浅谈城市生活垃圾在水泥生产中的应用

  一、前言

  城市生活垃圾主要是城市里的人们在平时的生产或生活过程中所产生的固体废物，这些固体废物应用到水泥的生产过程中，不仅能够有效的保护城市生态环境，同时还能减少对不可再生资源的消耗，实现社会和谐、稳定的发展。

  二、水泥生产过程中应用生活垃圾的重要意义

  在我国很多行业的生产建设以及人们的生活过程中都需要使用到水泥，而在生产水泥的过程中会消耗大量的能源，这在能源日益短缺的今天，减少对不可再生能源的使用是非常重要的。据统计，在我国每年所消耗的能源总量中，水泥生产过程所消耗的能源量占到了百分之七，而在生产过程中所使用的煤炭占到了全国煤炭总消费量的百分之十五，这一能源消耗量是非常大的。因此，在我国提出建设资源节约型、环境友好型社会的发展口号后，做好水泥行业的节能降耗工作是非常必要的。而将城市生活垃圾运用到水泥的生产过程中，正好能够减少对煤炭等不可再生资源的消耗，同时还对废物进行了很好的回收和利用。目前，我国城市年生活垃圾的总数在1.5亿吨左右，这么多的生活垃圾如果得不到妥善的处理，那么将会严重影响我国的生态环境，阻碍我国经济建设的健康发展。相关研究表明，将固体废弃物应用到水泥的生产过程中，所取得的效果是非常不错的。因为这1.5亿总量的生活垃圾，其回收利用价值到达了250亿。如果能够在水泥生产的过程中得到合理的利用，那么不仅将大大减少生活垃圾的处理成本以及其对生活环境所造成的危害，同时还能在很大程度上提高水泥生产企业的经济效益，可以说是一举多得。

  三、水泥窑处理生活垃圾技术

  1、利用水泥窑处置垃圾的原则

  虽然城市生活垃圾能够应用到水泥的生产过程中，但是为了确保水泥生产的质量以及城市生活垃圾能够得到有效的处理，还需要根据垃圾的具体形态、成分以及特性等特征来进行相应的处理，这样在保证水泥生产的正常稳定过程中，还能将生活垃圾进行彻底的清除，并不会有新的污染产生，从而在对生活垃圾进行合理回收利用的同时做好相应的环境保护工作。在生产水泥的过程中，应用生活垃圾的时候应该遵循以下原则：

  （1）在水泥生产的过程中应用生活垃圾，应该首先要确保水泥生产系统不会受到相应的干扰，确保其能够安全、稳定的运行，并且还需要保证水泥产品的生产质量。

  （2）将城市生活垃圾应用到水泥的生产过程中，需要确保在整个生产过程中生活垃圾的处理不会产生新的污染源（如一氧化碳、二氧化硫、重金属等），并且在应用完之后，还需要确保对其进行处理的时候不含相应的渗透污染物，从而更好的保护生态环境。

  （3）在生产水泥的过程中，对于生活垃圾的接收量需要根据实际的生产需要来确定，并且需要确保整个应用过程中企业能够获得相应的利益。

  （4）在应用生活垃圾生产水泥的整个过程，需要做好相应的记录工作，从而确保其具有可追溯性。与此同时，在水泥生产的过程中，对于那些固化的污染物，需要根据实际的情况来控制其浓度。最后，在启动和停窑等非稳态过程中，不能对城市生活垃圾进行擅自处置。

  2、水泥窑工作基本原理

  现阶段，在水泥生产中，主要采用新型干法水泥窑技术，所谓新型干法水泥生产技术是指以悬浮预热和窑外预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产的最新成果广泛地应用于水泥生产的全过程，形成一套具有现代高科技特征和符合优质、高产、节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法。这种水泥窑工作基本原理是：可以概括为生料制备、熟料煅烧、水泥制成这三个过程，不只是大家经常提到的“两磨一烧”三个工序。所以常见的生产工序主要包括如下内容：材料的选择以及入厂；材料的加工处理、预均化；原材料的配合；生料粉磨；生料调配、均化与储存；熟料煅烧；熟料、石膏、混合材料的储存与准备；熟料、石膏、混合材料的配合以及粉磨；水泥储存、包装、运输。采用这样方法进行垃圾处理的原因主要是由于水泥窑的固有特点，回转窑体较长，具备从 200 度到2000 度的多种环境，能够处理燃点不同的垃圾；气体最高温度达到1700 度，且在窑内停留6-10秒，可以较为彻底的消灭二噁英（要有效消解二噁英，必须在850 度以上的高温下停留2秒以上）；水泥窑中气体湍流度（雷诺氏指数）达到100000级别，燃烧充分，可预防新的二恶英的生成，从而起到保护环境的作用。

  3、垃圾焚烧工艺流程

  在水泥的生产过程中应用生活垃圾主要是对其进行焚烧处理，其主要流程如下：首先将运输进厂的生活垃圾储存在储存库里，然后需要对其进行细碎处理，处理完毕之后还需要将其投入到气化炉进行气化处理，气化处理之后的气体还需进入水泥工艺线的窑尾分解炉进行处理，最后所产生的可燃性气体能够代替水泥生产所需要的部分燃料。对于那些不可燃烧的固体，则应该将其置于水泥原料的场地作为生产水泥的原材料。在对生活垃圾进行焚烧的时候，不是将其直接投入到水泥窑内进行燃烧，而是需要建立专门的燃烧炉进行燃烧。在城市生活垃圾燃烧的过程中，不需要使用任何的燃烧材料来进行燃烧，只需要将其置于600℃的炉子里进行自燃即可。为了让可燃垃圾得到完全的气化，在其燃烧的过程中需要对其进行不断的翻滚处理，并将所有的水分进行烘干处理。等到可燃气体完全气化之后，需要将其打入到窑炉里，由于这些气体含有大量的热量，能够在很大程度上减少对水泥窑的能源消耗。对于这些气体中的有害物质，如二氧化硫、二噁英等有毒气体，在进入水泥生产线原有的碳酸钙高温分解炉内之后，会在850℃至900℃的环境中停留5秒，在此期间这些有毒气体会得到相应的变化，并被石灰石粉充分吸收实现酸碱中和，最终避免其对环境造成污染。

  4、水泥窑处置废弃物的优势

  将城市生活垃圾应用到水泥的生产过程中，利用水泥窑来处理废弃物优势为：其一，由于其处理温度高达1800℃甚至更高，使得很多的有毒有害物质能够进行完全的热解，从而以减少了其对环境造成的污染。其二，由于水泥回转窑筒体长，这样物料在窑中高温下停留时间就比较长，其中气体在窑内停留时间在8秒以上，这是是其他窑炉没有办法与其相比较的。其三，焚烧空间大，水泥窑既能对大量的废料进行处理，也能维持均匀的、稳定的燃烧气氛，从而有效满足燃烧空间紊乱度，确保完全燃烧。其四，水泥回转窑内呈碱性气氛，能够使燃烧后产生的酸性物质（如HCl、SO2和CO等）得到中和，同时还能使废料中的金属元素（包括重金属）固定在氧化物固体中，以减少对环境的危害。其五，水泥回转窑是负压状态运转，因此，烟气和粉尘很少外溢。其六，焚烧设备与部分尾气处理设备与水泥生产设备共用，比专业焚烧炉节省投资。

  四、结束语

  综上所述，在生产水泥的过程中会消耗大量的能源，如果将城市生活垃圾运用到水泥的生产过程中，固体废物中所具有的热量和物资不仅能够得到有效的利用，同时还能使水泥生产所消耗的能源以及所需要花费的成本变得更低。因此，作为相应的设计研究人员，需要重视这一方面的应用，并且不断的进行学习和总结，从而确保水泥行业在今后能够得到更好的发展。