利用小型水泥廠處理城市生活垃圾可行性分析
隨著國民經濟發(fā)展和人民生活水平提高以及城鎮(zhèn)人口的迅速增加,我國工業(yè)和生活垃圾也越來越多,垃圾對環(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。統計資料表明,我國城市人均年產垃圾400kg,全國主要城市年產生活垃圾1500萬噸,城市生活垃圾儲存量已達60億噸,侵占土地面積50000萬平方米,并且每年以8%~10%的速度增長。城市垃圾是一個長期存在的污染源,未經處理或處理不當,都會造成嚴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,如何有效地對城市垃圾進行凈化處理,既保護環(huán)境又能充分合理地利用資源,已成為人們廣泛關注的話題。
利用回轉窯焚燒垃圾,尤其是利用水泥回轉窯焚燒垃圾并進行能源回收,既有利于環(huán)保,又可以達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投資方面,如果利用現有閑置水泥設備也具有節(jié)省大量投入資金的優(yōu)勢。在生活垃圾發(fā)電廠建設投資方面,最大的兩項費用便是設備工程費與土建工程費。一般來說在建設投資中設備工程費用占60%~70%,如表2所示。在設備工程費用中,其支出主項為焚燒鍋爐、控制與監(jiān)控系統、三廢處理設備、熱力發(fā)電系統,由表3可以看出,垃圾焚燒鍋爐占整個設備工程費用的45%左右。因此,與直接建設相比,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計,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焚燒垃圾。特點是處理量大、污染消除徹底、運輸費用低、投資很小,成本低,為循環(huán)經濟的典型范例,這也是一些發(fā)達國家近年來又將城市附近的水泥廠改造后又投入生產的原因之一。一期工程可以將水泥窯改燒垃圾,并對廢氣、廢水和廢灰渣進行處理;二期工程可利用煙氣余熱對周邊地區(qū)供熱及供電。
(1)技術可行性
首先,作為焚燒處理危險廢棄物的回轉窯式垃圾焚燒爐與其它焚燒爐型相比,具有爐內溫度高,廢棄物在爐內不斷地被翻滾,廢物和煙氣在爐內的停留時間都較長,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充分的高溫停留時間Time)等優(yōu)勢,而且回轉式焚化爐的機械結構、操作簡單。因此,對于處理種類繁多的廢棄物,采用回轉式焚化爐有明顯優(yōu)勢。
但是回轉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,繼承了回轉式焚化爐的優(yōu)點,還有自身明顯的優(yōu)勢。利用水泥窯焚燒垃圾的主要優(yōu)點歸納如下:
a水泥窯足夠長。長30~90m,垃圾和煙氣在窯中的停留時間足夠長,保證垃圾燃盡和有毒煙氣充分分解。減少煙氣處理系統壓力,保護環(huán)境。
b水泥窯熱負荷大。水泥窯既是燃燒爐又是反應爐。水泥生產過程中煙氣最高溫度達1700℃,垃圾焚燒過程中,爐內可以承受很高溫度,保證垃圾焚燒完全和有毒煙氣完全分解。
c垃圾預處理簡單方便,燃料效果好。垃圾不需要仔細破碎,即可入窯,適應性強;垃圾在窯內翻滾、塌落過程中與空氣接觸良好,焚燒條件良好。
d沒有復雜機械運動部件、運行平穩(wěn)、操作簡單、易于維護。
e水泥窯體積大,垃圾日處理量大,可達500t/d左右。
其次,垃圾焚燒和水泥生產在流程上相似。兩者都要對物料進行預處理(破碎、細化等物理處理);水泥在窯內高溫燒結成熟料,垃圾在爐內焚燒減容、減重;窯/爐煙氣經過除塵與凈化達到標準后排放。所以可以利用燒水泥的流程與一些設備來焚燒處理城市生活垃圾。
(2)需要研究的技術問題
a垃圾的預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高溫空氣燃燒技術在垃圾焚燒中的應用。
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。水泥生產和垃圾焚燒處理分屬于不同的行業(yè)和部門,水泥窯焚燒處理垃圾項目必須由政府統一領導,加強建材、環(huán)保、市政、電力等部門的合作,加強攻關,統籌考慮。
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業(yè)。
c增強環(huán)保意識,加強垃圾的管理,最終實現垃圾分類袋裝化,為垃圾綜合處理提供方便。
d組織、資助科研部門利用現有的技術和工作條件,加以研發(fā)、改進、技術攻關,解決關鍵問題。
利用水泥窯處理城市生活垃圾,是一個開創(chuàng)性的,結合環(huán)保和能源利用的項目。利用廢棄的水泥設備處理城市生活垃圾,與同類項目相比,有投入少、效益好的優(yōu)勢,具有明顯的環(huán)境、經濟、社會意義。
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