前言

為了踐行“無廢城市”的先進管理理念及發揮水泥工業在循環經濟中的積極作用，眾多水泥企業對水泥窯協同處置技術進行了研究與開發。相比于焚燒處置法，水泥窯協同處置法可以將固廢中的可燃質和不可燃質全部利用。目前國內協同處置技術主要分為分選與氣化焚燒兩類技術，其中采用分選技術路線的是華新水泥與中材國際，而氣化焚燒則以海螺CKK技術和華潤水泥熱盤爐技術為代表。筆者所在企業針對居民生活活動中產生的生活垃圾、餐廚垃圾以及建筑垃圾，開發了水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電技術。本文主要介紹該技術工藝流程及系統，以及該技術在溧陽某新型干法水泥窯協同處置項目中的實施及運行效果。

工藝流程如圖1所示。

圖1 水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電技術工藝流程

水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電技術包括預處理系統和末端處理系統，其中預處理系統相對簡單，針對建筑垃圾、生活垃圾以及餐廚垃圾采用不同的處理工藝。末端處理系統以爐排爐焚燒發電系統和水泥窯系統為核心，通過爐排爐焚燒發電系統和水泥窯系統實現建筑垃圾、生活垃圾以及餐廚垃圾的能源化、資源化和無害化的處置，具體工藝流程為：建筑垃圾經分選、破碎等處理工序后分為可燃物、渣土以及金屬，其中渣土送至水泥窯系統作為替代原料，金屬回收利用或者出售。餐廚垃圾經脫水、分離等預工序后分為固渣、廢水以及毛油，其中廢水送至滲濾液處理系統處置，毛油出售。將建筑垃圾中分離出的可燃物、餐廚垃圾中分離出的固渣以及生活垃圾一起輸送至固廢存儲車間發酵，發酵產生的滲濾液也送至滲濾液處理系統處置，發酵后的固廢送至爐排爐焚燒發電系統焚燒產生電能，供廠區用電設備使用，然后垃圾焚燒產生的煙氣及灰渣送入水泥窯燒成系統進行高溫處置。

2.1 預處理系統

預處理系統主要功能是對建筑垃圾、餐廚垃圾及生活垃圾進行預處理，使其可直接進入爐排爐焚燒發電系統和水泥窯系統進行處置，具體流程為：對于建筑垃圾采用“兩分揀+兩篩（振動格篩、彈跳篩）+兩碎（顎式破碎機、反擊式破碎機）+磁選”的工藝路線，將其中的可燃物、骨料及金屬分離，其中金屬外售，可燃物送至固廢存儲車間，成品骨料被破碎處置作為水泥的替代原料，由于只需將骨料破碎至適合進入原料磨的粒徑即可，故建筑垃圾預處理系統中破碎環節較為簡潔。

餐廚垃圾首先通過螺旋輸送機及出料擠壓螺旋擠壓瀝水后，進入惰性物分離裝置去除砂礫和浮渣，隨后進入三相提油機，將漿液中的固渣、油脂以及有機漿液分離。分離產生的毛油可直接外售，固渣送入固廢存儲車間，廢水送至滲濾液處理系統。

固廢存儲車間主要用于接收建筑垃圾中分選出的可燃物、餐廚垃圾中排出的固渣以及生活垃圾，并將其在垃圾庫儲存發酵5~7天脫除滲濾液。

2.2 末端處理系統

末端處理系統以爐排爐焚燒發電系統和水泥窯系統為核心，實現將多源固廢能源化、資源化和無害化的最終處置，主要包括爐排爐焚燒發電系統、滲濾液處理系統、水泥窯系統以及臭氣處理系統，具體如下：

（1）爐排爐焚燒發電系統

爐排爐焚燒發電系統主要是處置固廢存儲車間中經過發酵的垃圾，將固廢中的可燃物質轉化為可利用的電能，實現固廢的能源化，具體流程為：垃圾在固廢存儲車間中發酵脫除滲濾液，發酵產生的臭氣一部分抽出經空氣預熱器加熱至220℃作為助燃風送入爐排爐，垃圾在爐排上經干燥、焚燒產生高溫煙氣進入余熱鍋爐，經過各級換熱面與水換熱產生過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發電機組做功發電，用于廠區內的用電設備使用。

（2）滲濾液處理系統

滲濾液處理系統主要針對預處理系統中處置餐廚垃圾產生的廢水以及垃圾在固廢存儲車間發酵產生的滲濾液，系統采用“預處理+UASB+兩級A/O+UF+NF+RO”工藝）工藝，將處置后的濃縮液直接送入分解爐高溫處置，清水回用。

（3）水泥窯系統

水泥窯系統包括篦冷機、回轉窯、分解爐、預熱器以及尾氣處理裝置等。主要是利用回轉窯和分解爐的高溫環境對各環節產生的廢煙氣、廢渣及廢水進行最終的消納與處置，徹底實現廢渣、廢水的資源化和無害化處置，做到零排放。

垃圾焚燒產生的高溫煙氣經余熱鍋爐降至200℃后，送入篦冷機高溫區，被高溫水泥熟料加熱至800~900℃后，和三次風一起送入分解爐內，利用爐內880℃的高溫堿性條件，進一步吸收和處理焚燒產生的二噁英等有害物質，使有毒有機物徹底分解、消除，然后經預熱器、水泥窯尾氣處理裝置后排入大氣；垃圾焚燒產生的爐渣及建筑垃圾中分選出的渣土一起輸送到原料配料系統，與生料一起入回轉窯經高溫煅燒，重金屬離子被固化在熟料中，確保不會帶來二次污染；滲濾液處理系統中產生的濃縮液直接送入分解爐高溫處置。

（4）臭氣處理系統

水泥窯系統正常運行時，固廢存儲車間產生的臭氣一部分作為助燃空氣送入爐排爐內，另一部分引入水泥窯篦冷機高溫側，二者均在高溫環境下燃燒、氧化、分解。停窯檢修時，臭氣引入臭氣處理系統處理達標后對外排放。臭氣處理系統可確保生產操作車間在負壓下運行，無任何臭氣外逸，對水泥工廠及周邊環境無任何干擾。

2.3 系統特點

水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電技術實現了一套系統可處置多種廢棄物的目標，同時充分利用水泥窯的處置溫度高、熱容量大等優點，充分實現對生活垃圾、建筑垃圾以及餐廚垃圾等的“資源化、無害化、減量化”的處置要求與目標。

（1）高度資源化。垃圾焚燒產生的爐渣及建筑垃圾中分選出的渣土一起輸送到原料配料系統，作為水泥生產原料。

（2）徹底無害化，零排放。利用水泥窯的高溫、高堿性環境，對廢煙氣中的二噁英等有害物質、廢渣中的重金屬及廢水進行最終的消納與處置，徹底實現廢渣、廢水的資源化和無害化處置，做到零排放。

（3）能源化。在“資源化和無害化”的同時，將多源固廢中的可燃物質在固廢焚燒發電系統中轉化為可利用的電能，實現固廢的能源化，這使其既具有良好的環保效益也有可觀的經濟效益。

溧陽金峰水泥采用該技術建設了水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電項目，項目由南京凱盛開能環保能源有限公司設計，于2018年6月開始設計施工，2020年5月開始試生產，具體建設情況見表1。

表1 項目建設情況明細欄

該項目充分考慮了各處理環節的資源共享、互用，形成從源頭到終端完整的固廢處置產業鏈，自2020年5月項目投運后，各項指標基本達到設計預期，噸生活垃圾發電量能達到400kWh以上，結合現有水泥余熱發電系統，可以實現水泥企業燒成系統的零電耗；經委托有資質的第三方檢測機構檢測，窯尾煙氣中的二噁英、粉塵、二氧化硫及氮氧化物等排放指標均滿足現有超低排放標準。

南京凱盛開能公司針對居民生活活動中產生的生活垃圾、餐廚垃圾以及建筑垃圾等，開發了以爐排爐焚燒系統和水泥窯系統為核心的水泥窯協同處置多源固廢焚燒發電技術。可實現將生活垃圾、餐廚垃圾及建筑垃圾等多源固廢無害化、減量化及資源化協同到水泥窯生產線，最大限度地做到多種廢棄物處置和綜合利用，除少量具有附加值的成品離開區域外，全過程無廢水、廢渣排放，完全實現零排放，為水泥窯協同處置產業提供新的技術路線，促進水泥行業及地區經濟的綠色發展。

作者：楊宏宜

來源：《南京凱盛開能環保能源有限公司》

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