處理，否則將會對水泥生產(chǎn)系統(tǒng)帶來較大的影響。Sinoma在入窯垃圾含水量對窯系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響方面做了大量研究，結(jié)果表明：在控制水泥窯合適接納量的情況下，其水分應(yīng)控制在30以內(nèi)。   5.1.2鉀、鈉、硫、氯等干擾成分眾所周知，鉀、鈉、硫、氯是干擾現(xiàn)代新型干法系統(tǒng)正常穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素，無論這些元素來自原料，還是燃料，均應(yīng)給予重視。這些元素在高溫?zé)上到y(tǒng)中，會隨著時間的推移而產(chǎn)生富集，造成預(yù)分解系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞，干擾系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行。由于堿、氯屬于高揮發(fā)性物質(zhì)，在富集過程中可采用旁路放

15、風(fēng)技術(shù)加以控制。硫在高溫過程中會生成SO2，也易循環(huán)富集，引起窯尾煙室結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)后結(jié)圈。由于硫揮發(fā)度低、相轉(zhuǎn)變較快，難以采用旁路放風(fēng)技術(shù)解決，應(yīng)對其嚴(yán)格控制。此外，過高的堿、氯、硫的化合物也會對回轉(zhuǎn)窯耐火材料造成化學(xué)侵蝕。因此，必須對上述腐蝕元素進行協(xié)同限量控制，其要求如下所述：K20+Na20<1.0、硫堿比SR在0.61.0、Cl<0.0150.020(若有旁路放風(fēng)系統(tǒng)，Cl含量可適當(dāng)放寬)垃圾中氯含量比水泥原、燃料中的氯含量要高許多，實驗分折和實踐證明，在垃圾的這些干擾元素中，氯是決定性的因素，因此為提高城市生活垃圾處理量，應(yīng)盡量控制城市生活垃圾中的氯含量，有條件可采用氯

16、放風(fēng)技術(shù)。 圖2 熟料KH值隨垃圾成分波動的變化情況   圖3  熟料LSF值隨垃圾成分波動的變化情況圖4 熟料SM值隨垃圾成分的波動情況         圖5 熟料IM值隨垃圾成分的波動情況5.1.3生活垃圾成分波動對燒成系統(tǒng)的影響及控制       如果考慮一個5000t/d的水泥廠接納450t/d生活垃圾，熟料率值正常控制要求分別為KH=0.900，LSF=93.29，SM=2.60，IM=1.60，生活垃圾焚

17、燒后灰渣的摻入量（干基)占原料的3.770。下面針對兩種情況，分析生活垃圾成分波動對水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量的影響。             (1)生活垃圾灰渣參與配料計算   在考慮生活垃圾摻入量不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成份產(chǎn)生±l5波動時，熟料各率值的波動情況如圖2圖5所示。圖中粗線為平均值，虛線為標(biāo)準(zhǔn)偏差線范圍。從圖中不難看出，KH值處于0.8900.910之間的概率達97，SM值處于2.502.70之間的概率達l00，IM值處于1.501.70之間

18、的概率達100。表1為各率值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。從上述分析可以看出，在配料時考慮垃圾灰渣參與配料，其成分發(fā)生±15的波動時，對熟料的燒成質(zhì)量不會帶來不利的影響。   表1  垃圾參與配料時熟料各率值變化 率值 KH LSF SM IM   平均值 0.900 93.292 2.600 1.598  標(biāo)準(zhǔn)誤差 0.005 0.493 0.023 0.021        (2)生活垃圾不參與配料   在配料時不考慮生活垃圾的校正問題，當(dāng)生活垃圾摻入

19、量和率值控制不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成份產(chǎn)生±15波動，熟料各率值變化情況如表2所示。從表2中不難看出，KH值降低了0.066，LSF值降低了6.14，SM值增加了0.018，IM值降低了0.159。隨著垃圾接納量的增加，影響和偏差則更大。由此可見，在配料過程中不采取措施對所配生料進行必要調(diào)整和配合，將會造成水泥熟料不合格等一系列問題。否則必須降低垃圾的處理量，才能確保水泥熟料質(zhì)量達到控制要求。   表2  垃圾不參與配料時熟料各率值變化   率值 KH LSF SM IM   平均值 0.834 87.1

20、54 2.618 1.441  標(biāo)準(zhǔn)誤差 0.004 0.410 0.022 0.017          比較上述兩種計算結(jié)果可知：在利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的過程中，必須考慮焚燒后灰渣參與配料計算問題，除非垃圾接納量少到一定的規(guī)模。同時還要考慮垃圾灰渣成分波動范圍可能對熟料燒成帶來的影響，達到控制水泥熟料質(zhì)量的目的。為了提高系統(tǒng)的垃圾處理能力，在垃圾預(yù)處理過程中必須對其進行均化處理。   5.1.4可燃物燃燒對燒成系統(tǒng)的影響及控制   

21、0;   Sinoma課題組對生活垃圾中約60余種可燃物的燃燒特性做了大量仔細(xì)的研究，三類典型可燃物的熱失重曲線如圖6所示。結(jié)果表明：垃圾中各可燃組分在空氣中的熱失重過程大致可分為三階段：干燥階段、揮發(fā)份析出燃燒階段、固定碳燃燒階段，其中大多數(shù)植物類的熱值位于在1520MJkg范圍內(nèi)，動物類位于20MJkg左右，合成類相對復(fù)雜，熱值最低的棉紗布只有6.66MJkg，最高的聚乙烯可達47.4MJkg。垃圾中絕大部分可燃物的可燃性指數(shù)比煤的可燃性指數(shù)高得多，更容易燃燒。       此外，課題組還利用Fluent軟件平

22、臺，模擬研究了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)替代燃料用燃燒器的火焰特性及其他各物理場的情況，結(jié)果表明：替代燃料熱量替代率為l5時，替代燃料的加入并未給水泥窯熱工狀態(tài)帶來不利影響。圖6  三類典型可燃物的熱失重曲線   5.1.5重金屬含量對燒成系統(tǒng)的影響及控制       水泥生料中常見的重金屬種類有Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn、As等，大量的水泥生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：其含量一般處于mgkg數(shù)量級。生活垃圾中的常見重金屬與生料中的類似，含量也處于同一數(shù)量級，因此，生活垃圾作為水泥生產(chǎn)的替代原、燃料時，不會超過安全生產(chǎn)的

23、許可范圍。       重金屬對燒成系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在重金屬對熟料形成過程以及熟料質(zhì)量等影響。大量的研究指出：含量低于0.5的Cr、Ni和Zn可以降低f-Ca0的含量，對于C3S的形成沒有任何影響；Mn02可以提高C3S的含量，其固溶度大約是l；Ni優(yōu)先進入鐵相，即使很高含量，對于熟料的形成和水化作用都不明顯；0.5的Cu0至少可以把燒成溫度降低50，1的Cu0可以降低60的f-Ca0。由此可知：生料中的重金屬含量只有達到百分?jǐn)?shù)量級上，才會對熟料中f-Ca0含量、熟料的化學(xué)組分和礦物組成等產(chǎn)生不良影響。生活垃圾中的重金屬含量均屬微量

24、，不會超過1，因此，不會對水泥產(chǎn)品的質(zhì)量帶來不利的影響，相反有些重金屬元素還具有助熔劑或者礦化劑的作用，對熟料的煅燒過程有利。   重金屬隨煙氣、粉塵排放到大氣中的濃度受其揮發(fā)性、在熟料中的固化率、以及粉塵中含量等的影響。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒溫度一般控制在1400以上，難揮發(fā)的重金屬(如Zn、Cu、C0、Ni、Cr、Pb、Cd等)90以上會發(fā)生化合反應(yīng)，進入熟料相的礦物晶格內(nèi)，其中即使有一定揮發(fā)性的重金屬也只在窯和預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)形成動態(tài)平衡的內(nèi)循環(huán)，最終被固化在水泥熟料中，很少帶出窯外；極少數(shù)揮發(fā)性金屬(如Hg)以氣相狀態(tài)或者吸附在微細(xì)粉塵上，往復(fù)于系統(tǒng)循環(huán)，僅有痕量隨煙氣排出

25、。Sinoma課題組在入窯重金屬總量、重金屬逃逸率均取最大值的苛刻情況下，模擬計算了附著在微細(xì)粉塵中重金屬的排放濃度，技術(shù)合作方也分別2005年和2009年針對利用水泥窯處置相關(guān)廢棄物時，檢測了廢氣出口中各種重金屬排放濃度，結(jié)果如表3所示：   表3  模擬計算與實際生產(chǎn)中重金屬排放濃度(mg/m3) 從表3可看出，模擬結(jié)果和實際生產(chǎn)過程中，各重金屬含量的排放濃度處于痕量級別，均遠遠低于美國、歐盟及我圍GBl84852001和GB502952008等規(guī)范的限值，不會對環(huán)境產(chǎn)生危害。 6、處置過程對環(huán)境的影響及控制要求    

26、   在垃圾預(yù)處理和利用水泥窯焚燒垃圾的過程中，存在或產(chǎn)生硫化氫、硫醇、胺類等惡臭氣體的可能性；同時還可能產(chǎn)生二嗯英，以及在煙氣中附加的其它有毒有害氣體，因此必須采取技術(shù)措施消除和盡量降低這些物質(zhì)，達到環(huán)境保護的的指標(biāo)控制要求。一般情況下，城市生活垃圾不會含帶超劑量的放射性物質(zhì)，在水泥生產(chǎn)過程中，也不會產(chǎn)生大量焦油，在此對其不做評述。6.1惡臭氣體的控制   Sinoma課題組開展了有機廚余物發(fā)酵及其抑制實驗，常見的臭氣成分見表4所示。結(jié)果表明：加入l0的抑制劑后，可以在60hr內(nèi)明顯抑制生活垃圾發(fā)酵過程、有效控制臭氣的產(chǎn)生，為垃圾的無臭處理提供時間保證

27、。技術(shù)研究合作單位某水泥廠于2009年4月，針對水泥窯處置相關(guān)廢棄物時，檢測了廢氣出口中復(fù)合臭氣的排放濃度”，結(jié)果如表5所示。 表4  幾種主要臭氣成分 注：*嗅覺閾值指可以嗅覺氣味存在的感覺閾值。   表5 某水泥廠處置廢棄物時復(fù)合臭氣的排放濃度6.2固體類污染物的控制   6.2.1類生料粉塵       現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)具有先進的除塵系統(tǒng)，實踐證明：粉塵的排放濃度完全能夠滿足30mgm3的現(xiàn)有控制標(biāo)準(zhǔn)。利用現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)焚燒生活垃圾，并沒改變原有系統(tǒng)的

28、固體粉塵排放點和排放量。因此，水泥生產(chǎn)系統(tǒng)原有的收塵系統(tǒng)，完全能夠有效地滿足環(huán)保規(guī)范的控制要求。   6.2.2二嗯英       利用水泥窯爐焚燒處置垃圾的過程，不具備二嗯英產(chǎn)生的條件，從而能有效地抑制二嗯英的產(chǎn)生，具體的論述如下：       (1)從源頭上減少了二嗯英產(chǎn)生所需的氯源       為了保證窯系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性，現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)常對生料中干擾生產(chǎn)操作的Cl-的含量進行控

29、制。一般情況下，進入燒成系統(tǒng)的Cl-總含量低于0.0150.02。而這部分Cl-在水泥煅燒系統(tǒng)內(nèi)可以被水泥生料完全吸收，以氯硅鈣石(2Ca0·Si02·CaCl2)的形式存在，最后夾帶在熟料礦物中被帶出燒成系統(tǒng)。即使在9001000之間，氯以氣態(tài)離子狀態(tài)存在，經(jīng)冷卻后直接形成無機鹽，可采用旁路放風(fēng)系統(tǒng)排出，不會形成有機的多氯聯(lián)苯物質(zhì)，即二嗯英有機物。 (2)高溫焚燒確保二嘿英不易產(chǎn)生       為確保不產(chǎn)生二嗯英，國家標(biāo)準(zhǔn)GBl 84852001生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的焚燒爐技術(shù)要求指標(biāo)為：煙氣溫度850

30、，煙氣停留時間2s，或煙氣溫度1000，煙氣停留時間1s。       在分解爐底部，溫度均在900以上，氣體停留時間大于7s，固體物料的停留時間高達20s以上，而回轉(zhuǎn)窯中氣相溫度最高可達l800以上，物料溫度約為1450，因此，無論將垃圾的可燃物加入分解爐或回轉(zhuǎn)窯，都完全可以保證有機物的完全燃燒和徹底分解，杜絕了二嗯英的產(chǎn)生條件。   此外，在燃燒過程中高溫氣流與高溫、高細(xì)度的堿性物料(Ca0、CaC03、Mg0、K20、Na20等)充分接觸，有利于抑制二嗯英的產(chǎn)生。    

31、; 圖7  德國二噁英檢測結(jié)果       圖7為德國某機構(gòu)針對常規(guī)燃料、替代燃料和替代原料的多條水泥窯檢測結(jié)果。從大量的檢測結(jié)果中不難看出，在160個檢測樣中，二嗯英有機物的濃度均在0.1ngTEm3以內(nèi)，大多數(shù)情況在0.0020.05ngTEQNm3，其平均值約為0.02ngTEQNm3。   技術(shù)研究合作方某水泥廠于2009年，針對水泥窯處置相關(guān)廢棄物時，檢測了其廢氣出口中顆粒物粉塵和二嗯英排放濃度，結(jié)果如表6所示。    表6 某水泥廠處置廢棄物時固體顆粒物排放濃度&

32、#160;      由表6可知：采用現(xiàn)代干法水泥窯系統(tǒng)處置生活垃圾時，能夠有效地抑制二嗯英的產(chǎn)生，其排放濃度完全能夠控制在國標(biāo)GB 502952008中0.1ngNm3的限值以下，達到國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。   6.3其它毒害氣體的控制       (1)硫的氧化物(S0x)       水泥生產(chǎn)系統(tǒng)本身就是一種脫硫裝置，其燃燒產(chǎn)生的S0x將和生料中的堿性金屬氧化物生成相應(yīng)的鈣硅硫酸鹽等礦物(2(C2S

33、)·CaS04；CaS04·1.75Si02；2CaS04·K2S04；3Na2S04·CaS04等)，隨熟料排出窯外。因此隨氣體排放到大氣中的S0x，一股情況下低于20mgNm3，完全能夠滿足現(xiàn)行國家環(huán)保要求的200ng/Nm3。       (2)氮氧化物(N0x)       sinoma課題組開發(fā)設(shè)計了新一代的低N0x水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，具體做法如下：       采用新型高

34、效多介質(zhì)煤粉燃燒器；在不降低火焰整體溫度的情況下，消弱火焰峰值溫度，并在根部產(chǎn)生相當(dāng)量的還原氣氛，以降低高溫煅燒過程中的熱力NOx的產(chǎn)生。       在回轉(zhuǎn)窯窯尾和分解爐之間增設(shè)一個有效的脫氮還原區(qū)，用于還原高溫產(chǎn)生的NOx。兩項技術(shù)綜合作用的結(jié)果，使得現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)NOx排放量大大降低。目前的生產(chǎn)實踐證明，NOx的排放濃度已降至500mgNm3(以10氧含量為基準(zhǔn))以下，最低可達289mgNm3。滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)500mgNm3的限值要求。 (3)氟化物、氯化物 大量的實踐檢測數(shù)據(jù)表明：生活垃圾中的氟化物含量很低，在水泥生產(chǎn)的封閉

35、系統(tǒng)高溫條件下，氟化物會發(fā)生復(fù)合礦化反應(yīng)，即使有微量的F-存在，也以復(fù)合鹽類物的形式存在進入熟料，不會單獨以氟化物的形式進入大氣中。在水泥生產(chǎn)過程中Cl不會單獨以HCl的形式存在，不必?fù)?dān)心利用水泥窯爐處置城市生活垃圾時會產(chǎn)生HCl對環(huán)境造成影響。由表7不難看出，焚燒廢棄物后，各主要有毒有害氣體的排放濃度均低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，不會對環(huán)境造成影響。    表7  廢氣污染物排放濃度限值及檢測結(jié)果(mg/m3)7、目前水泥廠協(xié)同處理城市生活垃圾的幾種方式7.1海螺川崎水泥廠協(xié)同處理城市垃圾技術(shù)（CKK系統(tǒng)） 見圖 1 所示：該技術(shù)利用垃圾氣化處理技術(shù)將

36、垃圾轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w， 將此氣體通入新型干法水泥窯系統(tǒng)的分解爐中，替代部分燃料進行燃燒，并利用分解爐內(nèi) 900°以上的高溫和堿性氣體等條件， 吸收和處理垃圾產(chǎn)生的二噁英等有害氣體，使垃圾處理達到“無害化、減量化、資源化”的要求。 該系統(tǒng)分為：垃圾儲存和喂料、垃圾焚燒、灰渣處理、滲濾液處理、有害成分分離等五個部分。 形成一套完整的城市生活垃圾處理系統(tǒng)，無二次污染和再次處理的問題，將水泥 生產(chǎn)和城市垃圾處理有機的結(jié)合，利用行業(yè)的特點，各自發(fā) 揮作用，以期達到雙贏的目的。 主要生產(chǎn)工藝為：（1）垃圾儲存和喂料：該部分與傳統(tǒng)的垃圾焚燒發(fā) 電廠相似，城市生活垃圾通過車輛輸送到密封垃圾儲料 倉庫，

37、發(fā)酵、破碎后的垃圾采用專用抓斗送入喂料小倉， 準(zhǔn)備入爐煅燒。 儲料倉庫內(nèi)為負(fù)壓，防止臭氣外漏，抽出的空氣供焚燒爐燃燒。（2）垃圾焚燒：垃圾通過供料裝置均勻地向氣化焚燒 爐內(nèi)喂料，投入爐內(nèi)的垃圾與爐內(nèi)的高溫流動介質(zhì)（流化 砂）接觸，一部分通過燃燒向流動介質(zhì)提供熱源，另一部 分氣化后形成部分可燃性氣體送入水泥生產(chǎn)線的分解爐 內(nèi)，經(jīng)分解爐、預(yù)熱器及廢氣處理系統(tǒng)凈化后排出，同時， 焚燒后的垃圾廢渣在流動介質(zhì)中一邊沉降一邊移動，到爐底時分離排除，作為原料摻入水泥原料中。（3）灰渣處理：排出的爐渣和流化砂通過輸送設(shè)備 送入流化砂分級裝置分離，流化砂重新入爐使用，廢渣 通過金屬分離器分離出鐵和鋁，送入專用小

38、倉，作為原 料喂入生料磨。（4）滲濾液處理：垃圾儲坑滲出的污水經(jīng)污水過濾 器送入污水儲存槽，采用密封泵將污水提升向氣化爐內(nèi) 噴射，通過高溫氣化爐進行蒸發(fā)氧化處理，完全分解有 機成分，實現(xiàn)無害化，達到污水零排放的目的。圖1 水泥廠協(xié)同處理城市垃圾 圖2 合肥院水泥廠協(xié)同處理城市垃圾 圖3 丹麥?zhǔn)访芩构緹岜P爐技術(shù) 工藝流程示意圖 工藝流程示意圖 在水泥生產(chǎn)應(yīng)用示意圖20有害成分分離：考慮到在水泥生產(chǎn)和垃圾處理過程中，所產(chǎn)生的堿、氯等有害物質(zhì)的影響，在水泥窯尾煙室部位，設(shè)置旁路放風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)水泥生產(chǎn)時出現(xiàn)有害成分異常時，采用該系統(tǒng)，以達到安全生產(chǎn)的目的。 目前， 該系統(tǒng)已在海螺安徽銅陵水泥廠 5 0

39、00t/d 生產(chǎn)線上投入使用，設(shè)計產(chǎn)量為處理城市生活垃圾 300t/d，該系統(tǒng)的運行為我國城市生活垃圾的處理探索出一條新的思路。7.2合肥院水泥廠協(xié)同處理城市垃圾技術(shù) 見圖 2 所示：該系統(tǒng)針對我國城市垃圾水分大、灰份高、熱值低的特點，結(jié)合水泥生產(chǎn)獨特的工藝，在回轉(zhuǎn)窯旁設(shè)置回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐聯(lián)合處理原生態(tài)城市生活垃圾，從窯頭抽取高溫?zé)釟怏w， 在回轉(zhuǎn)式焚燒爐內(nèi)煅燒城市垃圾，由于爐內(nèi)良好的通風(fēng)和攪拌設(shè)施， 使垃圾得到充分的燃燒，煅燒溫度高、停留時間長，完全滿足垃圾焚燒的“三 T”（溫度、遄流、時間）要求，燃燒后的高溫氣體作為入分解爐三次風(fēng)，經(jīng)過分解爐、預(yù)熱器和窯尾廢氣處理系統(tǒng)處理后排除，燃燒垃圾產(chǎn)生

40、的一些有害成分在水泥燒成過程中產(chǎn)生的高溫堿性氣體中得到緩解和吸收，達到無害化處理的目的。 該系統(tǒng)分為：垃圾儲存和喂料、垃圾焚燒、灰渣處理、滲濾液處理等四個部分。 其主要流程如下：（1）垃圾儲存和喂料：基本與通常城市垃圾焚燒發(fā) 電廠相同，沒有特殊設(shè)計。（2） 垃圾焚燒； 垃圾通過喂料小倉下設(shè)置的喂料設(shè) 備， 均勻地向爐內(nèi)喂入， 遇到從窯頭抽入的高溫氣體（700左右），通過回轉(zhuǎn)式焚燒爐內(nèi)揚料裝置的翻滾，為垃 圾焚燒創(chuàng)造了良好的煅燒條件，到達焚燒爐出口時完成了 垃圾煅燒過程，出爐高溫氣體（1 000左右）隨三次風(fēng)管進 入分解爐，爐渣通過排料裝置送入卸料坑。（3）灰渣處理：爐渣經(jīng)過冷卻處理后通過金屬分

41、離 器分離出有關(guān)金屬，送入原料配料倉，按一定比例隨同 原料進入生料磨粉磨進入生料庫。（4）滲濾液處理；采用減量法處理垃圾滲透液，收集的滲濾液通過污水泵向窯尾噴射，通過高溫氣體的蒸發(fā)和氧化處理，使其有機成分得到分解，達到無害化的目的。7.3丹麥?zhǔn)访芩构緹岜P爐技術(shù) 該公司提出的熱盤爐技術(shù)是在水泥生產(chǎn)線的分解 爐設(shè)置垃圾焚燒爐，見圖 3 所示：其是一種構(gòu)造簡單的燃 燒裝置，是分解爐的延伸和補充，與水泥窯外分解系統(tǒng)為 一個整體。 其主要工作過程為：窯三次風(fēng)、部分高溫生料 和可燃垃圾一同進入熱盤爐內(nèi)， 在慢速旋轉(zhuǎn)的圓盤上開 始充分地氧化燃燒，圓盤的轉(zhuǎn)速為每小時 14 轉(zhuǎn)，從物料 進口到爐渣和生料混合物

42、卸出， 在圓盤上大約要運行270°。 卸出的殘渣向下落入窯尾，細(xì)小的飛灰和生料則隨 高溫氣體進入分解爐。 按可燃垃圾的性質(zhì)，調(diào)節(jié)圓盤的轉(zhuǎn) 速，使其能在爐內(nèi)有足夠的時間，達到充分燃燒的目的。 當(dāng)燒成系統(tǒng)出現(xiàn)意外故障時， 設(shè)在熱盤爐上方的冷生料 小倉可以直接放入生料進爐，阻斷垃圾燃燒，使熱盤爐上 的火很快熄滅，避免水泥窯系統(tǒng)不正常時環(huán)保超標(biāo)排放。 目前這種熱盤爐已在挪威一家 1 600t/d 水泥生產(chǎn) 線上投入運行，主要是燃燒可燃垃圾（如汽車輪胎、電話 機插板等）。 在國內(nèi)利用現(xiàn)代水泥廠協(xié)同處理城市生活垃圾的工 作正在興起，國內(nèi)很多機構(gòu)和專家作了大量的工作，但由 于很多客觀的原因，這項工作正在起步階段，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 和實施細(xì)則正在制定。 針對中國城市垃圾的特殊性，如何 與水泥生產(chǎn)過程有機的結(jié)合，在不影響水泥正常生產(chǎn)產(chǎn)