生活垃圾生态化前处理和水泥窑协同后处置技术

一、技术推广前景和减排潜力：

本国水泥生产能力约22亿吨，其中熟料生产能力约15亿吨。2022年国内新型干法水泥生产线1572条，目前采用生活垃圾协同处置的生产线有60条，比例约为3.9%。未来推广比例预计将达到10%，项目总投资额约为100亿元，每年生活垃圾处置能力约2000万 t，每年可替代约260万 t 标煤，可形成的年碳减排能力为690万 tCO2。

(资料图片)

二、所属领域及适用范围：

生活垃圾水泥熟料窑协同处置。

本国生活垃圾的产生量逐年增加，2019年垃圾清运量达到了2.04亿吨。目前，生活垃圾处置主要采取填埋和焚烧发电的方式，垃圾填埋不仅占用大量土地，而且会对环境造成二次污染。由于水泥回转窑的预热窑，具有较强的消纳处理各类废弃物的能力，可以处理工业各类垃圾，以及家用垃圾。水泥窑协同处置生活垃圾作为一种安全、环保的处理技术，已成为生活垃圾处理的重要辅助手段。同时，水泥企业开展协同处置生活垃圾项目有助于实现企业绿色转型，具有良好的社会效益和环境效益。

三、技术内容

1.技术原理

运用窑外生态化前处理和窑内无害化、资源化后处置结合的技术对生活垃圾进行处理处置。

首先，利用微生物发酵及物理干化、机械分选等技术对生活垃圾进行预处理，得到水泥窑垃圾预处理可燃物（CMSW）、无机灰渣、金属、渗滤液等，然后利用新型干法水泥窑的烧成系统即预热窑中，对垃圾预处理可燃物（CMSW）进行多点协同处置，达到替代部分燃料包括煤炭和煤矸石的效果，同时其中的无机物燃烧分解后的组分，可直接制成水泥生料，喂入新型干法水泥回转窑中替代部分原料。该技术通过利用生活垃圾中的可燃成分，达到替代传统燃料，实现节能减碳的效果，不影响水泥熟料的质量。

2.关键技术

（1）生物及物理干化技术

利用垃圾中易腐败有机物的好氧发酵特性，在通风作用下，使混合垃圾的水分显著下降，共同实现生活垃圾的生物及物理干化，改善垃圾潮湿、粘滞的状态，大幅提高其机械分选性。采用超大规模臭气“物化-生物”净化技术，解决垃圾预处理好氧发酵过程产生的臭气和其他有害物质及粉尘的问题。

（2）分选均化技术

通过滚筒筛、重力分选机、圆盘筛、除铁器等一系列机械分选装置，分选出垃圾中易燃、无机等组分，并进一步破碎，制成水泥窑垃圾预处理可燃物（CMSW）、无机灰渣等原料，实现对生活垃圾的高效破碎，以及轻质可燃组分与重质无机组分的有效分离。

（3）预分解炉控制及水泥窑多点协同处置技术

采用计算机流场模拟的方法，根据水泥窑垃圾预处理可燃物（CMSW）的燃烧速度、热能释放速率与煤的燃烧差异性，对进料口的开设部位、开设角度以及入口风速进行调控设计，并调整预处理可燃物的尺寸、颗粒形状、喂入方式以及煤的喷入方式，最终实现预处理可燃物(CMSW)的燃烧与水泥预分解炉内热工的匹配，保证了分解炉热力分布的稳定，确保了分解炉的正常运行；利用水泥熟料高温固相反应和矿物形成机理，使无机渣土中的重金属离子固熔到水泥熟料矿物晶格中，在保证水泥熟料强度的基础上，实现了重金属离子的安全处置；渗滤液经均化、厌氧、硝化与反硝化及膜处理后达标排放。少量渗滤浓缩液经窑头喷入，利用窑内高温对其有害成分进行高温焚烧或回喷干化床继续干化，实现无害化处置。

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