海螺CKK：利用水泥工業(yè)新型干法窯和氣化爐相結(jié)合處理城市生活垃圾技術(shù)

  消除生活垃圾等廢棄物的污染，實現(xiàn)其無害化、減量化和資源化處置，已成為我國必須解決的重大問題。目前垃圾處理方法主要有填埋、堆肥及焚燒處理三種方法。

  填埋法。填埋法簡單、投資省。但由于我國垃圾填埋處理過于簡單，其處理方式存在以下缺點：一是浪費很多可回收資源，處理能力有限，占用了大量土地。二是僅靠垃圾自己的腐化反應(yīng)使垃圾自己減少、消失，垃圾處理周期長。三是存在嚴(yán)重的二次污染，垃圾滲濾液和揮發(fā)氣體污染地下水、空氣，導(dǎo)致土壤沙化。

  堆肥法。垃圾堆肥是垃圾中有機成分的處理技術(shù)，這一方法可以用于處理某些行業(yè)或生產(chǎn)中產(chǎn)生的高水分、富含有機物的垃圾，但不能處理所有種類的生活垃圾，且減容減量及無害化程度低，垃圾處理量少，經(jīng)篩選后不適合堆肥的垃圾還需采用其他方法加以解決。由于堆肥質(zhì)量差、缺乏應(yīng)用市場。

  焚燒法。焚燒處理技術(shù)的特點是處理量大，減容性好，無害化相對徹底，利用焚燒過程中產(chǎn)生的熱量可以能源化，是世界各發(fā)達(dá)國家普遍采用的一種垃圾處理技術(shù)。垃圾焚燒爐主要有爐排爐和流化床爐兩種。

  水泥工業(yè)是我國利用工業(yè)固體廢棄物的主要產(chǎn)業(yè)，為保護(hù)環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟作出了重大貢獻(xiàn)。新型干法水泥窯（以下簡稱水泥窯）經(jīng)過多年的技術(shù)創(chuàng)新與提升，不僅可以生產(chǎn)國家建設(shè)所需的優(yōu)質(zhì)水泥產(chǎn)品，而且具有協(xié)同處置城市廢棄物（生活垃圾、污泥、危險廢物等）功能，成為凈化城鄉(xiāng)環(huán)境、消除環(huán)境隱患和美化環(huán)境的重要環(huán)保設(shè)施。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾在我國生活垃圾現(xiàn)有處置方式中具有明顯的比較優(yōu)勢。尤其與現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電相比，具有相對投資少、運行費用相對低、不涉及占地、敏感的選址問題等優(yōu)點。特別是在城市垃圾處理過程和處理之后具有無害化、資源利用和能源代替等方面有著比其他的垃圾處置方式不可替代的優(yōu)勢，可有效防止二惡英等的排放，沒有二次污染隱患，生活垃圾更可替代原料和替代燃料，實現(xiàn)完全的固廢全量化處理和綜合利用。且隨著城市化率和生活水平的提高，生活垃圾清運量呈快速增長態(tài)勢，由于我國廢棄物處置能力相對不足，大量的包括生活垃圾在內(nèi)的固體廢物不能得到及時有效的處置，通過開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾能彌補廢棄物處置能力的不足、多了一種供社會和地方主管部門可選則的技術(shù)路徑和方式。

  從國家層面和政策導(dǎo)向方面，我國水泥窯協(xié)同處置廢棄物已經(jīng)得到國家和主管部門的認(rèn)同和重視。國務(wù)院下發(fā)的《循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》、《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》、國家發(fā)改委等七部委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)生產(chǎn)過程協(xié)同資源化處理城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物工作的意見》等，都將利用現(xiàn)有水泥窯無害化協(xié)同處置城市生活垃圾和產(chǎn)業(yè)廢棄物作為鼓勵扶持的重點。

  基于上述情況和時機，為推動水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的產(chǎn)業(yè)化，協(xié)調(diào)和解決水泥企業(yè)開展協(xié)同處置生活垃圾過程中遇到的資金、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策、區(qū)域壁壘、市場推廣、公共關(guān)系等諸多問題，為全面開展和推動水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工作搭建支撐平臺，2015年7月，海螺等積極開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的先進(jìn)水泥企業(yè)（集團(tuán)），以及相關(guān)技術(shù)裝備、研究設(shè)計等單位共同創(chuàng)建成立了“水泥窯協(xié)同處置生活垃圾產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”（以下簡稱聯(lián)盟）。聯(lián)盟以企業(yè)和社會需求為導(dǎo)向，充分利用各企業(yè)優(yōu)勢，整合水泥窯協(xié)同處置生活垃圾核心技術(shù)、人才、市場等方面資源，建立長效合作機制和戰(zhàn)略合作關(guān)系，實現(xiàn)資源共享，推動聯(lián)盟成員單位之間的知識產(chǎn)權(quán)共享、技術(shù)交流和合作，共同促進(jìn)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)的提升。聯(lián)盟成員均為行業(yè)中的大企業(yè)（集團(tuán)），在開展協(xié)同處置工作方面已經(jīng)積累一定經(jīng)驗，技術(shù)和管理水平處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

  水泥窯協(xié)同處置生活垃圾產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織各成員單位技術(shù)力量，總結(jié)和提煉出了部分典型企業(yè)的技術(shù)路線、主要技術(shù)裝備、第三方評價以及技術(shù)適用范圍等?，F(xiàn)將這項成果，作一介紹和推廣，便于地方各級政府和企業(yè)借鑒和比選后，選擇適合的技術(shù)路線開展和處置當(dāng)?shù)厣罾蛷U棄物。各地可根據(jù)當(dāng)?shù)厝丝跀?shù)量、經(jīng)濟發(fā)展水平、地方實際情況進(jìn)行比選和優(yōu)選。為加快促進(jìn)水泥窯協(xié)同處置廢棄物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，后續(xù)還將繼續(xù)擇選和推薦成熟適用技術(shù)進(jìn)行宣傳和推廣。

  一、技術(shù)描述：

  CKK（CONCH Kawasaki Kiln system ）系統(tǒng)是利用水泥工業(yè)新型干法窯系統(tǒng)處理城市生活垃圾，對垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣、灰渣及滲濾液進(jìn)行無害化處理及有效利用的一種全新的垃圾處理技術(shù)。該技術(shù)除了具有傳統(tǒng)垃圾焚燒法的優(yōu)點外，而且很好地解決了二惡英處理的難題。

  利用水泥工業(yè)新型干法窯和氣化爐相結(jié)合處理城市生活垃圾是垃圾焚燒技術(shù)與水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)的完美結(jié)合，即由水泥窯燒成系統(tǒng)代替垃圾處理工藝的尾氣凈化系統(tǒng)，徹底處理二惡英等有害物質(zhì)，降低投資成本。CKK系統(tǒng)主要包括前處理及供料、垃圾氣化、灰渣處理、污水處理、除氯系統(tǒng)等組成：

  1、前處理及供料系統(tǒng)

  生活垃圾用密封運輸車運送進(jìn)廠，稱重后從卸料大廳卸入垃圾坑，通過破碎、攪拌進(jìn)行均化。卸料大廳、垃圾坑采用全密封結(jié)構(gòu)，通過風(fēng)機將臭氣送入氣化爐內(nèi)焚燒。

  2、垃圾氣化系統(tǒng)

  垃圾喂入氣化爐內(nèi)與流化砂混和、沸騰，部分垃圾燃燒產(chǎn)生熱量保持流化砂的溫度500-550℃，另一部分垃圾氣化，生成可燃?xì)怏w送到水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步燃燒，徹底分解有害物質(zhì)。氣化爐氣化垃圾產(chǎn)生的煙氣通過管道送入水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步焚燒分解有害物質(zhì)。煙氣中二惡英等有害物質(zhì)在分解爐高溫、足夠的停留時間及堿性物料環(huán)境中分解、固化，達(dá)到徹底無害化的目的。

  核心裝備氣化爐具有如下特點及效果：

  （1）采用氣化（部分燃燒）方式，低空氣比運行，廢氣量小，對水泥窯運行的影響小

  （2）采用散氣管方式，爐內(nèi)不可燃物易排出

  （3）爐床面積小，裝備小型化

  （4）排出的爐渣經(jīng)分選再利用。

  3、灰渣處理系統(tǒng)

  氣化爐內(nèi)垃圾的不燃物灰渣從爐底排出，采用水冷設(shè)備將溫度從500℃降到300℃以下，分離出鐵、鋁金屬后，最終剩下的塊狀灰渣用作水泥生產(chǎn)的原料。

[Page]

  4、污水處理系統(tǒng)

  垃圾坑滲出的垃圾污水經(jīng)過濾后，送到氣化爐內(nèi)高溫氧化，完全分解有機成分，實現(xiàn)無害化。

  5、除氯系統(tǒng)

  在垃圾氣化過程中生成的二惡英，在水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)行有效分解。二惡英分解后的氯離子在預(yù)熱器內(nèi)被水泥生料充分吸收，形成穩(wěn)定的2CaO˙Si02˙CaCl2進(jìn)入窯內(nèi)煅燒。在水泥窯窯尾煙室處設(shè)置除氯系統(tǒng)，抽取部分含氯粉塵氣體。通過冷卻系統(tǒng)急冷后用收塵設(shè)備回收粉塵，減小對水泥窯運行及產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

  二、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)特點

  1、對垃圾適應(yīng)性好

  系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一系列破碎、均化、計量、喂入設(shè)備，城市生活垃圾通過密閉垃圾運輸車送入，不需分選，對生活垃圾的適應(yīng)性很強。

  2、資源化程度高。節(jié)能減排效果好

  垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可替代部分水泥窯燃料，減少燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放；爐渣可替代部分水泥原料，游離態(tài)鐵、鋁等金屬可分別回收，資源化程度高。

  3、處理流程簡潔

  利用水泥窯燒成系統(tǒng)代替垃圾焚燒處理工藝的尾氣凈化系統(tǒng)，簡化了處理流程，降低了相應(yīng)投資。

  4、采用氣化技術(shù)，實現(xiàn)了與水泥工藝的有機結(jié)合

  針對中同生活垃圾現(xiàn)狀，采用氣化爐技術(shù)，氣化時空氣消耗量小，產(chǎn)生廢氣量少，對水泥生產(chǎn)影響小，能源利用率高。

  三、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)取得的環(huán)保突破

  1、高效處理二惡英

  水泥窯系統(tǒng)的分解爐內(nèi)溫度高（近900℃），垃圾氣化氣體燃燒時間充足（7秒以上），氣化爐中產(chǎn)生的二惡英在分解爐中能夠完全分解，再與高溫、高細(xì)度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的水泥堿性物料充分接觸，有利于吸收氯離子，控制氯源，避免二惡英類物質(zhì)的二次生成。

  2、防止惡臭擴散

  垃圾坑和處理廠房采用全密封結(jié)構(gòu)，且用通風(fēng)機將垃圾坑內(nèi)產(chǎn)生的臭氣抽出送入氣化爐內(nèi)燃燒，使垃圾坑處于負(fù)壓狀態(tài)，避免了垃圾惡臭的擴散。另外，還配置了除臭機，當(dāng)氣化爐停機時，將垃圾坑內(nèi)臭氣抽出凈化后排出，防止垃圾惡臭外逸。

  3、無害化處理污水

  垃圾坑滲出的垃圾污水主要成份是有機物，具有不耐熱的特性，經(jīng)過過濾后送入貯存槽，采用專用泵噴射到氣化爐內(nèi)（夏天污水量大時，噴到分解爐），進(jìn)行高溫氧化處理，完全分解有機成分，實現(xiàn)無害化。

  4、重金屬得到固化

  垃圾中的重金屬焚燒后進(jìn)入水泥熟料礦物中，以穩(wěn)定的化合態(tài)形式與水泥熟料形成混和結(jié)晶體，實現(xiàn)安定化。

  四、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)推廣需要解決的問題

  利用新型干法水泥窯處理城市生活垃圾是一個利國利民的好項日，符合循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求；同時，它也是一項公益性很強的事業(yè)，投資和運行費用較高，且只有投入沒有產(chǎn)出。希望國家有關(guān)部門根據(jù)我國現(xiàn)有城市生活垃圾的產(chǎn)生現(xiàn)狀，制定相應(yīng)的稅收減免優(yōu)惠政策和法律法規(guī)文件，給予此類項目建設(shè)和運營以應(yīng)有的資金支持，推動垃圾處理產(chǎn)業(yè)投資多元化，以調(diào)動投資方的積極性，加大項目推廣的力度，以緩解生活垃圾不斷增長帶來的社會壓力。

  中控室

  氣化爐

  除氯系統(tǒng)