技术 | 水泥窑协同处置城市生活垃圾技术及推广应用 原创

前言

据资料显示，国内城市垃圾无害化处理能力仅仅只有34、89％，而国内城市垃圾堆存量目前已经来到了70亿吨，其占用我国土地5亿平方米。数量如此惊人的城市垃圾让多座城市饱受城市污染问题，严重影响着人们的身体健康。当前国内常用垃圾处理方式包括焚烧、填埋，而这些方式实际上却会造成更多的危险废弃物，故许多发达国家早已禁止使用这一思路。水泥窑则不同，水泥窑是一种能够彻底清除垃圾且安全可靠的技术。该技术能够提高城市环保水平，实现城市经济与环境的平衡发展。

1.1 垃圾成分

当前国内所用的生活垃圾收集方法为混合收集，虽然很多城市的垃圾桶有标明可回收垃圾与不可回收垃圾，可是其效果却并不尽如人意。在城市进一步发展的过程中，尤其是城市人口数量的快速增长，不论是垃圾成分、种类还是数量都获得了急剧的变化与增长。据了解当前国内城市垃圾中，生活垃圾无机成分可达50％，其中包括大量的石块、废弃砖瓦、灰土。而有机成分则为38％，其中包括大量的厨房垃圾。可供回收的废弃品也就是金属、玻璃、橡胶、塑料、纸只有9％。除此之外城市垃圾大多还有着比较高的含水量，该数字通常为63％左右，尤其是夏季。很多城市垃圾中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Cr、As的含量都不高，这些元素来自于废弃的电池、家电。这些重金属以混合物、单质形式存留在生活垃圾当中。

1.2 垃圾分类

结合水泥窑城市垃圾处理要求，垃圾需要现分为下述四大种类包括：第一种橡胶、织物、树枝、纸张、塑料这些轻质可燃物。第二种由厨房生产带来的各种动物内脏、剩饭剩菜有机物，这些有机物可以在低温烘干、发酵抑制的过程中变为燃料、原料后合理使用。第三类由废砼、陶瓷、玻璃、砖瓦、石块、渣土等材质组成的无机物，如果这类混合物中出现了金属物质，则要进一步单独划分与回收。第四类渗滤液在废水系统处理以后，如果水质指标能够达到相应规定，则这类废水将用于灌溉与直接排放。

2.1 海螺CKK系统

该系统为日本川崎与海螺集团共同研发而成，是一种气化炉与新型干法窑组成的垃圾处理技术。在垃圾被运送到指定位置以后进行称重，随后将这些垃圾倒入垃圾坑充分破碎搅拌，最后投入气化炉。这些生活垃圾在气化炉高达500摄氏度的环境下，和流化沙充分的混合并沸腾。这其中的一部分垃圾会因为缺少足够的氧气燃烧，所以会自行产生热量维持温度，而其他垃圾则在气化反应中变成气化烟气，烟气将到达分解炉继续燃烧。烟气可燃气体可以被用作替代燃料。此外烟气中存在的诸如二恶英等物质将会在高温环境下充分分解与固化，真正意义上实现无害化与彻底消除。最后垃圾坑中将会产生一定量的臭气与渗滤液。这些废弃物将会进入气化炉充分焚烧，并从气化炉底部完成垃圾灰渣的排出。使用水冷设备控制气化炉温度，从而分理处包括铝、铁等金属物质，剩下的物质就是无机物灰渣，这些灰渣可以用于水泥生产。

2.2 华新HWT技术

该技术是华新公司以豪瑞集团废物处理经验结合国内垃圾特征研发的水泥窑废物处理技术。首先垃圾会被运输车送到预处理厂，随后进一步破碎垃圾，将其送入干化期。一般来说干化期时间为15至18d。实现含水率的控制。结束干化后，将这些垃圾送入分选车间，挑选出可燃物、有机质作为燃料送入分解炉。从分解炉中选出砖瓦碎块、灰渣等作为水泥生产原料。该过程出现的所有渗滤液将直接用焚烧处理的方式解决。

2.3 中材国际技术

在长达10年的研发时间中，中材国际开发出了新型干法水泥窑城市垃圾处理系统，其包括水泥生产与预处理两部分内容。首先将垃圾送入处理区域并做分选处理，随后从中挑选出可燃物包括纸片、橡胶、塑料，再挑出不可燃物包括厨房垃圾、无机物。这两种物质将会送到水泥厂。在经过压缩脱水工序后，可燃物作为燃料送入分解炉，而不可燃物则参与水泥原料的配置过程，送入原料磨粉磨，该过程出现的污水、臭气会在处理系统处理后送入对应的环境。

从上述结果可以看出，三者在技术路线上有着比较大的区别，海螺CKK采用气化炉预处理垃圾，其产生的废渣与可燃气将成为水泥生产原料与替代燃料。华新HWT技术需要先脱水干化垃圾，随后选出不可燃物与可燃物，作为水泥生产原料与替代燃料。中材国际直接分处不可燃物与可燃物，随后投入生料磨与分解炉作为原料与燃料。不同技术有着不同的特色。海螺CKK并没有配备渗滤液与臭气处理系统，而这最后都会送入水泥窑。在处理较大数量的垃圾时。这项技术很有可能会遇到生产不稳定的问题。华新HWT有臭气处理系统，渗滤液会送回水泥窑中处理。中材国际同样配备了渗滤液与臭气处理系统，可以有效提高垃圾处理能力与接纳量。

3.1 含水量

对水泥质量与垃圾利用率来说，含水量是需要重点关注的因素，不同季节、不同材料的垃圾有着不同的含水量。通常情况下，多雨季节情况下。垃圾都会有比较高的含水量，一般为70％甚至更高。为了确保水泥质量达标就必须做好垃圾含水量控制。在控制与处理含水量的过程中，需要结合水泥窑对余热的利用情况。结合资料与实践结果表明，在含水量为30％以内的情况下，水泥窑生产质量将会达到最高。所以如果出现较高的垃圾含水量．就必须先行处理垃圾含水问题．做脱水工作，控制器含水量范围。

3.2 重金属

在城市垃圾中重金属实际上是必然会出现的成分，是一种很难控制的要素。结合资料与研究得知，在面对进料量限制的情况下，重金属进料量实际上并不会影响到尾气、熟料、窑灰。此外垃圾重金属和添加废物也不会出现任何关系。重金属在水泥的包裹下能够有效提高熟料强度，并降低熟料成品所需温度，实现燃料节约控制的目的。

水泥性能与生活垃圾重金属含量实际上并无关系。简单来说就是垃圾中的重金属并不会影响到水泥性能。在生产水泥的过程中无需考虑这些重金属要素。

3.3 钾硫氯

钾硫氯等元素都会影响到水泥窑系统与预处理系统正常运行，是导致水泥窑、预处理等系统堵塞的根本原因。所以应用水泥窑处理城市垃圾的过程中，需要认真处理这些干扰要素。假设高温情况下不能彻底解决这些问题，那么在时间的推移过程中，系统就会出现堵塞的情况，甚至影响到系统正常工作。硫等元素非常容易挥发，需使用放风技术处理。而硫这种元素不易挥发，所以不能使用放风技术，必须做好硫量控制。此外为减少上述因素对水泥窑的侵蚀，还要处理好氯含量，保障垃圾利用率与水泥性能。

水泥生产与垃圾处理的结合不仅符合节能环保要求，同时也顺应了时代建设的选择。本文通过分析城市垃圾成分、分类简述了城市垃圾现状。并通过叙述三种比较常见的水泥窑技术，提出了对水泥窑技术处理垃圾的看法。最后重点讨论了处理的主要对象与技术因素，希望能够帮助更多人了解这项技术，共创美好和谐蓝天。

作者：杨占龙

来源：《华润水泥(鹤庆)有限公司》

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