淺談城市生活垃圾在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

  一、前言

  城市生活垃圾主要是城市里的人們在平時(shí)的生產(chǎn)或生活過程中所產(chǎn)生的固體廢物，這些固體廢物應(yīng)用到水泥的生產(chǎn)過程中，不僅能夠有效的保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，同時(shí)還能減少對不可再生資源的消耗，實(shí)現(xiàn)社會和諧、穩(wěn)定的發(fā)展。

  二、水泥生產(chǎn)過程中應(yīng)用生活垃圾的重要意義

  在我國很多行業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)以及人們的生活過程中都需要使用到水泥，而在生產(chǎn)水泥的過程中會消耗大量的能源，這在能源日益短缺的今天，減少對不可再生能源的使用是非常重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國每年所消耗的能源總量中，水泥生產(chǎn)過程所消耗的能源量占到了百分之七，而在生產(chǎn)過程中所使用的煤炭占到了全國煤炭總消費(fèi)量的百分之十五，這一能源消耗量是非常大的。因此，在我國提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的發(fā)展口號后，做好水泥行業(yè)的節(jié)能降耗工作是非常必要的。而將城市生活垃圾運(yùn)用到水泥的生產(chǎn)過程中，正好能夠減少對煤炭等不可再生資源的消耗，同時(shí)還對廢物進(jìn)行了很好的回收和利用。目前，我國城市年生活垃圾的總數(shù)在1.5億噸左右，這么多的生活垃圾如果得不到妥善的處理，那么將會嚴(yán)重影響我國的生態(tài)環(huán)境，阻礙我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康發(fā)展。相關(guān)研究表明，將固體廢棄物應(yīng)用到水泥的生產(chǎn)過程中，所取得的效果是非常不錯(cuò)的。因?yàn)檫@1.5億總量的生活垃圾，其回收利用價(jià)值到達(dá)了250億。如果能夠在水泥生產(chǎn)的過程中得到合理的利用，那么不僅將大大減少生活垃圾的處理成本以及其對生活環(huán)境所造成的危害，同時(shí)還能在很大程度上提高水泥生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，可以說是一舉多得。

  三、水泥窯處理生活垃圾技術(shù)

  1、利用水泥窯處置垃圾的原則

  雖然城市生活垃圾能夠應(yīng)用到水泥的生產(chǎn)過程中，但是為了確保水泥生產(chǎn)的質(zhì)量以及城市生活垃圾能夠得到有效的處理，還需要根據(jù)垃圾的具體形態(tài)、成分以及特性等特征來進(jìn)行相應(yīng)的處理，這樣在保證水泥生產(chǎn)的正常穩(wěn)定過程中，還能將生活垃圾進(jìn)行徹底的清除，并不會有新的污染產(chǎn)生，從而在對生活垃圾進(jìn)行合理回收利用的同時(shí)做好相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)工作。在生產(chǎn)水泥的過程中，應(yīng)用生活垃圾的時(shí)候應(yīng)該遵循以下原則：

  （1）在水泥生產(chǎn)的過程中應(yīng)用生活垃圾，應(yīng)該首先要確保水泥生產(chǎn)系統(tǒng)不會受到相應(yīng)的干擾，確保其能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，并且還需要保證水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

  （2）將城市生活垃圾應(yīng)用到水泥的生產(chǎn)過程中，需要確保在整個(gè)生產(chǎn)過程中生活垃圾的處理不會產(chǎn)生新的污染源（如一氧化碳、二氧化硫、重金屬等），并且在應(yīng)用完之后，還需要確保對其進(jìn)行處理的時(shí)候不含相應(yīng)的滲透污染物，從而更好的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

  （3）在生產(chǎn)水泥的過程中，對于生活垃圾的接收量需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要來確定，并且需要確保整個(gè)應(yīng)用過程中企業(yè)能夠獲得相應(yīng)的利益。

  （4）在應(yīng)用生活垃圾生產(chǎn)水泥的整個(gè)過程，需要做好相應(yīng)的記錄工作，從而確保其具有可追溯性。與此同時(shí)，在水泥生產(chǎn)的過程中，對于那些固化的污染物，需要根據(jù)實(shí)際的情況來控制其濃度。最后，在啟動(dòng)和停窯等非穩(wěn)態(tài)過程中，不能對城市生活垃圾進(jìn)行擅自處置。

  2、水泥窯工作基本原理

  現(xiàn)階段，在水泥生產(chǎn)中，主要采用新型干法水泥窯技術(shù)，所謂新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是指以懸浮預(yù)熱和窯外預(yù)分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的最新成果廣泛地應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成一套具有現(xiàn)代高科技特征和符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能、環(huán)保以及大型化、自動(dòng)化的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)方法。這種水泥窯工作基本原理是：可以概括為生料制備、熟料煅燒、水泥制成這三個(gè)過程，不只是大家經(jīng)常提到的“兩磨一燒”三個(gè)工序。所以常見的生產(chǎn)工序主要包括如下內(nèi)容：材料的選擇以及入廠；材料的加工處理、預(yù)均化；原材料的配合；生料粉磨；生料調(diào)配、均化與儲存；熟料煅燒；熟料、石膏、混合材料的儲存與準(zhǔn)備；熟料、石膏、混合材料的配合以及粉磨；水泥儲存、包裝、運(yùn)輸。采用這樣方法進(jìn)行垃圾處理的原因主要是由于水泥窯的固有特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)窯體較長，具備從 200 度到2000 度的多種環(huán)境，能夠處理燃點(diǎn)不同的垃圾；氣體最高溫度達(dá)到1700 度，且在窯內(nèi)停留6-10秒，可以較為徹底的消滅二噁英（要有效消解二噁英，必須在850 度以上的高溫下停留2秒以上）；水泥窯中氣體湍流度（雷諾氏指數(shù)）達(dá)到100000級別，燃燒充分，可預(yù)防新的二惡英的生成，從而起到保護(hù)環(huán)境的作用。

  3、垃圾焚燒工藝流程

  在水泥的生產(chǎn)過程中應(yīng)用生活垃圾主要是對其進(jìn)行焚燒處理，其主要流程如下：首先將運(yùn)輸進(jìn)廠的生活垃圾儲存在儲存庫里，然后需要對其進(jìn)行細(xì)碎處理，處理完畢之后還需要將其投入到氣化爐進(jìn)行氣化處理，氣化處理之后的氣體還需進(jìn)入水泥工藝線的窯尾分解爐進(jìn)行處理，最后所產(chǎn)生的可燃性氣體能夠代替水泥生產(chǎn)所需要的部分燃料。對于那些不可燃燒的固體，則應(yīng)該將其置于水泥原料的場地作為生產(chǎn)水泥的原材料。在對生活垃圾進(jìn)行焚燒的時(shí)候，不是將其直接投入到水泥窯內(nèi)進(jìn)行燃燒，而是需要建立專門的燃燒爐進(jìn)行燃燒。在城市生活垃圾燃燒的過程中，不需要使用任何的燃燒材料來進(jìn)行燃燒，只需要將其置于600℃的爐子里進(jìn)行自燃即可。為了讓可燃垃圾得到完全的氣化，在其燃燒的過程中需要對其進(jìn)行不斷的翻滾處理，并將所有的水分進(jìn)行烘干處理。等到可燃?xì)怏w完全氣化之后，需要將其打入到窯爐里，由于這些氣體含有大量的熱量，能夠在很大程度上減少對水泥窯的能源消耗。對于這些氣體中的有害物質(zhì)，如二氧化硫、二噁英等有毒氣體，在進(jìn)入水泥生產(chǎn)線原有的碳酸鈣高溫分解爐內(nèi)之后，會在850℃至900℃的環(huán)境中停留5秒，在此期間這些有毒氣體會得到相應(yīng)的變化，并被石灰石粉充分吸收實(shí)現(xiàn)酸堿中和，最終避免其對環(huán)境造成污染。

  4、水泥窯處置廢棄物的優(yōu)勢

  將城市生活垃圾應(yīng)用到水泥的生產(chǎn)過程中，利用水泥窯來處理廢棄物優(yōu)勢為：其一，由于其處理溫度高達(dá)1800℃甚至更高，使得很多的有毒有害物質(zhì)能夠進(jìn)行完全的熱解，從而以減少了其對環(huán)境造成的污染。其二，由于水泥回轉(zhuǎn)窯筒體長，這樣物料在窯中高溫下停留時(shí)間就比較長，其中氣體在窯內(nèi)停留時(shí)間在8秒以上，這是是其他窯爐沒有辦法與其相比較的。其三，焚燒空間大，水泥窯既能對大量的廢料進(jìn)行處理，也能維持均勻的、穩(wěn)定的燃燒氣氛，從而有效滿足燃燒空間紊亂度，確保完全燃燒。其四，水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈堿性氣氛，能夠使燃燒后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)（如HCl、SO2和CO等）得到中和，同時(shí)還能使廢料中的金屬元素（包括重金屬）固定在氧化物固體中，以減少對環(huán)境的危害。其五，水泥回轉(zhuǎn)窯是負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，煙氣和粉塵很少外溢。其六，焚燒設(shè)備與部分尾氣處理設(shè)備與水泥生產(chǎn)設(shè)備共用，比專業(yè)焚燒爐節(jié)省投資。

  四、結(jié)束語

  綜上所述，在生產(chǎn)水泥的過程中會消耗大量的能源，如果將城市生活垃圾運(yùn)用到水泥的生產(chǎn)過程中，固體廢物中所具有的熱量和物資不僅能夠得到有效的利用，同時(shí)還能使水泥生產(chǎn)所消耗的能源以及所需要花費(fèi)的成本變得更低。因此，作為相應(yīng)的設(shè)計(jì)研究人員，需要重視這一方面的應(yīng)用，并且不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)和總結(jié)，從而確保水泥行業(yè)在今后能夠得到更好的發(fā)展。