利用新型干法水泥窑处理城市生活垃圾技术探析

2019-11-28郑斌

建材发展导向 2019年3期

关键词：灰渣有害物质干法

郑斌

（中材安徽水泥有限公司，安徽巢湖 238001）

当今社会，城市化的快速发展使得生活垃圾逐渐增加，但是新技术的发展及应用可以有效缓解垃圾处理的压力。利用新型干法水泥窑能够将垃圾减量化、无害化及资源化，降低垃圾对城市的不良影响，强化水泥产业的环保理念，造福于人民。

1 新型干法水泥窑处理城市生活垃圾工艺设计

新型干法水泥窑处理城市生活垃圾的原理是通过一定的流程，将垃圾焚烧所带来的热量及废料转化为水泥生产的动力和原料[1]。该系统的运作流程如下：

第一，预处理与供料系统。由垃圾车将城市生活垃圾运输至指定地点，进场后存放入车间储存仓，经过破碎机（粗破）、滚筒筛，再经过破碎机（细破）；在此基础上经过风选设备将垃圾分为可燃物与不可燃物，可燃物输送至可燃物仓，经过皮带称计量后进窑系统，不可燃物经过皮带秤计量输送至生料磨及生料滚压机系统粉磨。

第二，垃圾焚烧系统。此系统包括供料装置及气化炉，在垃圾喂料仓中，要经过密封喂料及打散机两道工序，将垃圾均匀投放入燃烧炉，供料装置能利用螺旋叶片定量投放垃圾，保障整个燃烧系统的稳定性；垃圾与蓄热装置接触，一部分能进行燃烧，产生热能，帮助气化炉燃烧，一部分能形成气化产品进入水泥窑生产加工。

第三，供风系统。此系统主要保证垃圾处理过程中气味不外露，由供风系统及气体输送系统构成，在垃圾存放中，需要抽取空气保证坑中负压，再将抽取的气体输送至气化炉支持燃烧；在相关工序结束后，利用除臭机对空气进行净化，排放到室外，确保环境安全。

第四，点火及喂煤系统。此系统是气化炉工作的重要步骤，在气化炉启动时，需要燃油提供热能，当温度达到一定程度后投入垃圾实施燃烧；在燃烧中，如遇温度降低、燃烧效果不佳问题时，应投入适量煤作为燃烧辅助剂，确保燃烧效果。

第五，垃圾污水处理系统。此系统能分解生产污水中的有害物质，通过过滤、高温等步骤实现污水的零排放。在垃圾储存中，会产生污水渗漏，利用污水储存装置进行污水收集，并利用过滤器对其进行过滤；由于污水的主要成分为有机物质，所以利用密封泵将其提升至气化炉，喷射至炉内，利用炉内高温使其蒸发氧化，消除有害物质。第六，有害物质分离系统。水泥生产中会产生碱、氯等物质，其不能再利用，所以应对其进行分离、排出。此系统能抽取含有有害物质的气体，利用冷风装置使其冷却结晶，用密封袋进行收集，排出系统。

2 新型干法水泥窑处理城市生活垃圾技术效果

2.1 减轻环境污染

二恶英污染在大气环境污染中十分普遍，也非常严重。在城市生活垃圾的处理中，焚烧办法就会产生此种危害，对人体会产生极大的危害，因此，垃圾焚烧中的二恶英污染受到了社会各界的广泛关注[2]。应用新型干法水泥窑处理垃圾，能完全消灭该物质。一方面，该系统在焚烧垃圾时，水泥窑中的温度通常在1600摄氏度左右，且燃烧后气体处于密封状态，在窑内停留6秒以上，能使二恶英这种有害物质完全分解，甚至超出城市垃圾处理的要求。另一方面，在水泥的生产中，会产生一定量的碱性原料，该种原料能够吸收二恶英中的C1成分，阻止其合成，继续危害环境。

2.2 重金属的固化及有害气体的吸收

石灰石是水泥生产的重要原料，其主要成分是CaCO3，CaCO3能在高温环境中分解成CO2和CaO，形成一个碱性氛围，在垃圾焚烧中，对于一些重金属能进行固化，不仅减轻环境污染，还能将垃圾资源化。与此同时，还能减少有害物质的排放，通过吸收氯化氢、硫氧化物等有害物质，实现保护环境的目标。除此之外，新型干法水泥窑处理垃圾的方法能利用燃烧垃圾产生的灰渣进行水泥生产，将其作为原料，符合资源优化利用的目标。在重金属问题上，系统运行中分解出的重金属还能有效加强水泥的熟料强度。例如，国外某垃圾处理企业在应用水泥窑进行垃圾处理时，发现大部分垃圾中的重金属离子在水泥熟料的形成中被溶解在矿物中，帮助熟料形成晶格，能有效提升熟料强度。针对这一发现，我们也能够了解到，生活垃圾的处理对提升水泥品质也有重要意义。

2.3 垃圾资源化

一般情况下，传统垃圾处理就是采取填埋、燃烧的方法，可能会有部分地区将垃圾用于燃烧原料。但应用水泥窑处理方法，可将城市生活垃圾分为厨余垃圾、可燃垃圾及灰渣三种，每种垃圾都有不同用途。首先，厨余垃圾的再利用。厨余垃圾含水量较大，极易变质，产生异味，同时，可能还存在Na+、SO32-等有害成分，不利于水泥生产，但是经过高温处理如烘干、抑制发酵及脱氯等能使其成为水泥生产的替代原料。其次，可燃垃圾的再利用。由于其具有可燃性，所以常将其作为工业燃料。最后，灰渣的再利用。垃圾经过高温燃烧后产生的灰渣可以直接作为水泥生产的原料，但需要注意的是，灰渣中含氯量较大，所以一定要严格计算用量。这样做能将垃圾资源化，减轻填埋等方法中土地资源的浪费，实现再利用，满足国家可持续发展的要求，有利于建设循环经济和保护环境。