2008年4月以來，我們利用川崎重工國際領先的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，依托海螺集團在水泥生產(chǎn)技術(shù)上的優(yōu)勢，自主研發(fā)利用水泥工業(yè)新型干法窯處理城市生活垃圾技術(shù)，該項技術(shù)為世界首創(chuàng)。2010年4月，在銅陵海螺公司建成世界首套水泥窯垃圾處理系統(tǒng)，年處理城市生活垃圾約20萬噸，節(jié)約標煤可達1.3萬噸，減排二氧化碳約3萬噸。

　　該項目運行一年來，經(jīng)檢測各項環(huán)保指標完全合格，水泥產(chǎn)品重金屬浸出法含量控制在國家相關標準范圍內(nèi)。其中，經(jīng)同家權(quán)威機構(gòu)實地取樣、德國Eurofins GfA GmbH實驗室檢測，二惡英排放量最高僅為0.0376ngTEQ／m3，優(yōu)于國家規(guī)定的0.lngTEQ／m3水泥窯排放控制標準。

　　一、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)開發(fā)背景

　　目前，我國城市生活垃圾堆存量已達60億噸．占用耕地5億平方米，每年還要產(chǎn)生2億噸城市生活垃圾，眾多城市陷入垃圾包圍之中。傳統(tǒng)垃圾處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等方法。

　　我國土地資源緊張．目前尚未建立完善的生活垃圾分類體系和機制．生活垃圾成分復雜，有機物和水分含量高，臭味嚴重。選擇垃圾處理方法時面臨如下問題：

　　(1)填埋法不利于節(jié)約土地，難以控制地下水、地表水的污染；

　　(2)生活垃圾成分復雜，堆肥產(chǎn)品肥效低，存在有害成分，不適用堆肥法；

　　(3)焚燒法尾氣凈化系統(tǒng)投資、運行成本高，難以徹底處理二惡英等有害物質(zhì)。

　　海螺集團多年來在水泥生產(chǎn)技術(shù)上積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗，日本川崎公司在垃圾處理技術(shù)上擁有多年成熟的技術(shù)和經(jīng)驗，經(jīng)過充分調(diào)研及分析比較，認為將國外先進的生活垃圾氣化技術(shù)與新型水泥干法窯相結(jié)合來處理城市生活垃圾是適合國情的最佳途徑。為此，開發(fā)了利用水泥工業(yè)新型干法窯和氣化爐相結(jié)合處理城市生活垃圾技術(shù)，簡稱CKK系統(tǒng)。

　　二、利用水泥窯處理生活垃圾項目簡介

　　CKK系統(tǒng)是CONCH Kawasaki Kiln system的縮寫，它是利用水泥工業(yè)新型干法窯系統(tǒng)處理城市生活垃圾，對垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣、灰渣及滲濾液進行無害化處理及有效利用的一種全新的垃圾處理技術(shù)。該技術(shù)除了具有傳統(tǒng)垃圾焚燒法的優(yōu)點外，而且很好地解決了二惡英處理的難題。

　　利用水泥工業(yè)新型干法窯和氣化爐相結(jié)合處理城市生活垃圾是垃圾焚燒技術(shù)與水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)的完美結(jié)合，即由水泥窯燒成系統(tǒng)代替垃圾處理工藝的尾氣凈化系統(tǒng)，徹底處理二惡英等有害物質(zhì)，降低投資成本。CKK系統(tǒng)主要包括前處理及供料、垃圾氣化、灰渣處理、污水處理、除氯系統(tǒng)等組成：

　　l、前處理及供料系統(tǒng)

　　生活垃圾用密封運輸車運送進廠，稱重后從卸料大廳卸入垃圾坑，通過破碎、攪拌進行均化。卸料大廳、垃圾坑采用全密封結(jié)構(gòu)，通過風機將臭氣送入氣化爐內(nèi)焚燒。

　　2、垃圾氣化系統(tǒng)

　　垃圾喂入氣化爐內(nèi)與流化砂混和、沸騰，部分垃圾燃燒產(chǎn)生熱量保持流化砂的溫度500-550℃，另一部分垃圾氣化，生成可燃氣體送到水泥窯分解爐內(nèi)進一步燃燒，徹底分解有害物質(zhì)。氣化爐氣化垃圾產(chǎn)生的煙氣通過管道送入水泥窯分解爐內(nèi)進一步焚燒分解有害物質(zhì)。煙氣中二惡英等有害物質(zhì)在分解爐高溫、足夠的停留時間及堿性物料環(huán)境中分解、固化，達到徹底無害化的目的。

　　核心裝備氣化爐具有如下特點及效果：

　　(1)采用氣化(部分燃燒)方式，低空氣比運行，廢氣量小，對水泥窯運行的影響??；

　　(2)采用散氣管方式，爐內(nèi)不可燃物易排出；

　　(3)爐床面積小，裝備小型化；

　　(4)排出的爐渣經(jīng)分選再利用。

　　3、灰渣處理系統(tǒng)

　　氣化爐內(nèi)垃圾的不燃物灰渣從爐底排出，采用水冷設備將溫度從500℃降到300℃以下，分離出鐵、鋁金屬后，最終剩下的塊狀灰渣用作水泥生產(chǎn)的原料。

　　4、污水處理系統(tǒng)

　　垃圾坑滲出的垃圾污水經(jīng)過濾后，送到氣化爐內(nèi)高溫氧化，完全分解有機成分，實現(xiàn)無害化。

　　5、除氯系統(tǒng)

　　在垃圾氣化過程中生成的二惡英，在水泥窯分解爐內(nèi)進行有效分解。二惡英分解后的氯離子在預熱器內(nèi)被水泥生料充分吸收，形成穩(wěn)定的2CaO·Si02·CaCl2進入窯內(nèi)煅燒。在水泥窯窯尾煙室處設置除氯系統(tǒng)，抽取部分含氯粉塵氣體．通過冷卻系統(tǒng)急冷后用收塵設備回收粉塵，減小對水泥窯運行及產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

　　三、利用水泥窯處理生活

　　垃圾技術(shù)特點

　　l、對垃圾適應性好

　　系統(tǒng)內(nèi)設置一系列破碎、均化、計量、喂入設備，城市生活垃圾通過密閉垃圾運輸車送入，不需分選，對生活垃圾的適應性很強。

　　2、資源化程度高。節(jié)能減排效果好

　　垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可替代部分水泥窯燃料，減少燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放；爐渣可替代部分水泥原料，游離態(tài)鐵、鋁等金屬可分別回收，資源化程度高。

　　3、處理流程簡潔

　　利用水泥窯燒成系統(tǒng)代替垃圾焚燒處理工藝的尾氣凈化系統(tǒng)，簡化了處理流程，降低了相應投資。

　　4、采用氣化技術(shù)，實現(xiàn)了與水泥工藝的有機結(jié)合

　　針對中同生活垃圾現(xiàn)狀，采用氣化爐技術(shù)，氣化時空氣消耗量小，產(chǎn)生廢氣量少，對水泥生產(chǎn)影響小，能源利用率高。

　　四、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)取得的環(huán)保突破

　　1、高效處理二惡英

　　水泥窯系統(tǒng)的分解爐內(nèi)溫度高(近900℃)，垃圾氣化氣體燃燒時間充足(7秒以上)，氣化爐中產(chǎn)生的二惡英在分解爐中能夠完傘分解，再與高溫、高細度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的水泥堿性物料充分接觸，有利于吸收氯離子，控制氯源，避免二惡英類物質(zhì)的二次生成。

　　2、防止惡臭擴散

　　垃圾坑和處理廠房采用全密封結(jié)構(gòu)，且用通風機將垃圾坑內(nèi)產(chǎn)生的臭氣抽出送入氣化爐內(nèi)燃燒，使垃圾坑處于負壓狀態(tài)，避免了垃圾惡臭的擴散。另外，還配置了除臭機，當氣化爐停機時，將垃圾坑內(nèi)臭氣抽出凈化后排出，防止垃圾惡臭外逸。

　　3、無害化處理污水

　　垃圾坑滲出的垃圾污水主要成份是有機物，具有不耐熱的特性，經(jīng)過過濾后送入貯存槽，采用專用泵噴射到氣化爐內(nèi)(夏天污水量大時，噴到分解爐)，進行高溫氧化處理，完全分解有機成分，實現(xiàn)無害化。

　　4、重金屬得到固化

　　垃圾中的重金屬焚燒后進入水泥熟料礦物中，以穩(wěn)定的化合態(tài)形式與水泥熟料形成混和結(jié)晶體，實現(xiàn)安定化。

　　五、利用水泥窯處理生活垃圾技術(shù)推廣需要解決的問題

　　在銅陵示范項目成功投入運行后，我們進行了優(yōu)化，開發(fā)出了氣化爐系列產(chǎn)品（見表1），并結(jié)合不同的新型干法水泥窯型進行組合，以滿足不同規(guī)模城市生活垃圾處理的實際需要。

　　利用新型干法水泥窯處理城市生活垃圾是一個利國利民的好項日，符合循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求；同時，它也是一項公益性很強的事業(yè)，投資和運行費用較高，且只有投入沒有產(chǎn)出。希望國家有關部門根據(jù)我國現(xiàn)有城市生活垃圾的產(chǎn)生現(xiàn)狀，制定相應的稅收減免優(yōu)惠政策和法律法規(guī)文件，給予此類項目建設和運營以應有的資金支持，推動垃圾處理產(chǎn)業(yè)投資多元化，以調(diào)動投資方的積極性，加大項目推廣的力度，以緩解生活垃圾不斷增長帶來的社會壓力。

　　表1 氣化爐標準系列