【水泥人网】摘要:水泥工业是典型的能源消耗和资源消耗型工业。资料显示，水泥生产能耗约占全国能源消耗量的7%左右，水泥工业消耗的煤炭占全国煤炭总消耗量的15%左右。因此，水泥行业节能降耗工作的进展对国家节能降耗目标的实现将起到非常重要的作用。
2、运行和检验数
焚烧的生活垃圾是由广元市环卫处运输队运来的市区生活垃圾和在工厂附近杨家岩职工生活区收集的生活垃圾，每生产1吨水泥熟料可处理垃圾0.2吨。垃圾焚烧后形成的灰渣无臭气，呈灰白色，颗粒均匀，无结渣，为粉末状，粒径小于3mm。
在水泥生产系统正常运行的情况下，切换到生产水泥同时焚烧垃圾状态，即打开焚烧垃圾系统进、出风管道上的阀门，关闭三次风管中间阀门，把热风引入垃圾焚烧炉。三次风刚进垃圾焚烧系统时，应减少生料喂入烧成系统量，增加分解炉喂煤量，保证分解炉温度，使入窑生料的分解率不降低。然后稳定垃圾喂料量，适当调整三次风管中间阀门开度和分解炉喂煤量，逐步提高生料喂入烧成系统量，形成良性循环。经过3个多小时的精心调整，生料喂入量恢复到切换前的状态
受现场布置条件和投资资金所限，焚烧炉灰渣由焚烧炉卸出后，人工装入小推车，推至生料入窑小仓斗式提升机前的螺旋输送机处加入，焚烧炉灰渣和生料在输送的过程中混合，最后进入预热器和回转窑
在连续运行的过程中，以保证系统产量和熟料质量为目的，稳定垃圾焚烧量和稳定分解炉温度为方向，调整分解炉喂煤量和三次风管开度，使系统处于良好状态。在焚烧垃圾的全部时间内，没发生结皮堵料等工艺事故，没有发现异常情况。
连续稳定焚烧垃圾的24小时中,生产水泥熟料299.1吨、焚烧垃圾60.2吨。单独生产水泥熟料，生产299.1吨水泥熟料需烧成煤57.13吨。与此相比，向分解炉少喂煤10.5吨，焚烧垃圾对烧成水泥熟料燃料的替代率为18.4%。焚烧垃圾生产的水泥熟料表观与平时生产的熟料完全相同，其化学成分、率值和矿物组成如表2和表3，强度检验结果见表4。
表2、表3和表4的数据说明，垃圾灰入窑和不焚烧垃圾生产的水泥熟料在化学成分和物理性能方面没有明显差别。
采用水泥回转窑和垃圾焚烧炉联合处理城市生活垃圾工艺不产生废水，不遗留固体废物，仅有废气排放。检测结果表明：焚烧垃圾前和焚烧垃圾中，水泥窑排放废气中的各污染物浓度和吨产品排放量均不超标。在水泥窑产量相同的情况下，焚烧垃圾前和焚烧垃圾中，废气和各污染物排放有如下差别：焚烧垃圾时比不焚烧垃圾时废气量增加了4.88%、颗粒物和氟化物排放浓度基本一致、氮氧化物排放浓度稍微降低、二氧化硫排放浓度稍微增加。
限于检测条件，未对废气中氯化物、二英、重金属等项目进行检测。根据广元市垃圾的组成、同济大学对垃圾飞灰应用的详细研究和国内外类似的研究，它们均应在相关标准许可的范围内，不会对环境产生污染。
3.运行结果及启发
通过水泥窑和焚烧炉联合处理垃圾技术在天台水泥厂的实际运行，我们有如下的结论和启发。
水泥窑和焚烧炉联合处理生活垃圾不用外加燃料。采用水泥窑和焚烧炉联合处理生活垃圾技术，焚烧混合收集的城市生活垃圾，不外加燃料，在从水泥窑窑头罩抽取的焚烧热风温度大于600℃时，垃圾焚烧温度可达900℃以上，完全符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）对焚烧垃圾的温度控制要求，烟气在850℃以上停留时间远远超过2秒。目前，城市居民普遍使用液体或气体燃料，垃圾中可燃物增加，若不经雨淋，低位热值可达5000kJ/kg以上，随着生活水平的提高，垃圾热值还将大幅度提高。另外，现在水泥生产大部分采用新型干法水泥回转窑，水泥窑窑头罩的热风均大于600℃，甚至达到1000℃。若以950℃热风作为垃圾燃烧的热空气，即使垃圾热值低到3000kJ/kg，燃烧温度也会超过900℃。若有温度比较高的燃烧空气，焚烧炉温度可控制在1100℃左右，以便提升热量利用率和取得更好的处理效果。因此，采用水泥窑和焚烧炉联合处理生活垃圾技术处理城市生活垃圾不用外加燃料。
焚烧垃圾不影响水泥烧成系统的运行和产品质量。在焚烧垃圾过程中，没有发生预热器结皮、堵塞和窑结圈现象，对水泥生产操作没产生影响，其结果比我们预想的好。由于在配料时考虑了垃圾灰的掺入，水泥熟料化学成分几乎没有变化，水泥熟料质量基本不受影响。我们所担心的垃圾中氯、硫、碱对水泥烧成系统的影响没有出现，一方面是垃圾焚烧量还较少，另一方面是因为从窑头罩抽取的焚烧垃圾的热风携带有大量的水泥熟料颗粒，它含有65%以上的CaO，而且处于高温活性期，把垃圾燃烧分解出的酸性物质吸收并固定，自然不会对水泥烧成系统的运行和水泥熟料质量造成影响。
焚烧垃圾起到了替代燃料的作用。在试烧统计阶段，焚烧垃圾对烧成水泥熟料燃料的替代率为18.4%。
水泥窑和焚烧炉联合处理生活垃圾能够实现无害化、资源化和无残留处理。我们在运行过程中进行了力所能及的检测，所检测项目的各项指标结果均符合《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）和《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）排放限值的要求。研究证实，水泥窑和焚烧炉联合处理生活垃圾技术能够实现对生活垃圾的无害化、资源化和无残留处理。
结论
水泥工业处置城市生活垃圾与其他处置方式相比，对垃圾热量和物质利用率更高。这种处理方式除水泥生产线用地外，不需要征用大量土地，不会对地下水产生污染，没有固体废弃物外排，对大气的污染也可减到极轻程度，是最彻底的处理方式之一。水泥窑和垃圾焚烧炉联合处理垃圾技术能适应我国垃圾的特性，实现了对生活垃圾处理的无害化和资源化，其投资和运行费用低，投入产出比高，值得各地环保部门和市政部门采纳。同时，水泥工业是高能耗、高资源消耗的产业，2009年全国水泥产量达16.3亿吨，今后还要继续增长，资源和能源消耗巨大，此项技术使生活垃圾转化为水泥工业的替代燃料和替代原料，将缓解水泥工业对天然资源的依靠，也值得各水泥企业作为节能减排的实用技术进行运用。可以说，水泥窑和垃圾焚烧炉联合处理垃圾达到了节约能源和废物处理、政府和企业双赢、环境和效益双赢的多重目的。
