北極星節能環保網訊:摘要：本文主要介紹了水泥窯協同處置城市生活垃圾的工藝技術、工藝設備、特點等。隨著資源開發和城市化進程的加快，無論是發達的工業國家還是正在崛起的發展中國家，各類垃圾及廢棄物的處理利用已成為一個不容回避的現實問題。我國對生態環境的保護也是越發重視，在黨的“十八大”報告第八章“大力推進生態文明建設”中就對今后“堅持節約資源和保護環境的基本國策”進行了明確要求和具體部署，其中提到“堅持預防為主、綜合治理，以解決損害群眾健康突出環境問題為重點，強化水、大氣、土壤等污染防治”。
目前，城市垃圾的處理主要采用以下三種方式：填埋法、堆肥法、焚燒法。填埋法有適用任何垃圾、投資較少的優點，但是也有占用土地多、資源化程度低、污染地表水、污染地下水等缺點。堆肥法有能生產堆肥產品、投資不多的優點，同時缺點也很明顯，只能適用于有機物含量較高的垃圾，減容性不理想。焚燒法可適用于任何垃圾，占地小，能有效實現資源化、無害化、減量化，其中以水泥窯協同處置垃圾最為合理和科學，在國家發布的《十二五規劃綱要》中指出“支持水泥窯協同處置城市生活垃圾、污泥生產線和建筑廢棄物綜合利用示范線的建設”。
1 水泥窯協同處置城市生活垃圾的工藝技術
由于我國城市生活垃圾現在未進行有效的分選，絕大部分還是混合垃圾，從技術的經濟性角度來說，以垃圾焚燒爐與水泥窯協同處置生活垃圾的方法最為適宜，該法可將垃圾熱能和灰渣充分利用，污染物排放少，具有很好的環境友好性。
此法是在水泥窯旁設置垃圾焚燒爐協同處置生活垃圾，從水泥回轉窯窯頭罩抽取冷卻熟料后的熱風以燃燒空氣的形式進入焚燒爐，使其焚燒爐中的垃圾進行焚燒。焚燒爐所產生的煙氣由于溫度較高(1100℃左右)，因此進入分解爐和預熱器中為水泥生料的分解提供熱量，同時煙氣中的細小顆粒在分解爐內可徹底焚燒，煙氣最后經由窯尾的廢氣處理系統進行排放。垃圾在焚燒爐中所產生的灰渣直接入水泥窯中，成為水泥熟料的一部分。水泥主要原料石灰石(碳酸鈣)在水泥回轉窯的高溫下化學反應生成二氧化碳和氧化鈣，所以窯體內有很好的堿性環境，這對于吸收垃圾焚燒產生的有害酸性氣體非常有利。垃圾中的重金屬物質則以吸附、物理封固、替代等形式隨著熟料的形成被包熔固化在熟料的晶體結構中，而這所形成的晶體缺陷有利于提高水泥熟料強度。
雖然垃圾焚燒爐與水泥窯協同處置對垃圾的適應性很強，但是以下幾種固體廢物根據《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》(GB30485-2013)的規定禁止協同處置：放射性廢物;爆炸物及反應性廢物;未經拆解的廢電池、廢家用電器和電子產品;含汞的溫度計、血壓計、熒光燈管和開關;鉻渣;未知特性和未經鑒定的廢物。因此水泥企業應先對垃圾進行評估和檢測是否適宜協同處置，然后再決定是否接收。
2 水泥窯協同處置城市生活垃圾的工藝設備
垃圾儲存必須采用全封閉的方式并且處于負壓狀態，以防止異味污染周圍環境，所抽取的空氣入水泥窯進行高溫焚燒。而廢氣處理系統應采用高效布袋除塵器。輸送系統也應采用密閉的箱式拉鏈機或帶式輸送機。破碎系統建議采用在歐美等國已普遍使用的斯瑞德，它屬于剪切式破碎機的一種，通過定刀和動刀的特殊設計可將各種袋裝垃圾瞬間破開，不纏繞、不掛料。
焚燒爐是水泥窯協同處置中的關鍵設備，型號很多，目前國內主要有以下四種：機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐、熱盤爐。
2.1 機械爐排焚燒爐
爐排有三個區，分別是干燥區、燃燒區、燃燼區，通過爐排之間的交錯運動，使垃圾依次通過這三個區域，直至燃燼從焚燒爐排出。從爐排下部進燃燒空氣，高溫煙氣在產生熱蒸汽的同時也得到冷卻，煙氣最終由廢氣處理系統在處理后進行排放。由于此類型焚燒爐結構復雜，維護工作量大，所以造價和維護費用都高。
2.2 流化床焚燒爐
此焚燒爐也稱作氣化熱解爐，由多孔分布板組成，并在爐內加入大量的石英砂，工作時一方面將石英砂加熱到600℃以上，一方面從焚燒爐下部進燃燒空氣，先將石英砂沸騰，然后放入垃圾。垃圾很快就燃燒沸騰起來，燃燼的垃圾由于密度較大，落到爐底，而未燃燼的垃圾由于密度較小，繼續燃燒沸騰。設備使用時間越長，石英砂對爐體的磨損就越嚴重，因此設備維護和運行的費用較高，并且操作復雜。
2.3 回轉式焚燒爐
爐體水平放置并傾斜3%～5%，隨著回轉式焚燒爐的不停運轉，爐體內的垃圾由加熱、烘干逐步達到充分燃燒，并在燃燒的過程中向爐體傾斜的方向移動，直至最終燃燼排出爐體。由于爐體無運動機械，所以運行和維修費用低，并且運行可靠，對不同生活垃圾的適應性也較強，但熱值較低的垃圾燃燒時不充分，焚燒的效果不理想。
2.4 熱盤爐
熱盤爐是由丹麥史密斯公司研發并推向市場的。爐盤在爐體下部，是一可調節轉速的圓盤給料機。垃圾經過計量后由鎖風喂料閥進入爐體，在爐盤上與上方吹來的高溫三次風進行接觸隨后燃燒，生成的灰渣隨爐盤的轉動由爐盤尾部不斷卸出，灰渣中的細粉隨著煙氣進入分解爐，而粗顆粒則直接入水泥回轉窯中。由于爐盤轉速可調，這保證了垃圾在爐體內有充分的燃燒時間。熱盤爐的運行和維護費用較為適中，同時對垃圾的適應性也好，較為適合中國的國情。