關鍵詞：機械爐排爐；水泥窯；協(xié)同處置；生活垃圾

　　前  言

　　近年隨著國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展，生活垃圾產(chǎn)量增速加快。目前應用比較廣泛的垃圾處置方式為焚燒法，該方法相比于其他方法具有減量效果明顯且余熱利用效率高的優(yōu)點，但焚燒法也會產(chǎn)生大量對環(huán)境有害的重金屬及二噁英等污染物。利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾，可結(jié)合水泥熟料燒成系統(tǒng)將垃圾焚燒的熱能及燃燼后的爐渣全部徹底利用。但是我國生活垃圾水分含量大、成分復雜、熱值低以及不同地域差異大，直接入窯處置和應用難度大。本文主要介紹我司開發(fā)的“機械爐排爐與水泥窯”聯(lián)合處置生活垃圾技術以及簡述黔西項目實施和運行情況。

　　1 南京凱盛開能水泥窯協(xié)同處置技術(KKK技術)

　　1.1 KKK技術工藝介紹

　　南京凱盛開能公司針對國內(nèi)垃圾成分復雜、不同地域差異大等問題，以不影響水泥窯熟料生產(chǎn)為前提，提出了“機械爐排爐與水泥窯”聯(lián)合處置生活垃圾技術路線，該技術主要包括垃圾儲存發(fā)酵單元、機械爐排爐單元、滲濾液處理單元、灰渣處理單元以及臭氣處理單元等，工藝流程如圖1所示。

圖1 KKK技術工藝流程圖

　　1.1.1 垃圾儲存發(fā)酵單元

　　KKK技術的主要特色就是以機械爐排爐為處置垃圾的核心裝備，而機械爐排爐的一大特點就是吃“粗糧”，無需對垃圾進行分選、破碎等處理，因此作為預處理系統(tǒng)的垃圾儲存發(fā)酵單元就比較簡潔。生活垃圾通過汽車運送到廠區(qū)后通過卸料大廳卸入垃圾儲坑內(nèi)，然后由行車將儲坑中的垃圾進行分區(qū)堆放，然后只需進行5~7d的發(fā)酵除去部分水分后即可喂入機械爐排爐焚燒，垃圾儲存發(fā)酵單元布置如圖2所示。

圖2 垃圾儲坑布置圖

　　1.1.2 機械爐排爐單元

　　機械爐排爐的主要技術特色就是與水泥窯爐呈“離線式”關系，機械爐排爐與分解爐通過高溫煙道相連接，高溫煙道與分解爐的接口位于三次風管上部。垃圾焚燒的煙氣溫度約為850℃，與分解爐溫度相當，進入分解爐后對其溫度場影響較小，還可替代部分燃料；另外可利用水泥燒成系統(tǒng)的高溫堿性環(huán)境，將二噁英等有害氣體徹底處置分解干凈。

　　為保證機械爐排爐單元新增煙氣量不影響分解爐及窯尾預熱器，需對預熱器各個出口風管進行改造；為防止窯內(nèi)結(jié)皮堵塞，還需設置旁路放風除氯系統(tǒng)。

圖3 機械爐排爐圖                   圖4 旁路放風系統(tǒng)圖

　　1.1.4 滲濾液處理單元

　　KKK技術處理滲濾液的方式不同于傳統(tǒng)垃圾發(fā)電行業(yè)，主要是利用分解爐熱慣性對其進行高溫處理，具體流程為：通過廢液儲槽將滲濾液收集后送至過濾單元處理，然后再利用廢液泵將濃縮液送至廢液箱，最后再通過廢液霧化泵和廢液噴槍霧化后噴射進分解爐內(nèi)進行高溫處理；當滲濾液量過多時，還可將少部分廢液噴射進爐排爐內(nèi)進行處置，具體處置流程如圖5所示。

圖5 滲濾液處理單元工藝流程圖

　　1.1.5 臭氣處理系統(tǒng)

　　對垃圾處置廠區(qū)的惡臭控制，主要是通過將垃圾儲坑整體密封并使其維持在負壓狀態(tài)。同時作為機械爐排爐與水泥窯聯(lián)合處置項目，對于垃圾坑中抽出的臭氣主要采用將其送入機械爐排爐與篦冷機中的方式處理，具體方式為：一部分作為一次風送入爐排爐內(nèi)燃燒處理；另一部分作為冷卻風送入篦冷機前部高溫段處理。停窯檢修時，將臭氣送入應急除臭系統(tǒng)（洗滌塔+活性炭吸附）處理合格后對外排放。

　　1.1.6 灰渣處理單元

　　垃圾焚燒后產(chǎn)生的灰渣主要是作為水泥生產(chǎn)的生料配料。燃燼爐排上落下的爐渣由除渣機收集后再經(jīng)過除鐵、篩分處理，然后作為原料之一送入生料磨中，最后經(jīng)燒成系統(tǒng)煅燒成熟料，同時將重金屬固化在熟料里從而避免其再度擴散污染環(huán)境。

　　1.2 KKK技術與傳統(tǒng)垃圾焚燒處置技術的對比分析及其特點

　　目前傳統(tǒng)垃圾焚燒處置技術雖然應用比較廣泛且減量效果也明顯，但是相比于傳統(tǒng)垃圾焚燒處置技術，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術可將垃圾焚燒的熱能及燃燼后的爐渣全部徹底利用，其具有選址方便、處理溫度高、焚燒停留時間長以及流程短、投資小等特點，兩者具體對比分析如表1所示。而我司結(jié)合機械爐排爐及水泥窯生產(chǎn)的特點，針對國內(nèi)垃圾存在成分復雜、不同地域差異大等問題，以機械爐排爐為關鍵裝備，開發(fā)的“機械爐排爐與水泥窯”聯(lián)合處置生活垃圾技術是比較適合我國生活垃圾的處置方式之一，其技術特點如下：

　　（1）工藝流程簡潔：機械爐排爐對國內(nèi)垃圾的適應性更好，垃圾無需分揀和破碎，僅需有氧發(fā)酵除去部分水分后即可入爐焚燒。

　?。?）裝備成熟：國內(nèi)爐排爐裝備技術已非常成熟，并被廣泛應用在垃圾發(fā)電行業(yè)，同時爐排爐更能夠適應國內(nèi)垃圾成分復雜、不同地域差異大的特性。

　?。?）資源化程度高：可將垃圾焚燒的熱能及燃燼后的爐渣全部徹底利用，替代水泥生產(chǎn)部分燃料和原料，避免爐渣外排。

　?。?）環(huán)境友好：爐排爐在不摻燒的情況下即可將爐膛出口溫度穩(wěn)定在850℃以上，二噁英在高溫停留時間遠超過2s；可利用分解爐熱慣性對滲濾液進行無害化處理，實現(xiàn)零排放；多手段有效控制廠區(qū)惡臭，環(huán)境友好。

　　3 示范項目的建設及運行情況

　　黔西西南開能環(huán)境工程有限公司實施的水泥窯協(xié)同處置項目采用“機械爐排爐與水泥窯”聯(lián)合處置生活垃圾技術路線，即利用250t/d機械爐排爐和黔西西南水泥有限公司3000t/d熟料水泥生產(chǎn)線聯(lián)合處置黔西縣生活垃圾。該項目由南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司總包建設，于2015年5月20日開始設計施工，2016年7月開始試生產(chǎn)，表2為黔西項目工程建設概況。

　　自2016年7月試生產(chǎn)開始，該項目即開始處置黔西縣生活垃圾，各項指標基本達到設計預期。2017年2月，委托中國科學院上海高等研究院分析測試中心對二噁英進行檢測；2017年3月，委托中國建材檢驗認證集團股份有限公司國家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對重金屬含量及水泥產(chǎn)品的各項技術進行檢測；2017年4月，委托南京工業(yè)大學建材行業(yè)集料堿活性研究測試中心對協(xié)同處置系統(tǒng)投入前后的水泥線熱工指標進行檢測，從檢測數(shù)據(jù)可以看出，各項技術指標均達到了相關要求，具體如表3所示。2017年12月19日，江蘇省生產(chǎn)力促進協(xié)會在南京組織完成了“水泥窯協(xié)同處置生活垃圾KKK系統(tǒng)開發(fā)與應用”科技成果鑒定會議，確認本項目整體技術達到國內(nèi)領先水平，應加快推廣應用。該技術目前已經(jīng)在威頓水泥集團有限責任公司、廣西東泥天等水泥有限公司等陸續(xù)開始實施。

　　4 結(jié)  論

　　南京凱盛開能針對國內(nèi)生活垃圾成分復雜、熱值低以及不同地域差異大等特性，創(chuàng)新性地提出了“機械爐排爐與水泥窯”聯(lián)合處置生活垃圾的新技術路線，無需對垃圾進行預處理，工藝流程簡潔，可將垃圾焚燒的熱能及燃燼后的爐渣全部徹底利用，無二次污染物排放，實現(xiàn)了“灰渣資源化利用、滲濾液零排放、臭氣不擴散”的目標，不會對窯線生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量以及周邊環(huán)境造成影響，適合我國現(xiàn)階段生活垃圾特性，可以實現(xiàn)垃圾處理減量化、資源化和無害化。南京凱盛開能開發(fā)的KKK技術為水泥窯協(xié)同處置技術提供了新的工藝方向，對水泥企業(yè)實現(xiàn)環(huán)保轉(zhuǎn)型具有積極的示范作用，同時該技術整體達到國內(nèi)領先水平，可加快推廣應用。