王寶春　林　東　袁　俊　蔣忠民

中材建設(shè)有限公司（100176）

水泥廠用生活垃圾代替部分燃料的成功經(jīng)驗(yàn)

王寶春林東袁俊蔣忠民

中材建設(shè)有限公司（100176）

這里介紹了某歐洲水泥廠用生活垃圾（RDF）替代部分燃料直接喂入分解爐的流程及其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和效果。生活垃圾（RDF）替代部分燃料不僅節(jié)約的燃料成本，而且大大降低了NOx的量，在保證排放值下，降低了氨水的消耗量，進(jìn)一步節(jié)約了成本。

城市生活垃圾是人們生活中產(chǎn)生的固體廢棄物，在收集、運(yùn)輸和處理過(guò)程中，所含有和產(chǎn)生的有害成分會(huì)對(duì)大氣、土壤、水體造成污染，不僅嚴(yán)重影響城市環(huán)境質(zhì)量而且威脅人類健康。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)模越來(lái)越大，垃圾的生成量成倍增長(zhǎng)，垃圾滋生已成為繼能源、交通、工業(yè)排放的“三廢”之后又一重大環(huán)保難題。

歐盟國(guó)家對(duì)水泥行業(yè)環(huán)保要求很嚴(yán)格，水泥廠的各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)都必須達(dá)標(biāo)。新建的水泥生產(chǎn)線在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮節(jié)能減排的要求，增加一個(gè)用生活垃圾（RDF）代替部分分解爐燃料的系統(tǒng)。

1　垃圾焚燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1垃圾焚燒系統(tǒng)流程

RDF堆場(chǎng)→半自動(dòng)行車→喂料秤→板喂機(jī)→鵝頸輸送機(jī)→分解爐

RDF堆場(chǎng)→異味控制器→收塵器

1.2垃圾焚燒系統(tǒng)主要設(shè)備配置

垃圾堆棚：210 m3。抓料行車：40 t/h。喂料秤：2～20 t/h。鵝頸輸送機(jī)：2～20 t/h。板喂機(jī)：2～20 t/h。收塵風(fēng)機(jī)（2臺(tái)）：45 000 m3/h。異味控制器：45 000 m3/ h。截止閥：2個(gè)。羅茨風(fēng)機(jī)：1 410 m3/h。

1.3垃圾焚燒系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)破碎等處理后的生活垃圾通過(guò)全密封的專用車運(yùn)至RDF堆棚的兩個(gè)容積100 m3的卸料坑。一個(gè)半自動(dòng)抓斗行車按照設(shè)定的程序自動(dòng)將RDF抓至存儲(chǔ)區(qū)或根據(jù)喂料秤小倉(cāng)的倉(cāng)重變化，抓斗行車自動(dòng)抓料至喂料秤小倉(cāng)。喂料倉(cāng)里的料進(jìn)入板式喂料秤，板喂機(jī)和鵝頸輸送機(jī)將料送進(jìn)分解爐內(nèi)燃燒。為了保證RDF能順暢地進(jìn)入分解爐和安全喂料要求，在喂料溜子使用了一臺(tái)回轉(zhuǎn)下料器和2臺(tái)氣動(dòng)截止閥，并為回轉(zhuǎn)下料器配置了一臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)。燒RDF時(shí)分解爐截止閥常開，不燒垃圾時(shí)截止閥常閉。

RDF堆棚全密封，頂部設(shè)置消防噴水，側(cè)面平均分布多個(gè)收塵點(diǎn)。為保證堆棚內(nèi)異味不向外擴(kuò)散，收塵器和風(fēng)機(jī)之間增加了一個(gè)異味控制器。

本項(xiàng)目異味控制器包括多級(jí)填料濕式凈化塔和復(fù)合光催化裝置兩部分。多級(jí)填料濕式凈化塔包括洗滌凈化層和脫水除霧層兩部分，適用于NOx、SO2、H2SO4、HCL、金屬煙塵等有毒有害氣體的凈化，并適用于氨、硫化氫、甲醛、甲醇、胺類等惡臭物質(zhì)的除臭處理。

復(fù)合光催化裝置由復(fù)合光催化金屬鎳網(wǎng)和C波段紫外光燈管組合。光催化劑納米粒子在一定波長(zhǎng)的紫外光線照射下才能受激發(fā)生成電子—空穴對(duì)，空穴分解催化劑，進(jìn)行殺菌、除臭。整個(gè)光催化氧化過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生臭氧，不會(huì)因產(chǎn)生臭氧而帶來(lái)新的環(huán)境污染。

光催化工藝主要是由鑲嵌有納米二氧化鈦（TiO2）的泡沫鎳網(wǎng)、產(chǎn)生254 nm和185 nm紫外線、電控系統(tǒng)及設(shè)備殼體等四大部分組合。光催化工藝能有效地去除部分揮發(fā)性有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氫等。這些有害氣體可經(jīng)過(guò)二氧化鈦的催化作用，被完全分解破壞，達(dá)到無(wú)機(jī)化，而不形成中間產(chǎn)物。目前，很多發(fā)達(dá)國(guó)家，在充分應(yīng)用含有二氧化鈦的光催化涂料，涂在建筑物外墻和馬路隔音板上，利用太陽(yáng)光來(lái)分解汽車排放廢氣中的氮氧化物，從而凈化空氣。

異味控制器流程：多級(jí)填料濕式凈化塔→鵝形管道→復(fù)合光催化裝置→風(fēng)機(jī)→排風(fēng)風(fēng)管

2　不燒RDF和燒RDF生產(chǎn)線性能測(cè)試結(jié)果

2.1燃料和RDF熱值

燃料和RDF熱值見表1，該廠所用的燃料是石油焦。

表1　燃料性能參數(shù)

2.2不燒生活垃圾時(shí)的性能測(cè)試見表2、表3表5

表2　不燒生活垃圾時(shí)系統(tǒng)能力

2.3燒生活垃圾時(shí)性能測(cè)試結(jié)果見表4

表4　燒生活垃圾時(shí)系統(tǒng)能力

2.4氣體排放對(duì)比

從兩個(gè)考核結(jié)果來(lái)看，氣體排放符合要求。

2.5經(jīng)濟(jì)效益分析

1）氨水用量

表3　不燒生活垃圾時(shí)系統(tǒng)性能測(cè)試值及保證值

表5　不燒生活垃圾時(shí)系統(tǒng)性能測(cè)試值及保證值

圖1　氣體排放圖

2）燃料消耗

注：該廠燃料采購(gòu)于其他國(guó)家，綜合單價(jià)不低于100歐元/t，每噸熟料節(jié)省燃料費(fèi)1.8歐元。

3）生活垃圾消耗

注：目前還不清楚歐盟對(duì)燒生活垃圾財(cái)政政策規(guī)定。

4）不考慮財(cái)政補(bǔ)貼的因素，每噸熟料降低成本2.2歐元。按照年產(chǎn)熟料100萬(wàn)噸計(jì)，該廠每年節(jié)省220萬(wàn)歐元，處理生活垃圾5.4萬(wàn)噸。

3　燒生活垃圾時(shí)操作注意事項(xiàng)

生活垃圾水分和成分不穩(wěn)定，分解爐的溫度波動(dòng)較大，分解爐喂料秤PID調(diào)節(jié)要求較高，實(shí)際生產(chǎn)分解爐溫度波動(dòng)可控；因?yàn)樯罾容^輕，如果系統(tǒng)風(fēng)量過(guò)大，部分生活垃圾可能被拉進(jìn)預(yù)熱器，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)要注意風(fēng)量的控制。

4　生活垃圾在水泥行業(yè)應(yīng)用展望

目前，國(guó)外正在研究用替代燃料取代傳統(tǒng)燃料。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)日常生活垃圾80萬(wàn)噸，年產(chǎn)近3億噸，垃圾累計(jì)堆存量已達(dá)80億噸，約400座城市陷入“垃圾圍城”困境。水泥行業(yè)處理生活垃圾是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。