利用水泥窑协同处置城市生活垃圾项目
发布日期：2012-04-11
海林市海强水泥实业有限公司始建于1968年，位于海林市海林镇北九公里处。公司前身为海林水泥厂，由于多方面原因，1995年企业面临破产。1995年11月，企业经过破产重组，成立海林市水泥有限责任公司，将国有企业转制为股份合作制企业，2006年更名为海林市海强水泥实业有限公司，该公司所使用的生产原料约有一半为工业固体废物，是典型的采用循环经济的生产和发展模式以生产水泥为主的股份制企业。
公司占地面积11.5万平方米，建筑面积3万平方米，固定资产8500万元。公司现有职工299人，专业技术人员86人。公司主要产品为P.O42.5普通硅酸盐水泥和复合水泥。“海强”牌水泥先后被评为牡丹江市名牌、牡丹江市知名商标、黑龙江省名牌产品。企业连续多年被牡丹江市人民政府授予“先进企业”荣誉称号、荣获牡丹江市“重合同、守信用单位”。公司已通过ISO9001质量体系认证，产品已经中国财产保险公司质量保险。
公司坚持循环经济的发展观，以利用固体废物为原料生产水泥为课题，长期与哈工大、八一农垦大学等科研院所合作进行固体废物综合利用项目的研发。公司在成功的利用磷石膏、电石渣、硫酸渣、炉渣、粉煤灰等10余种工业固体废弃物作为水泥生产掺配料的基础上，又与哈工大合作，研发了“生活垃圾资源化利用”的高新技术。此技术的研发，不仅极大地减轻了废弃物给本地区造成的污染，而且节省了大量污染物治理费用和自然资源，目前公司水泥生产能力为30万吨，位居牡丹江地区同行业第二位，成为地方财政支柱企业。
2007年，公司被哈尔滨工业大学确定为“清洁能源与生产”示范基地，被黑龙江省建材行业协会定为“循环经济试点单位”，并被国家环保总局定为“全国百家绿色企业宣言”发起单位。2008年，公司被中国中小企业协会、中国创新成果鉴定工作委员会评为“最具节能减排成效企业”。
三、创新成果概要：
现阶段我国城市垃圾分类率低、热值低、水分含量高，用传统的焚烧方式处理生活垃圾，设备复杂、价格昂贵、运行成本高且容易造成二次污染。
本成果克服了现有焚烧技术的缺点，提供一种改进的垃圾处理方法，其目的是采用循环经济的发展模式，利用先进的技术、设备和工艺，达到节能降耗、减排降污的效果。本方法具有垃圾处理量大、无害化彻底、固废利用率高、性能稳定等特点，利用本方法可显著降低设备的复杂程度、降低运行成本，避免造成二次污染。
四、成果实施背景
在我国能源短缺和鼓励节能减排、走循环经济发展道路的大背景下，海强公司在综合利用磷石膏、炉渣、粉煤灰、煤矸石等10余种工业固体废弃物基础上，又专门成立研究机构，并与哈工大合作，进行了生活垃圾在水泥生产过程中资源化利用的研究与开发。为将生活垃圾作为水泥生产的替代燃料和补充能源，公司自行研制了焚烧炉，并发明了垃圾处理的新方法。在焚烧垃圾同时，回收利用热能烘干生料磨中的物料，既提高磨机的台时产量，又解决了烟尘排放造成的二次污染问题，既净化了城市环境，又节省了能源，降低了成本，实现了变废为宝、化害为利的环保工业目标。此项目投产后，不仅为海林及周边城市的环境建设做出了贡献，而且为全国相关企业处理城市生活垃圾提供了示范与拉动作用，对于发展循环经济，实现水泥工业可持续发展具有重要意义。
五、成果内涵
城市生活垃圾资源化利用技术，是公司与哈工大共同研发的将生活垃圾焚烧与水泥生产巧妙结合的高新科研技术，（已获得8项国家专利），属国内首创，填补国内垃圾焚烧领域的空白。本项成果技术优势主要体现在：
（1）垃圾焚烧产生的余热用于水泥生料干燥，既利用了废热，又节省了水泥生料干燥所需要的燃料。
（2）高温焚烧气在干燥水泥生料的过程中，借助物料的物理吸附以及物料与烟气之间的化学作用，使烟气中某些污染物得到一定程
度的净化。
（3）可以直接利用水泥生产过程中除尘装置收集烟气中的颗粒物，不需要另设除尘装置。
（4）将焙烧水泥物料的立窑作为垃圾焚烧的二次燃烧室，吸附在生料上的还原性污染物和燃烧气中所含的有机污染物在立窑中经过二次燃烧，可以得到彻底氧化。
（5）利用立窑中焙烧物料层物理吸附和化学反应对污染物进行进一步的控制。
（6）垃圾焚烧产生的灰渣可以用作水泥生产原料，实现垃圾最大程度资源化。
（7）将垃圾焚烧与水泥生产有机结合，不但充分利用了热能，而且妥善的将垃圾沥液进行了无害化处理，实现了垃圾处理过程废物的零排放。
六、创新成果的具体做法
海林市区共有人口10万人，仅居民生活垃圾而言，市区每天就会产生4.3万吨，目前这些生活垃圾处理只能依靠简单的填埋方式进行处理。这种方式不仅占用了大量的土地，而且造成大气、土壤和地下水体的污染，给周边环境带来极大危害。为彻底解决生活垃圾污染问题，海强公司充分发挥水泥工业处理固体废弃物的优势，与哈工大合作，发明了“利用风扫磨处理城市垃圾焚烧净化装置”（已获国家专利）。为了提高焚烧的热效率，公司从源头进行分类，由物业人员向住户免费发放红、绿两种不同颜色包装袋，让居民将“可燃垃圾”和“不可燃垃圾”分别装袋，而后由垃圾挤压车统一收集转运至厂内垃圾贮库。为实现预计焚烧效果，公司自行研制了“生活垃圾脱水挤压机”和“滚动烘干仓”，分类回收后的垃圾经二次挤压、烘干后，掺入少量燃煤，经由垃圾输送装置送入垃圾焚烧炉焚烧。垃圾焚烧产生的高温烟气进入生物料粉磨系统以干燥物料，烟气与物料在充分接触的同时，借助磨内石灰石、无烟煤、沸石等物料所含的氧化钙、活性碳等成分对烟气中的有毒有害气体进行物理、化学吸附，使烟气中污染物得到一定的净化。为防止有害气体排出，由生料磨尾排出的烟尘经旋风、静电和布袋除尘器除尘后，由高压风机通过排烟管道由炉底送入立式焙烧炉，在立式焙烧炉1400℃的高温段，有害气体可以彻底的被氧化和消除，焚烧烟气经布袋除尘后，由烟囱排入大气。经中科院化物所检测，烟气中不含二恶英，各项指标符合国家标准。此技术的研发，不但使产品成本大大降低，为企业发展打下良好基础，而且每年可节约大量土地，减少环境污染，特别是在能源短缺的今天，资源化利用垃圾焚烧产生热能及灰渣，为我省乃至全国的城市垃圾处理开创了一条可行之路，将为我国节能减排起到巨大的推动作用。
七、经济效益及社会效益
（一）、经济效益
1、窑尾余热利用节能
由于生活垃圾含水量较高，要使垃圾维持燃烧，就必须将其烘干，使其具备发生燃烧反应所必需的活化能。为提高垃圾的热效率，生活垃圾在焚烧前先进行脱水挤压，去除垃圾中所含的水分，而后送入烘干仓。为节省干燥垃圾的燃煤，公司将焙烧窑尾余热通过管道引入烘干仓，利用其热能替代燃煤干燥垃圾。据估算，利用此技术烘干垃圾每年可节约标煤3100吨。
2、焚烧生活垃圾节能
烘干后的生活垃圾经自动给料装置送入焚烧炉焚烧，利用垃圾焚烧产生的热能代替原煤干燥水泥生料磨内的物料。利用此技术不但大大节省了燃煤，还可提高生料磨20%的台时产量，按年焚烧2万吨生活垃圾计算，则每年可节约标煤5000吨。另外，生活垃圾焚烧热能除干燥物料外，剩余部分热能代替锅炉为厂区供暖，每年可节约标煤300吨。
3、利用新技术、新工艺节能
本项目利用煤碳改性脱硫技术，在设备上安装煤碳改性装置，燃煤中掺加“煤炭改性剂”，可节煤10%，脱硫50%—60%，利用此技术每年节约标煤2800吨。此外，在改进工艺配料技术后，无烟煤的掺加量由原来的12%下降为11%，按目前生产能力计算，每年可节约标煤6400吨。
4、利用新技术、新设备节电
本企业在节电方面做了大量工作。在焚烧炉、焙烧窑、球磨机、球破机、烘干仓、高效选粉机等主要设备上，均采用先进的软启动、变频调速、无功补偿器、自动控制及监测系统多项节能设备，提高各主机台时产量，降低电耗，使单位产量节电达到4WK∕H ，利用这些节能措施，公司每年可节电135万度。
（二）、社会效益
1、本项目的建成将解决海林市部分生活垃圾处理的问题，实现生活垃圾的无害化和资源化，该项目对创建卫生城市、改善城市环境起到积极作用。
2、本项目的应用，可节约因填埋而占用的大量耕地，为国家节约大量能源，减少生活垃圾带来的环境污染，是一项利国利民的环保工程。
3、本技术的研发，为全国中小城市生活垃圾无害化处理提供示范，为我国节能减排起到巨大的推动作用。
八、持续改进措施
1、继续与科研院所、高等院校合作，进一步拓宽领域，深入探讨利用城市垃圾及工业废渣生产新型建材、生物有机肥等新型产品结构体系。
2、根据水泥工艺现有条件，摸索经验积累数据，全面完善微机计量、在线监测及远程自动控制系统，提高固废的综合利用率。
3、制定并完善垃圾分类回收、中转运输、焚烧处理等可操作的文字、文本，并尽快使之程序化、模式化，为项目推广奠定基础。
4、加大环保设施的投入，在节能减排的同时，搞好厂区的绿化、美化工作，推动“海强”再上一个新台阶，把企业建设成为园林化生态工厂。
