1、利用水泥烧成系统处置城市废弃物应该注意的问题【摘要】：我国的城市生活垃圾的现状十分严峻，必须因地制宜的处理。本文结合对城区的垃圾现状及处理方法作了深入调查，认为传统的填埋方式弊端众多，垃圾焚烧和发电无法解决我国城市生活垃圾渣土多、水分大、热值低的问题，因而也不适合我国具体情况，充分利用遍布全国的水泥窑来协同处理遍布全国的城市生活垃圾是当前最适合我国的垃圾处理办法,以避免盲目利用水泥烧成系统处置废弃物给生产系统和环境带来污染。本文针对利用水泥回转窑处置城市废弃物可能遇到的诸如不同废弃物的物理化学特性及其化学成分等的控制要求进行了评述，可供试图“利用水泥烧成系统处置城市废弃物”的企业参考。 【关键
2、词】：城市垃圾；水泥窖；焚烧炉 中图分类号：R124.3 文献标识码： A 文章编号： 引言 城市垃圾的处理属于国际范围的难题，发达国家大部分都走了先污染再治理的路子，尽管处理手段有所不同（有的只是烧掉，有的焚烧+发电） ，但是路径基本上都是填埋焚烧综合治理；我国城市垃圾的处理目前仍以填埋为主，但是焚烧处理的比例迅速上升，成为近期的一个趋势。近年来，利用水泥窑协同处理城市垃圾是垃圾处理方面的新秀，笔者对这一新生事物做了广泛的学习和研究。对于我国的特殊国情而言，用水泥窑协同处理也许是最好的处理办法，预计未来水泥窑协同处理城市垃圾将成为城市垃圾处理的重要手段。 1、现行的传统处理办法 在全球范围内
3、，对于城市生活垃圾的处理，有热力学办法和非热力学办法。其中，热力学办法以焚烧为主，包括焚烧炉、热裂解炉、热气化炉、等离子电弧炉等，利用高温处理垃圾；非热力学办法以填埋为主，包括填埋、厌氧消解、再生固体燃料 RDF、再生生物燃料等。 2、现代新型城市垃圾处理途径水泥窖协同处理法 我们知道，要想让垃圾污染得到有效缓解，就必须找到一种恰当合理的处理方式。不再新建城市生活垃圾与可燃废物焚烧炉厂或者填埋场，今后所有新产生的垃圾以及可燃废物都要采取其他的更经济、更安全的方法，尽可能地采用一步到位，全面即时处置，消纳干净，不留后患，尽量不用或少用焚烧炉和填埋场，并且有效减少投资成本。这个时候，用水泥窖处理垃
4、圾的技术应运而生。下面就是水泥窖协同处理垃圾的几点优势。 2.1 水泥窑具有天然的稳定高温环境消灭二噁英 我们先来看看二噁英的生成环境 图 1：二噁英的生成环境 水泥窖具有天然的稳定高温环境消灭二噁英。由于水泥窑的固有特点，回转窑体较长，具备从 200 度到 2000 度的多种环境，能够处理燃点不同的垃圾；气体最温度达到 2200 度，且在窑内停留 6-10 秒，可以较为彻底的消灭二噁英（要有效消解二噁英，必须在 850 度以上的高温下停留 2 秒以上） ；水泥窑中气体湍流度（雷诺氏指数）达到 100000 级别，燃烧充分，可预防新的二噁英的生成。 2.2 水泥窑具有天然的碱性环境中和酸性气体
5、、固化重金属 水泥的主要原料石灰石的主要成分是碳酸钙，高温下分解出二氧化碳和碱性的氧化钙，因此水泥窑体中属于天然的碱性环境，可有效吸收垃圾燃烧过程中产生的氯化氢、硫氧化物等酸性有害气体，亦可有效固化重金属。水泥窑的高温及碱性工况使得垃圾处理过程中不易产生有害气体，重金属通过物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶体结构中，垃圾焚烧后的灰渣成为水泥熟料的一部分。 2.3 投资成本低 前面有所介绍，水泥窑有天然的稳定高温环境，因此不必另外建设高温炉；土地方面也只需稍加扩展即可，对垃圾稍加预处理即可送入水泥窑焚烧，投资成本最低。由于水泥窑具有负压、稳定高温、碱性环境，在处理垃圾方面，无需太多
6、人工，也无需额外添加燃料，还可以充分利用城市生活垃圾的价值，处理的效果强于垃圾焚烧和发电，因此，所需的监督成本要少于其他处理手段。 3、水泥窖在处理垃圾时所面临的困难 水泥窑有效处理和利用城市生活垃圾优点突出，但是也存在一定困难，主要源于城市生活垃圾中的含氯量及其成分波动造成的垃圾处理量受限，体现在两个方面：一是过高的氯含量会导致新干线系统中 700 度的地方生成低温共熔物，易造成预分解系统结皮，严重时造成堵塞；二是如果水泥产品中氯含量超出一定限度，在做成混凝土之后，可能会对其中的钢筋产生一定腐蚀，影响钢筋寿命。而生活垃圾中又含有大量的含氯塑料制品，如果不经过处理，直接进入回转窑中，可能会影响
7、水泥生产。因此用水泥窑参与处理城市生活垃圾有两种：一是将城市生活垃圾不经过分拣，直接送入水泥窑，受限于氯离子含量和水分含量，垃圾的处理量必须要降下来，可能只有 300 吨/天；二是增加一套分选设备，将塑料制品等分选出来，如此，垃圾处理量可以达到 2000 吨/天，但相应的技术难题还有待解决。 4、处置废弃物工艺应注意的问题 水泥工业烧成系统可以处置废弃物，但不是所有上述生活垃圾废弃物都可以利用烧成系统进行处置。水泥企业必须可取的，否则将对进厂的废弃物进行分析、控制，建立可追溯的记录，虑热值与产能两个方按质量控制要求对废弃物的成分进行连续监测。对于措施、不依靠补燃、用作替代原料的废弃物，除对其所
8、替代的原料化学成分进行测试外，还要对其所含的微量化学元素进行测试，尤其钾、钠、硫、氯等干扰元素，以及易挥发的重金属。对于用作替代燃料的废弃物，需对其热值、燃烧特性、水分含量等进行测试和控制。 (1)废弃物中水分的控制的在没有烘干、热解等预处理工艺，直接利用水泥窑处理废弃物的情况下，必须严格控制废弃物中的水分含量。为了保证处置的过程中经济可行，废弃物作为代替燃料使用时，废弃物燃烧放出来的热量大于自身水分蒸发及烟气升温消耗的热量。若废弃物中水分含量较高，燃烧放出的热量不足以满足自身消耗为维持烧成系统的正常运行，势必要增加烧成系统的热耗：另一方面高水分含量的废弃物燃烧烟气量也必然很高，势必会影响预热
9、器正常的物流、气流流动状态甚至大幅降低系统产能来满足处置垃圾的要求。因此必须对于废弃的物质含水量进行比较严格的控制。 废弃物中氯、碱、硫、镁等有害成分的控制氯、碱、硫、镁元素是影响水泥生产过程和产品质量的重要因素，换言之，水泥生产替代原、燃料中这些元素含量不得过高。在烧成系统中氯、碱属高挥发性产物中可燃气体物质在预热器底部和窑尾烟室内极易循环富集造成预分解系统结皮堵塞，影响烧成系统的稳定运行：另一方面氯、碱沉积在熟料中，会影响混凝土构件的使用寿命。原、燃料带人的硫在高温过程中会生成 SO2，并与 R20 结合形成气态的硫酸碱，极易在温度较低(如回转窑尾部和预热器)表面凝聚形成低挥发性 R2SO
10、。 ，在 SO2 和 R2O 含量比例合适时，大部分被裹挟在熟料中带出窑外，如果 S02 含量有富裕，超过控制指标要求将会在窑尾引起循环富集，造成窑尾娴室结皮堵塞或窑内后圈影响回转窑通风。 废弃物的腐蚀性也是一个必须关注的问题。水泥生产过程中涉及很多机械设备，废弃物对其造成的危害可按照冷态腐蚀与热态腐蚀两部分进行分析。所谓冷态腐蚀是指废弃物在进入烧成系统前，对于预处理系统设备的腐蚀控制问题，如：输送、破碎、筛分等设备；在选择这些预处理设备时，必须针对要处理的废弃物的物理化学性质，选择相应的抗腐蚀性材料制造。热态腐蚀是指在高温工况下，废弃物中所含的物质，经过高温煅烧后，会对预热器、分解炉、回转窑
11、等热工设备的接触面产生腐蚀问题，因此在选择内衬材料时要注意废弃物燃烧烟气对内部接触材料的影响。 结束语 “垃圾围城”的现象已经在我国多个城市出现，填埋式的处理办法不能从根本上解决问题，随着时间的推移和城市的发展，土地资源、地下水污染都是填埋办法无法回避的。现在，水泥窑已经遍布全国，以利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，进入城市发展的循环经济中，这为水泥窖处理垃圾提供了天然的优势，我们相信，用水泥窖协同处理城市垃圾将具有更好的社会效益！ 参考文献 1黄路.周晓丽城市垃圾治理措施新探J.中州煤炭.2009.8 2蒲舸.城市生活垃圾处理的可持续性发展J.重庆建筑大学学报,2003.6 3朱大来.目前水泥厂协同处理城市生活垃圾的几种方式J中国水泥，2010.8
