SFL水泥燒成系統(tǒng)垃圾焚燒技術(shù)
垃圾是人類日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物,由于排出量大,成分復(fù)雜多樣,給處理和利用帶來困難,如不能及時處理或處理不當(dāng),就會污染環(huán)境,損害人類和動物的健康。
我國目前正面臨著城市垃圾之困,成為世界上垃圾圍城最嚴(yán)重的國家,每年可產(chǎn)生垃圾1.5億噸。高速發(fā)展中的城市,正在遭遇“垃圾圍城”之痛。一邊是不斷增長的城市垃圾,一邊是無法忍受的垃圾惡臭,成為城市垃圾處理中的棘手問題。
垃圾處理就是要把垃圾迅速清除,并進(jìn)行無害化處理,最后加以合理的利用。
垃圾處理的目的是無害化、資源化、經(jīng)濟(jì)化和減量化。
垃圾的危害
在日常的垃圾處理過程中會產(chǎn)生毒王二英。又稱二氧雜芑,是一種無色無味、毒性嚴(yán)重、無色無味的脂溶性物質(zhì),所以非常容易在生物體內(nèi)積累,對人體危害非常嚴(yán)重。
二英是一種在工業(yè)上沒有用處的副產(chǎn)物,大約有419種類似二英的化合物被確定,實(shí)驗(yàn)證明,二英一旦進(jìn)入人體,就會長久駐留并且損害多種器官和系統(tǒng),因?yàn)槠浔旧砭哂谢瘜W(xué)穩(wěn)定性且容易被脂肪組織吸收,并從此長期積蓄在體內(nèi),可能透過間接的生理途徑而致癌。它們在體內(nèi)的半衰期估計為7~11年。
在環(huán)境中,二英容易聚積在食物鏈中。食物鏈中依賴動物食品的程度越高,二英聚積的程度就越高。自然界的微生物和水解作用對二英的分子結(jié)構(gòu)影響較小,因此,環(huán)境中的二英很難自然降解消除。它的毒性十分大,是氰化物的130倍、砒霜的900倍,有“世紀(jì)之毒”之稱。國際癌癥研究中心已將其列為人類一級致癌物。環(huán)保專家稱,二英常以微小的顆粒存在于大氣、土壤和水中,主要的污染源是化工冶金工業(yè)、傳統(tǒng)垃圾焚燒、造紙及生產(chǎn)殺蟲劑等產(chǎn)業(yè)。日常生活所用的膠袋,PVC(聚氯乙烯)軟膠等物都含有氯,燃燒這些物品時便會釋放出二英,懸浮于空氣中。
垃圾在儲存、運(yùn)輸、焚燒過程中會釋放出惡臭氣體,這種氣體不但會嚴(yán)重危害人的身體健康,還會產(chǎn)生二次污染。特別是在填埋場運(yùn)行過程中,因其量大、持續(xù)時間長、影響范圍廣等特點(diǎn),近年來已引起人們的廣泛關(guān)注。
按其組成可分成五類:①含硫化合物,如H2S可在900℃~1400℃的高溫分解,SO2、硫醇、硫醚可在溫度為390℃分解等;②含氮化合物,如氨氣、胺類、酰胺、吲哚等;③鹵素及衍生物,如氯氣、鹵代烴等;④烴類及芳香烴;⑤含氧有機(jī)物,如醇、酚、醛、酮、有機(jī)酸等。其中大多數(shù)可以在溫度為900℃以上分解。
“地溝油”泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油,如回收的食用油、反復(fù)使用的炸油等,地溝油最大來源為城市大型飯店下水道的隔油地,長期食用可能會引發(fā)多種癌癥,對人體的危害極大。
毒性:地溝油的毒性高于砒霜上百倍,每年多達(dá)300萬噸的地溝油流向國人餐桌……也就是說你吃10頓飯,可能有1頓碰上的就是地溝油。
檢測:截至目前,科學(xué)家們還沒有找到一種理想的檢測和鑒別地溝油的手段,給控制地溝油帶來困難。
危害:長期攝入,人體將出現(xiàn)體重減輕和發(fā)育障礙,易患腹瀉和腸炎,并有肝、心和腎腫大及脂肪肝等病變。此外,地溝油受污染產(chǎn)生的黃曲霉毒性,不僅容易使人誘發(fā)肝癌,在其他部位也可以發(fā)生癌變,如胃部、腎部、直腸及乳腺、卵巢、小腸等部位產(chǎn)生癌變。
2002年,國家出臺的“食品生產(chǎn)經(jīng)營單位廢棄食用油脂管理的規(guī)定”明確要求,不得將廢棄油脂加工以后再作為食用油脂使用或者銷售。
垃圾的分類
垃圾可分為可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。一般經(jīng)過分類、分選等預(yù)處理后垃圾熱值已接近發(fā)達(dá)國家城市垃圾的熱值。
1.可回收垃圾主要包括廢紙、塑料、玻璃、金屬和布料五大類。通過綜合處理回收利用,可以減少污染,節(jié)省資源。
2.廚余垃圾包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類廢物,經(jīng)生物技術(shù)就地處理堆肥,每噸可生產(chǎn)0.3噸有機(jī)肥料。
3.有害垃圾包括廢電池、廢日光燈管、廢水銀溫度計、過期藥品等,這些垃圾需要特殊安全處理。
4.其他垃圾包括除上述幾類垃圾之外的磚瓦陶瓷、渣土、衛(wèi)生間廢紙、紙巾等難以回收的廢棄物,采取衛(wèi)生填埋可有效減少對地下水、地表水、土壤及空氣的污染。
在日常生活中每天都會產(chǎn)生生活垃圾,如果在垃圾產(chǎn)生的第一時間,即在每個家庭就已經(jīng)分類好了再放到各個小區(qū)的垃圾點(diǎn),垃圾處理廠的工作就少了不少。
垃圾分類處理的優(yōu)點(diǎn)
減少占地。生活垃圾中有些物質(zhì)是不易降解的,使土地受到嚴(yán)重侵蝕。進(jìn)行垃圾分類挑出能回收的、不易降解的物質(zhì),可以減少垃圾數(shù)量達(dá)50%以上。
減少環(huán)境污染。廢棄的電池含有金屬汞、鎘等有毒的物質(zhì),會對人類產(chǎn)生嚴(yán)重的危害;土壤中的廢塑料會導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);拋棄的廢塑料被動物誤食,導(dǎo)致動物死亡的事故時有發(fā)生。因此,垃圾的回收利用可以減少不必要的危害。
變廢為寶。我國每年使用塑料快餐盒達(dá)40億個,方便面碗5~7億個,廢塑料占生活垃圾的4%~7%;1噸廢塑料可回?zé)?00公斤的柴油?;厥?500噸廢紙,可免于砍伐用于生產(chǎn)1200噸紙的林木;1噸易拉罐熔化后能結(jié)成1噸很好的鋁塊,可少采20噸鋁礦。生產(chǎn)垃圾中有30%~40%可以回收利用,應(yīng)珍惜這個小本大利的資源。
常見的垃圾處理方法
目前,世界上常見的垃圾處理方法大體分為填埋、堆肥、焚燒、協(xié)同處置、資源化處理,其中垃圾填埋處理就是將垃圾在一定場地上集中堆放,并分層覆土填埋的處理方式。嚴(yán)格說填埋不是無害化處理,只是將垃圾從城里運(yùn)輸?shù)教盥駡?,其中的一個缺點(diǎn)是占地面積大。城市垃圾填埋的另一個缺點(diǎn)還會導(dǎo)致嚴(yán)重的地質(zhì)性水土污染,因?yàn)槿祟惖纳罾ê芏嘤卸居泻ξ镔|(zhì)和病菌、病毒及各種重金屬元素,極易危害人類和生物的正常生存繁衍。由于我國土地面積大,所以這種方法是最常用的。
垃圾堆肥處理是利用垃圾或土壤中存在的細(xì)菌、酵母菌、真菌和放線菌等微生物,使垃圾中的有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)而降解(消化),形成一種類似腐蝕質(zhì)土壤的物質(zhì),用作肥料并用來改良土壤。由于經(jīng)濟(jì)效益不佳,從堆肥到農(nóng)田成本高,實(shí)施起來比較困難。因此,此種方法在我國難以形成規(guī)模并實(shí)行產(chǎn)業(yè)化。
垃圾焚燒處理就是將垃圾進(jìn)行焚燒。垃圾焚燒處理時產(chǎn)生的二英會嚴(yán)重影響人的身體健康,因此,焚燒垃圾往往會遭到市民的強(qiáng)烈反對,所以興建垃圾焚燒廠自然而然地會存在很大的阻力,況且在城市中心及邊緣建立垃圾焚燒區(qū)域弊大于利。人類垃圾的最佳處理方式已不單單是我們以往所采用的最簡單的焚燒和填埋辦法。
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垃圾焚燒爐方式曾在歐美國家盛行過,但二英污染風(fēng)險和投資運(yùn)行成本過高這兩大弊端,使得垃圾焚燒在經(jīng)歷了上個世紀(jì)80年代的高潮之后,目前國外已經(jīng)成為了一種“夕陽產(chǎn)業(yè)”。德國、荷蘭、比利時、意大利等都早已相繼頒布了“焚燒爐禁建令”或部分禁建令。日本高峰期建設(shè)有6000多座垃圾焚燒設(shè)施,但到目前僅存1280座。即使經(jīng)濟(jì)不是很發(fā)達(dá)的菲律賓,也頒布了垃圾焚燒設(shè)施建設(shè)的禁令。
水泥窯協(xié)同處置就是利用水泥燒成系統(tǒng)的熱工環(huán)境、工藝特點(diǎn)和廢氣處理設(shè)備,在生產(chǎn)水泥熟料的同時處置或焚燒垃圾,具有得天獨(dú)厚的天然優(yōu)勢。
利用水泥窯協(xié)同處置城市垃圾、污泥、危險廢物的技術(shù)已被國際公認(rèn)為是最有效、最安全的方法。
水泥窯協(xié)同處置與其他方式的廢棄物處置相比具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢,水泥企業(yè)利用水泥窯協(xié)同處置除了具有明顯的優(yōu)勢外,還可替代部分燃料和原料,減少天然礦物質(zhì)資源的消耗,有利于水泥行業(yè)低碳發(fā)展。同時還可以大大節(jié)約土地資源,減少當(dāng)前城市垃圾處理需要不斷征用土地進(jìn)行填埋的浪費(fèi),也避免了相應(yīng)的社會矛盾。
資源化是最有潛力,也是最有希望的解決方法。但由于目前技術(shù)不成熟,制度不完善,而且市民的意識還不能完全認(rèn)同,因此資源化的第一步,也是最關(guān)鍵的一步就是垃圾分類,做得并不是很理想,因此各個城市垃圾處理廠就索性把垃圾給一次性填埋掉了。
垃圾處理概況
全世界垃圾年均增長速度僅為8.42%,而我國的垃圾增長率則達(dá)到了10%以上。據(jù)《京華時報》報道,去年全國600多個城市共清理垃圾1.6億噸,縣城的生活垃圾8000多萬噸,農(nóng)村的生活垃圾約1.5億噸。全國生活垃圾產(chǎn)生量約4億噸。另外,每年還有5億噸左右的建筑垃圾。中國的垃圾總量基本上是世界上數(shù)一數(shù)二的。此外,還有餐廚垃圾1000萬噸左右。中國城市生活垃圾累積堆存量已達(dá)70億噸,給環(huán)境保護(hù)帶來了巨大壓力。
目前我國垃圾的處理方法還大多處于傳統(tǒng)的堆放填埋方式,不但占用大量的土地資源,而且蟲蠅亂飛,污水四溢,臭氣熏天,對環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重。因此進(jìn)行垃圾分類收集可以減少垃圾處理量和處理設(shè)備,從而降低處理成本,減少土地資源的消耗,具有社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三方面的效益。
在城市化進(jìn)程中,垃圾作為城市代謝的產(chǎn)物已經(jīng)是城市發(fā)展的負(fù)擔(dān),世界上許多城市均有過垃圾圍城的局面。而如今,垃圾被認(rèn)為是最具開發(fā)潛力的、永不枯竭的“城市礦藏”,是“放錯地方的資源”。
從國外多種處理方式的情況看,有以下趨勢:一是工業(yè)發(fā)達(dá)國家由于能源、土地資源日益緊張,焚燒處理比例逐漸增多;二是填埋法作為垃圾的最終處置手段一直占有較大比例;三是農(nóng)業(yè)型的發(fā)展中國家大多數(shù)以堆肥為主;四是其他一些新技術(shù),如熱解法、填海、堆山造景等技術(shù),正在不斷地取得進(jìn)展。
焚燒是目前世界各國廣泛采用的城市垃圾處理技術(shù),目前國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家主要致力于改進(jìn)原有的各種焚燒裝置及開發(fā)新型焚燒爐,使之朝著高效、節(jié)能、低造價、低污染的方向發(fā)展,自動化程度越來越高。正逐漸上升為焚燒處理的主流。
SFL水泥燒成系統(tǒng)焚燒垃圾——國際合作專利技術(shù)
傳統(tǒng)的垃圾焚燒方法,在城市生活垃圾焚燒處理過程中也會產(chǎn)生對環(huán)境的重度污染和淺表性、漫長性侵害,包括垃圾燃燒后的空氣污染。其主要流程是垃圾經(jīng)過分類、分選后,用焚燒爐焚燒含有大量熱值的垃圾,可以用于發(fā)電。
發(fā)達(dá)國家也有采用水泥燒成系統(tǒng)分解爐焚燒垃圾的,比如圓盤爐。國外和國內(nèi)還有采用三次風(fēng)管熱風(fēng)焚燒垃圾的,目前來看都不成熟。比如,德國回轉(zhuǎn)的焚燒爐串聯(lián)在三次風(fēng)管上,問題是漏風(fēng)、排渣困難,回轉(zhuǎn)部分載荷龐大,土建、設(shè)備投資都很大;國內(nèi)某廠回轉(zhuǎn)的焚燒爐并聯(lián)在三次風(fēng)管上,除了漏風(fēng)、排渣困難之外,主要是垃圾投入后對系統(tǒng)壓力影響很大,并聯(lián)的管道無法實(shí)現(xiàn)壓力平衡,不能正常工作。
針對上述問題,北京四方聯(lián)新技術(shù)開發(fā)有限公司與加拿大萊昂公司合作發(fā)明了SFL水泥燒成系統(tǒng)焚燒垃圾系列專利技術(shù),此技術(shù)具有以下幾方面的特點(diǎn):
特點(diǎn)1:焚燒床串聯(lián)在三次風(fēng)管上的新方法。焚燒床在三次風(fēng)管中間固定不動,垃圾投到焚燒床上,理論上可以保證有足夠的焚燒時間,并且由于系統(tǒng)阻力不變,不會影響系統(tǒng)工作。焚燒殘渣經(jīng)排渣口排出,可以通過輸送直接摻入到原料制備系統(tǒng),也可以輸送到熟料里,由于其量很小不會對熟料質(zhì)量產(chǎn)生過大影響。這種方法更適合于垃圾分類及處理較差的中小城市。
特點(diǎn)2:將垃圾從窯頭罩的上面或側(cè)面投入,窯頭罩相當(dāng)于焚燒爐。垃圾投入后空中被加熱燃燒,沒有來得及燃燒的垃圾落入篦冷機(jī)篦床的高溫物料上繼續(xù)燃燒。同樣,焚燒殘渣直接摻入到熟料里,由于其量很小不會對熟料質(zhì)量產(chǎn)生過大影響。
特點(diǎn)3:將垃圾從篦冷機(jī)入料端立面或側(cè)面或殼體頂面投入,垃圾落入篦冷機(jī)篦床的高溫物料上或物料里燃燒。同樣,焚燒殘渣直接摻入到熟料里,由于其量很小不會對熟料質(zhì)量產(chǎn)生過大影響。首先,由于垃圾在焚燒前處于吸熱狀態(tài),所以對熟料有機(jī)冷的作用,有利于提高熟料質(zhì)量,同時,燃燒后發(fā)出的發(fā)過來又將二次風(fēng)溫提高,有利于水泥煅燒。其次,垃圾中的重金屬遇到1370℃的熾熱熟料,在熔融狀態(tài)大部分固化到熟料上,進(jìn)一步減少了重金屬的污染?,F(xiàn)階段,這種方法更適合于垃圾分類及處理較好的大中城市。
特點(diǎn)4:將垃圾的滲瀝液或工業(yè)廢液或地溝油直接隨噴煤管噴入回轉(zhuǎn)窯或篦冷機(jī)高溫熟料表面進(jìn)行焚燒,焚燒前的吸熱過程防止了煙氣的溫度過高,從而減少了NOx生成,有利于環(huán)境保護(hù)。尤其是采用噴煤管或篦冷機(jī)焚燒地溝油,不僅可以回收大量的熱,減少地溝油再加工后流入社會,對食品安全和人民的健康有非常大的保護(hù)作用。
特點(diǎn)5:將垃圾通過烘干投入分解爐進(jìn)行燃燒,目前,這種方法在國外已經(jīng)有應(yīng)用,比如圓盤爐。
特點(diǎn)6:上述焚燒垃圾,尤其是焚燒塑料等會使煙氣中的氯離子升高,造成系統(tǒng)無法運(yùn)行,用已經(jīng)成熟的旁路放風(fēng)的辦法解決。
特點(diǎn)7:理論上當(dāng)煙氣溫度超過800℃,垃圾中的二英就會分解,所以上述方法中煙氣溫度都能滿足要求。但是,在400℃~250℃時,如果時間超過N秒,二英再合成。四方聯(lián)窯尾防止二英再合成技術(shù),由于從水泥窯尾預(yù)熱器投入的生料的吸熱過程恰恰使煙氣溫度在瞬間降低到250℃以下,最大限度地阻止了二英再合成,徹底克服了傳統(tǒng)焚燒的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的最佳匹配,同時大大地降低了燒成系統(tǒng)的熱耗。
特點(diǎn)8:由于垃圾里的熱值通過焚燒會全部釋放出來,另外,窯尾控制二英裝置的使用同樣回收大量熱,所以,SFL水泥燒成系統(tǒng)垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約大量的熱,降低了燒成系統(tǒng)的熱耗。
上述技術(shù)可以組合使用,也可以單獨(dú)使用。
編輯:姜立東
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