“機械生物預處理+熱盤爐”協同處置生活垃圾在華潤水泥大獲成功
2016年6月28日,在廣西華潤紅水河水泥廠舉行了華潤環保工程(賓陽)有限公司協同處置城鄉生活垃圾項目的竣工驗收儀式。該項目利用紅水河廠2號窯(3700噸/天)協同處置原生垃圾300噸/天,投資主體是華潤水泥控股有限公司(以下簡稱華潤水泥),引進丹麥史密斯公司的熱盤爐及有關技術裝備,中建材(北京)環保工程發展有限公司(以下簡稱中環保)總承包項目建設。垃圾預處理系統的集成與設備采購由華潤水泥和中環保二家負責,熱盤爐與窯系統有關部分的設計計算和供貨由史密斯公司負責。在中丹三方的密切合作下,該項目建設期歷時11個月,于2015年12月8日開始調試運行,經過一個多月的調試,2016年1月中旬進入正常生產。在近半年的生產實踐中,該項目的垃圾預處理、熱盤爐與窯系統工藝順暢,持續正常運轉,生產平穩。通過專門機構的環境監測,所有環保排放指標均滿足項目設定的最嚴格的歐盟、日本及我國現行的各項有關環保排放標準的要求,完全達到預定目標,實現了水泥窯協同處置生活垃圾的新突破。這主要是源于項目規劃、設計與籌建全過程中, 在華潤水泥提出的“環境安全、生產可靠、技術先進”的指導準則下,高起點高標準嚴要求地推進各方面的工作,垃圾預處理與熱盤爐兩者相輔相成優勢互補,中丹三方共同努力精誠合作的碩果。
華潤集團董事長傅育寧(左三),華潤集團助理總經理、華潤水泥董事局主席周龍山(左一),中建材環保工程發展有限公司董事長泥衛東(右一),史密斯集團執行副總裁、全球水泥總裁麥樂平(左二),賓陽縣委副書記、副縣長、代理縣長穆賢清(右二)共同觸摸水晶球,標志項目正式竣工投入生產。
紅水河項目開辟了“機械生物預處理+熱盤爐焚燒”——“MB+HD, Mechanical Biology+Hotdisc”的全新技術路線。生活垃圾進廠經破(剪)碎、儲存、好氧發酵、擠壓脫水后經過計量調控由管型皮帶機喂入熱盤爐。整個垃圾預處理系統完全處于微負壓的密閉廠房內,臭氣引入窯頭篦冷機用作二次風,經燃燒后除臭。在廠房周圍人們感覺不到任何異味,空氣完全達到《惡臭污染物排放標準》GB14554-91中廠界一級標準要求, 參觀平臺和通道內達到日本標準要求。為了應對水泥窯的突然停窯事故(這種概率極小),本項目還設置了應急活性炭除臭系統,以備萬一之需,而且仍能達到同樣的除臭標準要求。
原生垃圾經破(剪)碎、好氧發酵和脫水產生的滲濾液,是高濃度的有機廢水。紅水河項目專門設計配置了滲濾液的收集、凈化系統,吸取德國先進技術,結合我國實際情況,集成創新了一套預處理、厭氧單元、MBR單元(硝化+反硝化+超濾)、深度處理單元(納濾+反滲透),以及污泥脫水裝備系統。滲濾液凈化處理后的出水水質達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB16889-2008中表二的限值。這些凈化水均循環用于水泥生產中,實現了廢水零排放。但就其水質而言,已可直接進入自然水體。在滲濾液凈化工序廠房旁的花草綠地中有一觀賞魚池,其中的養魚水就來自該凈化工序。滲濾液凈化過程產生的很少量殘渣和濃縮液則直接噴入窯頭焚燒處置。
截止6月底,該項目已實現進廠垃圾61000噸,入窯協同處理垃圾55000噸(含凈化處置滲濾液約4500噸)。原生垃圾進廠的水分45~55%,熱值1100~1200Kcal/kg。生產中熟料煤耗已經有所降低,隨看操作的熟練與提高,熟料煤耗正在逐步下降之中。具體數據待年度盤庫后即可得出。粗略估算,與該項目燒垃圾以前相比,每年將減排CO2約1.2萬噸;與原先的垃圾填埋方式相比,本項目每年協同處置城鄉生活垃圾11萬噸,每年可節約土地10畝,減排甲烷氣體870萬立方米(相當于13萬噸二氧化碳),還可避免填埋垃圾對土壌和地下水體形成污染的隱患。項目投產后對周邊居民生活沒有不利影響,不擾民,鄉鎮県市政府甚表歡迎。參訪考察垃圾預處理車間時可以分享到“一面觀察各種設備的操作運轉,一面聽音樂喝咖啡”的舒適場景。偶而,或許還會碰上紅水河廠方領導親自表演飲用滲濾液凈化水的“秀” 。應該強調指出,本人并不欣賞這類“秀”,希望媒體諸君不要熱衷于宣染其“秀”,探究其實實在在的社會效益、環境效益和經濟效益才是硬道理真功夫!
史密斯公司在中國投入使用的第一臺熱盤爐
熱盤爐是對垃圾進行干燥、點燃、焚燒的核心設備,該項目是丹麥史密斯公司熱盤爐在中國的首次應用,也是熱盤爐用于焚燒高水分、低熱值的中國城鄉生活垃圾的首次工業生產實踐。紅水河項目半年的生產實踐充分證明:1.熱盤爐與分解爐結合成一個整體,組成“在線式”廢棄物協同處置系統,垃圾燃燒產生的熱量100%用于熟料煅燒,整個系統沒有冷空氣注入,無需熱砂或熱油循環,沒有廢氣和殘渣外排,熱損失極少,因而其熱效率很高,對煤的替代率也高。2.熱盤爐對垃圾和各種廢料的適應能力很強,各種形態、大小、輕重、粗細、粘散、塊狀、膏狀、團狀、絮狀的可燃廢料均可單獨或混合地喂入熱盤爐內燃燒。運行可靠,便于調控。三道閥門的入料口為1200x1200毫米,整個廢輪胎有序喂入也不會堵塞,便于水泥廠今后擴展焚燒其它各種可燃廢棄物。3.熱盤爐的容積較大(75m3),對垃圾的焚燒能力強,潛力大,為今后的提產留有較大的余地。熱盤爐對分解爐內物料濃度場、物料與氣體的溫度場、料流與氣流的速度場、混合流體的阻力場的合理分布及其變化具有明顯的調配緩沖與穩定功能,使整個系統操作中抵抗料流和熱流沖擊的功能強,有利于水泥窯的高產穩產,以及熟料質量的穩定與提升。4.垃圾殘渣中的無機物成分(Fe、Si、Al、Ca等),用作生成熟料的原料,其余的重金屬元素則固化于熟料晶格中,杜絕了水泥混凝土在使用過程中的重金屬滲析,確保沒有二次污染。5.熱盤爐、分解爐和水泥窯組成一個穩定的1050~1500℃的高溫區域,物料和氣體在該區域中的停留時間很長(氣體6~15秒,物料5~20分鐘),垃圾或廢料燃燒過程中可能產生的任何揮發性有機劇毒污染物PCDD/PCDF均被消解殆盡,可以確保環境安全。其主要污染物的排放數據經專門機構檢測的結果是:二噁英0.001~0.0376 ng TEQ/m3,NOx 200~250 mg/m3,SO2 <180 mg/m3,完全符合歐盟以及我國《水泥窯協同處置固體廢棄物污染控制標準》GB30485-2013的要求。因為垃圾中含有氨,所以對NOx的排放具有一定的脫硝作用,使其達到250mg/m3以下,這是一項附帶的收益。
根據紅水河水泥廠原料、實物煤和垃圾的化學成分的配料計算結果得知,在水泥窯協同處置垃圾300噸/天的情況下,水泥生料中的堿氯硫含量均低于安全值,生產中預熱器及管道等處不會產生結皮堵塞;熟料中的氯含量也較低,其對鋼筋的腐蝕在允許值以下。因而水泥窯尾無需采用旁路放風設施來排除堿氯硫的循環富集。但是考慮到日后垃圾成分可能發生波動,尤其是今后水泥廠更可能將面臨擴展焚燒多種廢棄物之需,因而決定設計裝備了一套放風5%的旁路系統,基本上足以滿足多種燒廢情況的需求。現今,該項目在不采用旁路放風時,所生產熟料中的堿氯硫含量平均值分別為0.468%、0.014%和0.368%,完全在我們預計的范圍之內。
該項目之所以在當前并不須要采用旁路放風措施的情況下,卻設汁配備了這套系統,這充分體現了華潤水泥寬闊前瞻的眼光。參照國際經驗,水泥窯協同處置廢棄物顯然不局限于生活垃圾,我國還有許多工農業廢料廢渣廢油廢液或危廢有待妥善處置,熱盤爐在這方面正有其較大的優勢和潛力。即使當前紅水河廠正常生產時還用不著旁路放風,但當須要進行其他各種廢料拓展性工業試驗時,這套旁路放風裝置卻是必須具備的。所以它并不會閑置太久。
如果考慮再遠一點,那就是含有堿氯硫的旁路窯灰如何高效處置綜合利用問題。最近歐美已有兩項經濟效益較好的工業實踐成功的案例,可以將旁路窯灰轉化成鉀肥或化工原料氯化鈉,這對我國水泥行業是一個后示,值得關注。
紅水河項目順利運行半年以來的生產實踐表明,中丹三方共同開發的“機械生物預處理+熱盤爐焚燒”(“MB+HD”)水泥窯協同處置生活垃圾的全套技術解決方案,很好地實現了華潤水泥當初提出的“環境安全、生產可靠、技術先進”的目標。整個工程項目在高起點高標準的引導與激勵下,嚴格要求實干苦干,最終實現了新的突破,為我國水泥窯協同處置可燃廢棄物產業鏈的發展延伸創造了一個新的典范。
正如史密斯公司全球水泥業務總裁麥樂平先生在竣工驗收儀式上所說,“史密斯熱盤爐在全世界水泥廠的應用,自1997年至今已有20多臺,協同處置著十多種可燃廢棄物用作替代燃料。紅水河項目無疑是其中的佼佼者,應該感謝與我們共同努力開發創新的兩家中方合作伙伴--華潤水泥控股有限公司和中建材(北京)環保工程發展有限公司,特別是華潤水泥的精準選擇和高瞻遠矚,令人欽佩”。
編輯:武文博
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