【水泥人網(wǎng)】摘要:水泥工業(yè)是典型的能源消耗和資源消耗型工業(yè)。資料顯示，水泥生產(chǎn)能耗約占全國能源消耗量的7%左右，水泥工業(yè)消耗的煤炭占全國煤炭總消耗量的15%左右。因此，水泥行業(yè)節(jié)能降耗工作的進(jìn)展對國家節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將起到非常重要的作用。
2、運(yùn)行和檢驗(yàn)數(shù)
焚燒的生活垃圾是由廣元市環(huán)衛(wèi)處運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)來的市區(qū)生活垃圾和在工廠附近楊家?guī)r職工生活區(qū)收集的生活垃圾，每生產(chǎn)1噸水泥熟料可處理垃圾0.2噸。垃圾焚燒后形成的灰渣無臭氣，呈灰白色，顆粒均勻，無結(jié)渣，為粉末狀，粒徑小于3mm。
在水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，切換到生產(chǎn)水泥同時(shí)焚燒垃圾狀態(tài)，即打開焚燒垃圾系統(tǒng)進(jìn)、出風(fēng)管道上的閥門，關(guān)閉三次風(fēng)管中間閥門，把熱風(fēng)引入垃圾焚燒爐。三次風(fēng)剛進(jìn)垃圾焚燒系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)減少生料喂入燒成系統(tǒng)量，增加分解爐喂煤量，保證分解爐溫度，使入窯生料的分解率不降低。然后穩(wěn)定垃圾喂料量，適當(dāng)調(diào)整三次風(fēng)管中間閥門開度和分解爐喂煤量，逐步提高生料喂入燒成系統(tǒng)量，形成良性循環(huán)。經(jīng)過3個(gè)多小時(shí)的精心調(diào)整，生料喂入量恢復(fù)到切換前的狀態(tài)
受現(xiàn)場布置條件和投資資金所限，焚燒爐灰渣由焚燒爐卸出后，人工裝入小推車，推至生料入窯小倉斗式提升機(jī)前的螺旋輸送機(jī)處加入，焚燒爐灰渣和生料在輸送的過程中混合，最后進(jìn)入預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯
在連續(xù)運(yùn)行的過程中，以保證系統(tǒng)產(chǎn)量和熟料質(zhì)量為目的，穩(wěn)定垃圾焚燒量和穩(wěn)定分解爐溫度為方向，調(diào)整分解爐喂煤量和三次風(fēng)管開度，使系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。在焚燒垃圾的全部時(shí)間內(nèi)，沒發(fā)生結(jié)皮堵料等工藝事故，沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。
連續(xù)穩(wěn)定焚燒垃圾的24小時(shí)中,生產(chǎn)水泥熟料299.1噸、焚燒垃圾60.2噸。單獨(dú)生產(chǎn)水泥熟料，生產(chǎn)299.1噸水泥熟料需燒成煤57.13噸。與此相比，向分解爐少喂煤10.5噸，焚燒垃圾對燒成水泥熟料燃料的替代率為18.4%。焚燒垃圾生產(chǎn)的水泥熟料表觀與平時(shí)生產(chǎn)的熟料完全相同，其化學(xué)成分、率值和礦物組成如表2和表3，強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果見表4。
表2、表3和表4的數(shù)據(jù)說明，垃圾灰入窯和不焚燒垃圾生產(chǎn)的水泥熟料在化學(xué)成分和物理性能方面沒有明顯差別。
采用水泥回轉(zhuǎn)窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理城市生活垃圾工藝不產(chǎn)生廢水，不遺留固體廢物，僅有廢氣排放。檢測結(jié)果表明：焚燒垃圾前和焚燒垃圾中，水泥窯排放廢氣中的各污染物濃度和噸產(chǎn)品排放量均不超標(biāo)。在水泥窯產(chǎn)量相同的情況下，焚燒垃圾前和焚燒垃圾中，廢氣和各污染物排放有如下差別：焚燒垃圾時(shí)比不焚燒垃圾時(shí)廢氣量增加了4.88%、顆粒物和氟化物排放濃度基本一致、氮氧化物排放濃度稍微降低、二氧化硫排放濃度稍微增加。
限于檢測條件，未對廢氣中氯化物、二英、重金屬等項(xiàng)目進(jìn)行檢測。根據(jù)廣元市垃圾的組成、同濟(jì)大學(xué)對垃圾飛灰應(yīng)用的詳細(xì)研究和國內(nèi)外類似的研究，它們均應(yīng)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi)，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。
3.運(yùn)行結(jié)果及啟發(fā)
通過水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理垃圾技術(shù)在天臺水泥廠的實(shí)際運(yùn)行，我們有如下的結(jié)論和啟發(fā)。
水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾不用外加燃料。采用水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)，焚燒混合收集的城市生活垃圾，不外加燃料，在從水泥窯窯頭罩抽取的焚燒熱風(fēng)溫度大于600℃時(shí)，垃圾焚燒溫度可達(dá)900℃以上，完全符合《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）對焚燒垃圾的溫度控制要求，煙氣在850℃以上停留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2秒。目前，城市居民普遍使用液體或氣體燃料，垃圾中可燃物增加，若不經(jīng)雨淋，低位熱值可達(dá)5000kJ/kg以上，隨著生活水平的提高，垃圾熱值還將大幅度提高。另外，現(xiàn)在水泥生產(chǎn)大部分采用新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯，水泥窯窯頭罩的熱風(fēng)均大于600℃，甚至達(dá)到1000℃。若以950℃熱風(fēng)作為垃圾燃燒的熱空氣，即使垃圾熱值低到3000kJ/kg，燃燒溫度也會超過900℃。若有溫度比較高的燃燒空氣，焚燒爐溫度可控制在1100℃左右，以便提升熱量利用率和取得更好的處理效果。因此，采用水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)處理城市生活垃圾不用外加燃料。
焚燒垃圾不影響水泥燒成系統(tǒng)的運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。在焚燒垃圾過程中，沒有發(fā)生預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞和窯結(jié)圈現(xiàn)象，對水泥生產(chǎn)操作沒產(chǎn)生影響，其結(jié)果比我們預(yù)想的好。由于在配料時(shí)考慮了垃圾灰的摻入，水泥熟料化學(xué)成分幾乎沒有變化，水泥熟料質(zhì)量基本不受影響。我們所擔(dān)心的垃圾中氯、硫、堿對水泥燒成系統(tǒng)的影響沒有出現(xiàn)，一方面是垃圾焚燒量還較少，另一方面是因?yàn)閺母G頭罩抽取的焚燒垃圾的熱風(fēng)攜帶有大量的水泥熟料顆粒，它含有65%以上的CaO，而且處于高溫活性期，把垃圾燃燒分解出的酸性物質(zhì)吸收并固定，自然不會對水泥燒成系統(tǒng)的運(yùn)行和水泥熟料質(zhì)量造成影響。
焚燒垃圾起到了替代燃料的作用。在試燒統(tǒng)計(jì)階段，焚燒垃圾對燒成水泥熟料燃料的替代率為18.4%。
水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾能夠?qū)崿F(xiàn)無害化、資源化和無殘留處理。我們在運(yùn)行過程中進(jìn)行了力所能及的檢測，所檢測項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果均符合《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2004）和《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）排放限值的要求。研究證實(shí)，水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對生活垃圾的無害化、資源化和無殘留處理。
結(jié)論
水泥工業(yè)處置城市生活垃圾與其他處置方式相比，對垃圾熱量和物質(zhì)利用率更高。這種處理方式除水泥生產(chǎn)線用地外，不需要征用大量土地，不會對地下水產(chǎn)生污染，沒有固體廢棄物外排，對大氣的污染也可減到極輕程度，是最徹底的處理方式之一。水泥窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理垃圾技術(shù)能適應(yīng)我國垃圾的特性，實(shí)現(xiàn)了對生活垃圾處理的無害化和資源化，其投資和運(yùn)行費(fèi)用低，投入產(chǎn)出比高，值得各地環(huán)保部門和市政部門采納。同時(shí)，水泥工業(yè)是高能耗、高資源消耗的產(chǎn)業(yè)，2009年全國水泥產(chǎn)量達(dá)16.3億噸，今后還要繼續(xù)增長，資源和能源消耗巨大，此項(xiàng)技術(shù)使生活垃圾轉(zhuǎn)化為水泥工業(yè)的替代燃料和替代原料，將緩解水泥工業(yè)對天然資源的依靠，也值得各水泥企業(yè)作為節(jié)能減排的實(shí)用技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。可以說，水泥窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理垃圾達(dá)到了節(jié)約能源和廢物處理、政府和企業(yè)雙贏、環(huán)境和效益雙贏的多重目的。
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