水泥厂用生活垃圾代替部分燃料的成功经验

王宝春　林　东　袁　俊　蒋忠民

中材建设有限公司（100176）

水泥厂用生活垃圾代替部分燃料的成功经验

王宝春林东袁俊蒋忠民

中材建设有限公司（100176）

这里介绍了某欧洲水泥厂用生活垃圾（RDF）替代部分燃料直接喂入分解炉的流程及其产生的经济价值和效果。生活垃圾（RDF）替代部分燃料不仅节约的燃料成本，而且大大降低了NOx的量，在保证排放值下，降低了氨水的消耗量，进一步节约了成本。

城市生活垃圾是人们生活中产生的固体废弃物，在收集、运输和处理过程中，所含有和产生的有害成分会对大气、土壤、水体造成污染，不仅严重影响城市环境质量而且威胁人类健康。随着经济的发展，城市规模越来越大，垃圾的生成量成倍增长，垃圾滋生已成为继能源、交通、工业排放的“三废”之后又一重大环保难题。

欧盟国家对水泥行业环保要求很严格，水泥厂的各项环保指标都必须达标。新建的水泥生产线在设计时应充分考虑节能减排的要求，增加一个用生活垃圾（RDF）代替部分分解炉燃料的系统。

1　垃圾焚烧系统简介

1.1垃圾焚烧系统流程

RDF堆场→半自动行车→喂料秤→板喂机→鹅颈输送机→分解炉

RDF堆场→异味控制器→收尘器

1.2垃圾焚烧系统主要设备配置

垃圾堆棚：210 m3。抓料行车：40 t/h。喂料秤：2～20 t/h。鹅颈输送机：2～20 t/h。板喂机：2～20 t/h。收尘风机（2台）：45 000 m3/h。异味控制器：45 000 m3/ h。截止阀：2个。罗茨风机：1 410 m3/h。

1.3垃圾焚烧系统流程简介

经过破碎等处理后的生活垃圾通过全密封的专用车运至RDF堆棚的两个容积100 m3的卸料坑。一个半自动抓斗行车按照设定的程序自动将RDF抓至存储区或根据喂料秤小仓的仓重变化，抓斗行车自动抓料至喂料秤小仓。喂料仓里的料进入板式喂料秤，板喂机和鹅颈输送机将料送进分解炉内燃烧。为了保证RDF能顺畅地进入分解炉和安全喂料要求，在喂料溜子使用了一台回转下料器和2台气动截止阀，并为回转下料器配置了一台罗茨风机。烧RDF时分解炉截止阀常开，不烧垃圾时截止阀常闭。

RDF堆棚全密封，顶部设置消防喷水，侧面平均分布多个收尘点。为保证堆棚内异味不向外扩散，收尘器和风机之间增加了一个异味控制器。

本项目异味控制器包括多级填料湿式净化塔和复合光催化装置两部分。多级填料湿式净化塔包括洗涤净化层和脱水除雾层两部分，适用于NOx、SO2、H2SO4、HCL、金属烟尘等有毒有害气体的净化，并适用于氨、硫化氢、甲醛、甲醇、胺类等恶臭物质的除臭处理。

复合光催化装置由复合光催化金属镍网和C波段紫外光灯管组合。光催化剂纳米粒子在一定波长的紫外光线照射下才能受激发生成电子—空穴对，空穴分解催化剂，进行杀菌、除臭。整个光催化氧化过程不会产生臭氧，不会因产生臭氧而带来新的环境污染。

光催化工艺主要是由镶嵌有纳米二氧化钛（TiO2）的泡沫镍网、产生254 nm和185 nm紫外线、电控系统及设备壳体等四大部分组合。光催化工艺能有效地去除部分挥发性有机和无机化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氢等。这些有害气体可经过二氧化钛的催化作用，被完全分解破坏，达到无机化，而不形成中间产物。目前，很多发达国家，在充分应用含有二氧化钛的光催化涂料，涂在建筑物外墙和马路隔音板上，利用太阳光来分解汽车排放废气中的氮氧化物，从而净化空气。

异味控制器流程：多级填料湿式净化塔→鹅形管道→复合光催化装置→风机→排风风管

2　不烧RDF和烧RDF生产线性能测试结果

2.1燃料和RDF热值

燃料和RDF热值见表1，该厂所用的燃料是石油焦。

表1　燃料性能参数

2.2不烧生活垃圾时的性能测试见表2、表3表5

表2　不烧生活垃圾时系统能力

2.3烧生活垃圾时性能测试结果见表4

表4　烧生活垃圾时系统能力

2.4气体排放对比

从两个考核结果来看，气体排放符合要求。

2.5经济效益分析

1）氨水用量

表3　不烧生活垃圾时系统性能测试值及保证值

表5　不烧生活垃圾时系统性能测试值及保证值

图1　气体排放图

2）燃料消耗

注：该厂燃料采购于其他国家，综合单价不低于100欧元/t，每吨熟料节省燃料费1.8欧元。

3）生活垃圾消耗

注：目前还不清楚欧盟对烧生活垃圾财政政策规定。

4）不考虑财政补贴的因素，每吨熟料降低成本2.2欧元。按照年产熟料100万吨计，该厂每年节省220万欧元，处理生活垃圾5.4万吨。

3　烧生活垃圾时操作注意事项

生活垃圾水分和成分不稳定，分解炉的温度波动较大，分解炉喂料秤PID调节要求较高，实际生产分解炉温度波动可控；因为生活垃圾比较轻，如果系统风量过大，部分生活垃圾可能被拉进预热器，实际生产时要注意风量的控制。

4　生活垃圾在水泥行业应用展望

目前，国外正在研究用替代燃料取代传统燃料。有关数据显示，我国日常生活垃圾80万吨，年产近3亿吨，垃圾累计堆存量已达80亿吨，约400座城市陷入“垃圾围城”困境。水泥行业处理生活垃圾是一个不错的选择。