・90・
2 0 0 8 年第 7 期
被加以利用,因此利用水泥回转窑处理生活垃圾是
最有效的处理方式。生活垃圾能提供给水泥烧成系
统分解炉所需热量的 1/3~2/3,生产每吨熟料可焚
烧生活垃圾 0 . 1 5 8 ~0 . 3 1 6 吨,可替代热值
22000KJ/kg 的煤 0.032~0.064 吨,可节省燃料成
本 10~20 元。对于水泥生产中的成分为硫、氧化
钠、氧化钾和氯离子,与生产水泥通常燃料相比,
垃圾中硫含量较低,氧化钠、氧化钾含量偏高,氯离
子含量要高出数倍。生活垃圾从分解炉以后的窑系
统加入,大量的新生氧化钙和过渡性熟料矿物可能
对有害物质的不良作用有抑制作用。
垃圾中还含有较多的重金属离子,这对提高熟
料强度有利,同时,金属离子参与的多元体系能降低
熟料的烧成温度。可以认为,垃圾中的重金属离子
对熟料的烧成和产品质量无不利影响。
总之,水泥窑焚烧垃圾在每吨熟料处理量小于
1.1吨时,对烧成系统影响很小;随着处理量的增加,
应重视垃圾的均化和限制有害成分均含量,
处理量超
过 0.15 吨,应调整风量、阻力和配套设备;现行生
活垃圾替代燃料的能量替代率不宜超过 40%。提高
生活垃圾的热值,
降低水分和灰分有利于水泥工业对
生活垃圾的利用。
焚烧是处理危险固体废弃物的一种比较理想的
技术。从 20 世纪 70 年代开始,通过大量的研究和实
践,人们认识到水泥回转窑是得天独厚处理危险废
弃物的焚烧炉。
一是窑内温度高。
回转窑内气体温度
在 1350~1650℃,甚至更高,在如此高温下,废料
中主要有机物的有害成分焚毁率可达99.999%以上,
即使很稳定的有机物也能被完全分解。二是水泥回
转窑热容量大,
工况稳定,
不仅可以接受处理大量的
废料,而且可以维持均匀、稳定的燃烧气氛。三是燃
烧气体在水泥回转窑中高温下停留时间长。燃烧气
体在大于 800℃下停留时间> 8s,高于 1100℃下停
留时间> 3s;湿法回转窑中,气体在 1400~1600℃
下停留时间为 6~10s。燃烧气体在回转窑中总停留
时间在 20s 左右,因而焚烧充分,不易产生不完全
燃烧。
四是水泥回转窑中为碱性气氛,一方面对燃烧
产生的酸性气体,如 HCl、SO
2
、C0
2
等能起到中和作
用,
使它们变成盐类固定下来,
另一方面也能将废料
中可能存在的重金属元素固定在氧化物固体中,毋
需对含重金属焚烧灰渣再进行处理,因而水泥回转
窑起到了尾气净化装置和重金属高温固化的双重作
用。表 1 对水泥窑和焚烧炉内燃烧情况进行了对比,
由表1可见,
回转窑比焚烧炉更适合于处理危险固体
废 弃 物 。
利用水泥工业处理城市生活垃圾和污水污泥比单
独建立垃圾处理厂省时、省力、省地、省钱。利用现
有水泥厂处理城市生活垃圾投资费用低于卫生填埋、
焚烧发电等方式,仅是垃圾焚烧发电的 1/10 左右。
新建水泥厂处理过程的生活垃圾投资费用与新建垃圾
焚烧发电厂投资差不多,
而年产值比垃圾焚烧发电厂
高出 6 . 8 倍,运行费用远低于其处理方式。
随着国家实施可持续性发展战略,全社会越来
越重视环境的保护,
固体废弃物污染已成为社会关注
的焦点,
固体废弃物的处理程度在保护环境的过程中
起着非常重要的作用。在未来发展中,水泥工业将担
负起工业生态革命的职责,
由环境污染型变为循环经
济中的环境保护型企业;有意识、有目的地利用水泥
工业处理固体废物,实现资源的再利用。
■
参数名称
水泥回转窑
焚烧炉
气体最高温度(℃)
2200
1450
物料最高温度(℃)
1500
1350
气体在≥ 1100℃停留时间(s)
6~10
1~3
物料在≥ 1100℃停留时间(min)
2~30
2~20
气体的湍流度(雷诺氏指数)
> 100000
> 10000
表 1 水泥窑和焚烧炉燃烧情况比较
3 、利用水泥回转窑焚烧危险废
弃物
论坛・节 能 与 环 保