科技部正式發布的《國家綠色低碳先進技術成果目錄》包括18項水污染治理技術、15項大氣污染治理技術、23項固廢處理技術等共85項先進技術成果。
1. 技術名稱
水泥窯協同處置多源廢棄物技術與裝備
2. 適用范圍
依托新型干法水泥窯協同處置,適用于城鄉一體化生活垃圾、市政污泥、危險廢物及一般工業固體廢棄物。
3. 技術內容
3.1 技術原理
水泥窯多源廢棄物焚燒爐能夠適應水泥生產線煅燒工藝,實現對多源廢棄物焚燒及灰渣零排放處置。廢棄物可在階梯形層狀結構的爐內穩定焚燒,通過推料翻動、拋撒兩次循環,使料氣均衡傳熱,有害物分解反應更加完全,有效解決了固體、膏體不同相態廢棄物混合焚燒集成化處置的難題。預燃爐與水泥窯的分解爐一體化設計,主體焚燒過程在預燃爐內完成,不影響水泥窯的正常運行,焚燒完成后的氣體和灰渣再進入水泥窯分解爐,在熱態情況下與水泥窯的裝置銜接,從而實現對多源廢棄物的高效協同處置。
3.2 技術創新性
(1)國際首創的多相態廢棄物高溫焚燒分解一體化裝備,發明了具有自主知識產權的水泥窯協同處置新工藝,與國際已有先進裝置相比,廢棄物處置種類的適應能力(>6 種)顯著增強,垃圾衍生燃料替代利用率>30%,焚燒灰渣和熱接近 100%協同利用。
(2)開發了預燃爐運行的精準調控技術,根本解決了多相態廢棄物燃盡時間差異較大、殘渣共熔引起爐床結焦的難題,相比國際先進熱盤爐采取的齒輪傳動與固定刮板卸料設計,適應性和穩定性顯著增強,運轉率(>90%)在國際工程實踐上首次實現與窯系統同步。
4. 污染治理或環境修復效果
示范工程制備垃圾衍生燃料 (RDF)作為替代燃料后,生產線每小時標煤的使用量在原先 21.73t 的基礎上減少 6.84t,標煤替代率達到 31.5%,每年節省標煤量 5.09 萬 t,實現 CO2減排12.7 萬 t;示范工程利用鋼渣、粉煤灰作為生料配料的替代原料后,合計減少 11.2%的自然礦物資源黏土的使用量。
5. 技術示范情況
河北省武安市新峰水泥有限責任公司于2014年度完成主體工藝開發和裝備生產制造,主要設備招標完成,與成都建筑材料工業設計研究院有限公司簽訂工程總承包合同,依托 2 條5000t/d 新型干法水泥熟料生產線,建設了市政污泥及生活垃圾制 RDF 水泥窯協同處置示范工程項目。
2015 年 10 月開始試運行,同年 11 月開始連續運行,目前已實現了持續穩定運行,處置生活垃圾(篩上物,RDF)約 180t/d,生活垃圾(篩下物)約 720t/d。各項數據均在國家標準范圍之內,其中氮氧化物的排放量下降 20%以上。
6. 投資估算
生活垃圾水泥窯資源化處理過程的主要建設投資在于制作RDF 過程的設備投資,約 1 億元。運行維護費用包括生活垃圾的處理費用 124 元/t,RDF 的生產成本為 600 元/t,利用水泥窯消納市政污泥的成本為 175 元/t 污泥。
7. 投資回收期
生產線每小時標煤的使用量在原基礎上減少 6.84t,年節省標煤量 5.09 萬 t,節省燃料 4325.6 萬元。示范工程投資與運行費用分別為 8500 萬元和 105 元/t,預計投資回收期約 5 年。
8. 成果轉化推廣前景
該技術已申請多項國家發明專利和實用新型專利,技術裝備落地示范快,成果轉化效率高,推廣途徑順暢。未來 5 年我國仍將處于城鎮化快速發展階段,傳統單體處理設施難以滿足日益增長的生活垃圾產量和環保需求。水泥窯協同處置可以解決新建處理設施的困難,緩解生活垃圾處理壓力,應用前景廣闊。


