利用小型水泥廠處理城市生活垃圾可行性分析
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高以及城鎮(zhèn)人口的迅速增加，我國(guó)工業(yè)和生活垃圾也越來(lái)越多，垃圾對(duì)環(huán)境污染日益加重，有些城市已被垃圾包圍，成為各地政府的重大難題。統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)城市人均年產(chǎn)垃圾４００ｋｇ，全國(guó)主要城市年產(chǎn)生活垃圾１５００萬(wàn)噸，城市生活垃圾儲(chǔ)存量已達(dá)６０億噸，侵占土地面積５００００萬(wàn)平方米，并且每年以８％～１０％的速度增長(zhǎng)。城市垃圾是一個(gè)長(zhǎng)期存在的污染源，未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，都會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染和地下水污染、土壤污染，并使大量的土地被占用、自然景觀被破壞，危及人類生存。因此，如何有效地對(duì)城市垃圾進(jìn)行凈化處理，既保護(hù)環(huán)境又能充分合理地利用資源，已成為人們廣泛關(guān)注的話題。
利用回轉(zhuǎn)窯焚燒垃圾，尤其是利用水泥回轉(zhuǎn)窯焚燒垃圾并進(jìn)行能源回收，既有利于環(huán)保，又可以達(dá)到將廢物資源回收的可觀效果。
在城市生活垃圾焚燒處理廠建設(shè)投資方面，如果利用現(xiàn)有閑置水泥設(shè)備也具有節(jié)省大量投入資金的優(yōu)勢(shì)。在生活垃圾發(fā)電廠建設(shè)投資方面，最大的兩項(xiàng)費(fèi)用便是設(shè)備工程費(fèi)與土建工程費(fèi)。一般來(lái)說(shuō)在建設(shè)投資中設(shè)備工程費(fèi)用占６０％～７０％，如表２所示。在設(shè)備工程費(fèi)用中，其支出主項(xiàng)為焚燒鍋爐、控制與監(jiān)控系統(tǒng)、三廢處理設(shè)備、熱力發(fā)電系統(tǒng)，由表３可以看出，垃圾焚燒鍋爐占整個(gè)設(shè)備工程費(fèi)用的４５％左右。因此，與直接建設(shè)相比，將閑置廢棄水泥廠改造成為生活垃圾焚燒處理廠或生活垃圾發(fā)電廠，可以節(jié)省大量的投入資金，并且可以取得相當(dāng)可觀的效益。
如果水泥廠距離城市較近，可以將水泥廠和垃圾焚燒廠一起設(shè)計(jì)，用水泥煅燒工藝直接焚燒垃圾，或者直接改造淘汰的水泥廠用來(lái)焚燒垃圾。特點(diǎn)是處理量大、污染消除徹底、運(yùn)輸費(fèi)用低、投資很小，成本低，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典型范例，這也是一些發(fā)達(dá)國(guó)家近年來(lái)又將城市附近的水泥廠改造后又投入生產(chǎn)的原因之一。一期工程可以將水泥窯改燒垃圾，并對(duì)廢氣、廢水和廢灰渣進(jìn)行處理；二期工程可利用煙氣余熱對(duì)周邊地區(qū)供熱及供電。
（１）技術(shù)可行性
首先，作為焚燒處理危險(xiǎn)廢棄物的回轉(zhuǎn)窯式垃圾焚燒爐與其它焚燒爐型相比，具有爐內(nèi)溫度高，廢棄物在爐內(nèi)不斷地被翻滾，廢物和煙氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間都較長(zhǎng)，保證了廢物的充分焚燒和有害煙氣的分解，符合垃圾焚燒的３Ｔ思想（高溫Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ高湍流混合Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ充分的高溫停留時(shí)間Ｔｉｍｅ）等優(yōu)勢(shì)，而且回轉(zhuǎn)式焚化爐的機(jī)械結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)單。因此，對(duì)于處理種類繁多的廢棄物，采用回轉(zhuǎn)式焚化爐有明顯優(yōu)勢(shì)。
但是回轉(zhuǎn)式焚化爐的處理量有限，一般小于１０ｔ／ｄ 。利用水泥窯處理城市生活垃圾，繼承了回轉(zhuǎn)式焚化爐的優(yōu)點(diǎn)，還有自身明顯的優(yōu)勢(shì)。利用水泥窯焚燒垃圾的主要優(yōu)點(diǎn)歸納如下：
ａ水泥窯足夠長(zhǎng)。長(zhǎng)３０～９０ｍ，垃圾和煙氣在窯中的停留時(shí)間足夠長(zhǎng)，保證垃圾燃盡和有毒煙氣充分分解。減少煙氣處理系統(tǒng)壓力，保護(hù)環(huán)境。
ｂ水泥窯熱負(fù)荷大。水泥窯既是燃燒爐又是反應(yīng)爐。水泥生產(chǎn)過(guò)程中煙氣最高溫度達(dá)１７００℃，垃圾焚燒過(guò)程中，爐內(nèi)可以承受很高溫度，保證垃圾焚燒完全和有毒煙氣完全分解。
ｃ垃圾預(yù)處理簡(jiǎn)單方便，燃料效果好。垃圾不需要仔細(xì)破碎，即可入窯，適應(yīng)性強(qiáng)；垃圾在窯內(nèi)翻滾、塌落過(guò)程中與空氣接觸良好，焚燒條件良好。
ｄ沒(méi)有復(fù)雜機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)行平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)。
ｅ水泥窯體積大，垃圾日處理量大，可達(dá)５００ｔ／ｄ左右。
其次，垃圾焚燒和水泥生產(chǎn)在流程上相似。兩者都要對(duì)物料進(jìn)行預(yù)處理（破碎、細(xì)化等物理處理）；水泥在窯內(nèi)高溫?zé)Y(jié)成熟料，垃圾在爐內(nèi)焚燒減容、減重；窯／爐煙氣經(jīng)過(guò)除塵與凈化達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放。所以可以利用燒水泥的流程與一些設(shè)備來(lái)焚燒處理城市生活垃圾。
（２）需要研究的技術(shù)問(wèn)題
ａ垃圾的預(yù)處理及垃圾特性的研究。
ｂ垃圾焚燒爐用爐襯的耐高溫耐腐蝕材料的研究。
ｃ高溫空氣燃燒技術(shù)在垃圾焚燒中的應(yīng)用。
ｄ煙氣的處理及二惡英的控制。
（３）目前面臨的困難
ａ行業(yè)與體制的限制。水泥生產(chǎn)和垃圾焚燒處理分屬于不同的行業(yè)和部門(mén)，水泥窯焚燒處理垃圾項(xiàng)目必須由政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，加強(qiáng)建材、環(huán)保、市政、電力等部門(mén)的合作，加強(qiáng)攻關(guān)，統(tǒng)籌考慮。
ｂ需要政府政策、稅收方面的支持，把綜合處理垃圾視為新的產(chǎn)業(yè)。
ｃ增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，加強(qiáng)垃圾的管理，最終實(shí)現(xiàn)垃圾分類袋裝化，為垃圾綜合處理提供方便。
ｄ組織、資助科研部門(mén)利用現(xiàn)有的技術(shù)和工作條件，加以研發(fā)、改進(jìn)、技術(shù)攻關(guān)，解決關(guān)鍵問(wèn)題。
利用水泥窯處理城市生活垃圾，是一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的，結(jié)合環(huán)保和能源利用的項(xiàng)目。利用廢棄的水泥設(shè)備處理城市生活垃圾，與同類項(xiàng)目相比，有投入少、效益好的優(yōu)勢(shì)，具有明顯的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)意義。
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