回转窑对固体废弃物再回收利用的可行性分析

山西大同煤矿集团建材有限责任公司　李元超

回转窑对固体废弃物再回收利用的可行性分析

山西大同煤矿集团建材有限责任公司李元超

固体废弃物排放量多，有效利用率低，传统的填埋和焚烧处理方式对环境造成极大危害，利用水泥回转窑对其进行再分解处理，是处理固体废弃物行之有效的方法之一。本文从可持续发展战略角度出发，对适用于回转窑燃烧的固体废弃物做了分类研究，并就其处理方式对环境的影响进行了可行性分析。研究结果表明：使用回转窑处理固体废弃物，可对其进行完全分解，降低有害气体的产生，部分废弃物还可作为水泥生产原料，对降低生产成本、改善生态环境有良好的效果。

固体废弃物；回转窑；环境；可行性分析

引言

随着中国经济的迅猛发展，国内工业水平大幅提高，全球人口急速膨胀，所造成的固体废弃物相应增多，城市垃圾、工业固体废物、泥污等都对环境和生态造成了极大的危害，选择行之有效的处理方案刻不容缓［1］。水泥工业可作为工业废渣重要的消耗途径，是未来固体废弃物处理途径的发展方向之一。传统水泥生产消耗大量的天然资源，极大地制约了水泥产业的可持续发展。水泥熟料的制造成本较高，且原料的开采对生态环境破坏较大。利用回转窑吸纳固体废弃物一方面可以替代水泥原料、燃料，减少能源和资源的消耗；另一方面，水泥回转窑焚烧温度高，停留时间长，焚烧状态稳定，有利于固体废弃物分解和减容，同时还可使固体重金属溶解于水泥熟料中［2］。

我国水泥回转窑量大面广的现状为利用这种设备处理固体废弃物提供了极大的便利条件。然而，我国目前在固体废弃物的利用和处置水平还较低，水泥回转窑焚烧处理固体废弃物的研究还处于起步阶段。此外，我国对固体废弃物的分类管理尚不严格，大部分废弃物为混合垃圾，这也增加了固体废弃物的处理难度［3］。因此，分析适于入窑处理的固体废弃物类型，研究水泥生产系统处理固体废弃物的流程和其对环境产生的影响，对处理固体废弃物的技术水平有着重要的指导意义。

1可入窑处理的固体废弃物

入窑处理的固体废弃物首先应具备的条件是不会对水泥质量和生产流程产生危害。根据水泥加工工艺的要求，可将适于入窑的废弃物分为以下三类。

1.1可用于原料的废弃物

水泥生产中的原料主要含有钙、硅、铁、硫、铝等元素，

许多固体废弃物的化学成分与之相同或类似，这类固体废

弃物就可作为部分原料的替代品，降低生产成本。常见的

有粉煤灰、炉渣、煤矸石、窑灰等。

1.2可用于燃料的废弃物

回转窑生产过程中需要消耗大量燃料，对煤粉的需求量极大，部分可燃烧的固废可作为辅助燃料减少煤粉的使用量，从而节约生产成本，提高经济效益。废纸、焦渣、废塑料、木屑、生活垃圾等都可以作为辅助燃料。一部分可作为辅助燃料的固体废弃物热值及其化学成分如表1所示［4］。

表1　辅助燃料固体废弃物的热值及化学成分

1.3销毁危害固体废弃物

工业废渣中含有众多对环境和人体的有害物质，如重金属、腐蚀药品、有毒物品等。该类废弃物的传统处理工艺是填埋，且环境分解周期太长。利用回转窑对其进行焚烧处理，可将其完全分解。炉内温度极高，即使是重金属也能被溶解。

对于含有重金属的各种废渣，尤其是含有铜、锌等表面热值低的固体废弃物，传统的处理方式是先对其进行固化，然后做填埋。危险重金属在水泥回转窑的高温焚烧和碱性环境下，被固化到水泥熟料中，从而实现危害废弃物的安全处理，部分固体废弃物的重金属含量如表2所示［5］。

表2　废弃物中的重金属含量（μg/g）

2对环境的可行性分析

2.1节约能源和资源

利用水泥回转窑对固体废弃物进行焚烧，一方面可以充分利用废弃物的热能，另一方面可以利用其化学成分代替部分原料，降低生产成本。传统方式对固体废弃物的处理一般选择垃圾回填和焚烧，但在传统焚烧过程中，燃烧温度较低，对废弃物的燃烧不够充分，大量有害气体排放到空气中，对环境造成极大危害。而利用回转窑焚烧时，由于炉内高温作用，可对固体废弃物充分燃烧，使其完全分解。

传统焚烧处理方式还有一个弊端，就是在焚烧后产生的废渣还需进行二次处理和填埋。而使用回转窑处理时，高温可使其完全分解，其中的金属元素也可溶解于熟料中，避免了废弃物的二次处理，降低了人工成本，操作方便快捷。

2.2降低废气处理要求

固体废弃物燃烧可产生大量的有害气体，如二恶英、硫氧化物、氯化氢等。二恶英等有害气体对人体和环境有极大危害。利用回转窑处理固体废弃物时，由于窑内温度较常规焚烧炉高出数倍，高温作用下可彻底分解二恶英等有害物质，与传统焚烧炉相比，有害气体可在炉内停留较长时间。

以本公司回转窑为例，回转窑尺寸为φ4.8×72m，固体废弃物进入回转窑后行程较长，可实现完全分解。废气经窑头排入篦冷机后，由于篦冷机的快速冷却功能，可有效抑制二恶英等有害气体的二次生成。

传统焚烧炉密封效果差，燃烧不充分且漏气对环境造成污染，回转窑具有良好的密封性能，烧成系统更为稳定、高效。此外，回转窑内的碱性物质还可与燃烧废弃物产生的酸性气体中和，进而形成化学状态更为稳定的盐类，有效降低了有害气体的生成。

3结语

固体废弃物的传统处理方式较为简单，且对环境危害极大，利用回转窑处理方式对固体废弃物进行充分燃烧，可降低生产成本，提高资源利用率，减少有害气体的生成，具有广阔的应用前景。

［1］徐炎华.环境保护概论［M］.中国水利水电出版社，2009.

［2］杨惠儒.工业固体废弃物回收与资源再利用［M］.中国工业出版社，2010.

［3］鲍健强.循环经济概论［M］.科学出版社，2009.

［4］刘湘欣，文海初.使用水泥窑处理城市生活垃圾的探讨［J］.中国建材装备，2003（3）：47-50.

［5］朱天乐，唐萍.水泥回转窑处理固体废弃物的环境效应分析［J］.环境科学与技术，2007，30（4）：100-102，114.

李元超，1987年出生，内蒙古赤峰市人，本科，助理工程师。