[发明专利]一种兼顾脱硝的干法旋窑能源化处理城镇生活垃圾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理城镇生活垃圾的方法，尤其是涉及一种兼顾脱硝的干法旋窑能源化处理城镇生活垃圾的方法。

背景技术

随着城镇化的发展，我国城镇生活垃圾的发生量以9%以上的速度增长，人均日产生活垃圾约为1.10kg。

城镇生活垃圾成分可简单地分为无机物和有机物两大组分，无机物的化学成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁等，这些无机物不可燃，但仍可以有效利用；有机物成分主要是动植物残渣和塑料等，基本化学成分为碳氢化合物及含氮有机物，为可利用的可燃物。

生活垃圾直接堆放或简易填埋不仅向大气释放出了大量的有害气体，还含有致癌物和致畸物，在堆放过程中形成有机污染物、重金属和病原微生物三位一体的污染。

城镇生活垃圾是一个长期存在的污染源，未经处理或处理不善会造成严重的大气污染、地下水污染、土壤污染、土地被垃圾占用和自然景观被破坏等问题，并日趋严重地影响生物链及环境，危及人类和其它物种的生存。同时，城镇生活垃圾又是一种总量不断增长，可无限期开发利用的贮能资源。目前，全国每年城市生活垃圾贮能总量相当于2000万吨以上优质燃煤，而基本建设需求的水泥生产正在大量耗掉有限的煤炭、粘土资源。

目前，国内外开发利用城镇生活垃圾的技术有露天堆放与倾泄、卫生填埋与造气、堆肥、焚烧及焚烧发电、垃圾衍生燃料及利用水泥厂处理。

填埋处理工艺简单、成本低，其致命弱点就是场地处理和防渗施工要求高，产生的渗滤液容易对地下水造成长期严重的难以预料的污染，并随腐败过程释放出大量的NH₃、H₂S和HCl等有毒有害气体；填埋气热值偏低、净化过程也易产生二次污染。

堆肥处理，可利用腐殖物的肥效，但占地多，周期长，受环境温湿度影响大，放出大量有害气体，且堆肥质量差，重金属含量高，病源体微生物量大，污染农作物，进而进入人类的食物链，对人类健康造成危害。

垃圾焚烧处理投资大、效率低；垃圾焚烧发电，通常需要在垃圾中加燃煤，发电率仅10%～15%，无害化处理率低，很难达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》；且焚烧过程容易产生粉尘、有毒微量元素、高温氯腐蚀、有机剧毒有害物质（二恶英及NO_X、SO_X、HCl、HF等）及重金属污染等二次污染；而垃圾焚烧后排出的灰渣通常含有害金属（如汞、铅等），若处理不善，也会造成环境二次污染。

制成垃圾衍生燃料（RDF），首先必须对生活垃圾进行严格的分选，以去掉绝大部分不燃物，并需经干燥、粉碎成细粉，其分选、干燥、粉碎过程的能耗高；其次，还必须添加10%～40%的优质煤或焦油等，才能确保能稳定燃烧，同时焚烧过程中还存在二恶英污染、高温氯腐蚀和重金属污染等，其投资及运行成本高；再次，分选的废渣含腐败物的二次污染，仍须填埋，灰渣亦需妥善处理。我国城市生活垃圾热值较发达国家偏低，波动大，RDF技术的应用通常须加30%左右的优质煤，制造过程能耗大、二次污染更严重。

利用水泥厂处理：国内外技术大致可分为两大类，一类是将经预处理的生活垃圾混合物利用盘式炉或烘干筒加盘式炉焚烧，产生的废气通入现有干法旋窑分解炉或预热器，燃烧后的废渣另行处理；另一类是将经预处理的垃圾混合物采用专门设计的垃圾焚烧炉焚烧，废气自设处理系统，燃烧后的废渣用于水泥配料。而我国现有的利用水泥窑处理生活垃圾的技术在对预处理的生活垃圾（即经分选、破碎等预处理）进行燃烧炉处理时需加燃煤，即无论是采用盘式炉还是专门设计的垃圾焚烧炉必须在生活垃圾中加部分燃煤才能保证垃圾正常燃烧。

当前，国内外利用水泥窑处理生活垃圾的技术还存在以下缺点：一是投资过大，一套日处理仅约300吨的系统实际投资达1亿元以上；二是运营费用偏高。

中国专利200510031773.7公开了一种城市生活垃圾无害化能源化处理新方法及新用途；中国专利200610031296.9公开了一种利用水泥窑处理城市生活垃圾的新方法，两者虽均能应用于旋窑或立窑，但大规模应用于新型干法旋窑时，均面对如下状况：

其一，影响窑况的稳定性及产品质量，干法旋窑产能量高，且整个系统加入的都是粉料，无论在旋窑的哪个部位加入成型的块料都很麻烦，投加量略为大一点，极易影响窑况的稳定性及产品质量；

其二，成型料干燥难，处理量较大时，成型料的自然干燥变得很困难。

其三，处理成本高，添加的石灰、助烧剂、粘结剂等大幅地增加了处理成本，使水泥企业的经济性受影响。