水泥窯協(xié)同處理垃圾的市場(chǎng)前景分析

水泥窯協(xié)同處理垃圾的市場(chǎng)前景分析魏振興2013-3-28TOC\o"1-3"\h\u16308（一）技術(shù)背景 132287（二）總量分析 1295（三）影響因素 15799（四）競(jìng)爭(zhēng)形式 111789（五）發(fā)展預(yù)期 21308（六）典型項(xiàng)目:水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾 231063（七）技術(shù)簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)垃圾發(fā)電 331965（八）技術(shù)簡(jiǎn)介：水泥窯協(xié)同處廢技術(shù) 411350（九）技術(shù)簡(jiǎn)介：不需分揀垃圾的水泥窯協(xié)同處廢技術(shù) 48122（十）典型技術(shù):海螺-川崎CKK，詳細(xì)介紹 528754（十一）其它典型技術(shù) 711691（十二）建議策略要點(diǎn) 8技術(shù)背景2012年，我國(guó)城市生活垃圾日處理規(guī)模已達(dá)42萬(wàn)噸/天【1】。主要采用填埋處理，其次為堆肥和垃圾電站。填埋場(chǎng)地不足，隱患大。而焚燒方式由于二噁英的影響，社會(huì)壓力大，且熱效率低，成本也較高。結(jié)構(gòu)形式上，水泥窯協(xié)同處理垃圾的方法相當(dāng)于將垃圾電站搬進(jìn)水泥廠，或者相當(dāng)于水泥廠建立了一個(gè)燒垃圾的補(bǔ)燃式余熱電站。這兩套工藝結(jié)合，運(yùn)行上提高了熱效率，降低了煤耗；建設(shè)上省卻了造價(jià)昂貴的脫硫脫硝裝置；環(huán)保上不再排放二噁英、有毒飛灰和灰渣；其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯，因此正在得到快速推廣?？偭糠治鋈绻渲?0%（或100%）的處理方式由填埋/焚燒改為水泥窯協(xié)同處理，按每條水泥線600噸/天（或300噸/天）的處理能力來(lái)算，預(yù)計(jì)可新建項(xiàng)目估計(jì)為350~1400個(gè)。按照水泥線的處理能力，全國(guó)1600條水泥熟料線，400萬(wàn)噸/天的產(chǎn)量，按每1噸熟料最大可處理垃圾0.2噸，最多每天可處理80萬(wàn)噸垃圾。參考?xì)W美等國(guó)的情況，只需要1/3的熟料線即可，即最小建設(shè)數(shù)量為1600*1/3≈533個(gè)。按照全國(guó)660個(gè)城市的數(shù)量規(guī)模，按每個(gè)城市配套一個(gè)項(xiàng)目，無(wú)競(jìng)爭(zhēng)情況，預(yù)計(jì)600個(gè)項(xiàng)目。保守估計(jì)市場(chǎng)總量為600個(gè)項(xiàng)目，數(shù)量少于水泥余熱發(fā)電（全國(guó)約1000個(gè)），與鋼鐵高爐數(shù)量相當(dāng)（全國(guó)約500個(gè)），遠(yuǎn)多于玻璃余熱發(fā)電（全國(guó)約100個(gè)）。按每項(xiàng)目投資5000萬(wàn)，市場(chǎng)容量為300億，是一個(gè)不可忽視的市場(chǎng)。影響因素填埋和焚燒均有較嚴(yán)重的占地和污染問(wèn)題，日益受到社會(huì)的壓力。垃圾電站的上網(wǎng)電價(jià)由發(fā)改委確定，而垃圾處理費(fèi)用由當(dāng)?shù)卣疀Q定。不需另建處理廠，且處理成本低于填埋（35元/噸），地方政府易承受。作為替代能源（及物料），隨著煤價(jià)不斷提高，水泥廠的收益提高。水泥利用垃圾焚燒的熱能利用率比垃圾焚燒發(fā)電至少高出50%以上?！?】投資水泥廠處理城市生活垃圾比投資垃圾發(fā)電廠年產(chǎn)值高出7.7倍?！?】競(jìng)爭(zhēng)形式中材、中信、海螺等企業(yè)，擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但各自的技術(shù)路線不完全相同（見(jiàn)后附資料）。從2007年開(kāi)始推廣，從2010年開(kāi)始，進(jìn)展明顯加快，在河南、湖北、貴州等地漸成規(guī)模（見(jiàn)后附資料），已建和在建項(xiàng)目約20個(gè)。發(fā)展預(yù)期城市，垃圾的產(chǎn)量日益增長(zhǎng)（過(guò)去5年的年增長(zhǎng)率為6%），填埋場(chǎng)地的不斷減少，垃圾中的可燃成分比例不斷提高。除了少數(shù)地廣人稀的地區(qū)，絕大部分城市將選擇此方式對(duì)垃圾進(jìn)行無(wú)害化處理。水泥廠，在生產(chǎn)建材的同時(shí)，提供市政服務(wù)獲取收益，提高經(jīng)濟(jì)效益，穩(wěn)固區(qū)域市場(chǎng)地位，獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)（限于市場(chǎng)容量，只有部分水泥廠可建此類(lèi)項(xiàng)目）。引用【1】中國(guó)城市建設(shè)研究院院長(zhǎng)徐文龍，2013年1月11日，第六屆固廢戰(zhàn)略論壇【2】河南中材水泥裝備公司，天臺(tái)水泥廠測(cè)試運(yùn)行報(bào)告【3】河南中材水泥裝備公司，天臺(tái)水泥廠測(cè)試運(yùn)行報(bào)告典型項(xiàng)目:水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾中材集團(tuán)摩洛哥水泥項(xiàng)目，由中材建設(shè)有限公司總承包，HOLCIM集團(tuán)摩洛哥SETTAT日產(chǎn)4000噸水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目，2008年6月竣工。江蘇溧陽(yáng)項(xiàng)目，2011年10月簽約，2012年2月公示，中材與新疆天山水泥共同投資。5000噸新型干法水泥，設(shè)計(jì)日處理垃圾300噸。投資7000萬(wàn)。廣州越堡水泥，海德堡技術(shù)，中材EPC項(xiàng)目。新疆達(dá)坂城項(xiàng)目，2011年3月開(kāi)始設(shè)計(jì)。日處理城市污泥600噸。中信重工河南洛陽(yáng)黃河同力項(xiàng)目，2011年3月開(kāi)工，2012年4月投產(chǎn)。5000噸熟料生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)日處理垃圾量可達(dá)500噸，每天可以節(jié)約用煤量48噸（5%），為水泥廠節(jié)約礦石65噸?？商幚砺尻?yáng)市一半的垃圾。另外河南投資集團(tuán)與中信簽約，共7個(gè)同類(lèi)總包項(xiàng)目。華新水泥湖北武穴華新項(xiàng)目，2010年1月簽約，已投產(chǎn)。每噸垃圾的處理成本為60元。河南信陽(yáng)華新項(xiàng)目，2012年10月開(kāi)工。4500噸熟料生產(chǎn)線，日處理800噸，總投資1億?？商幚硇抨?yáng)的全部生活垃圾。湖南華新冷水江項(xiàng)目，2012年12月點(diǎn)火。4500噸熟料生產(chǎn)線。（新生產(chǎn)線，垃圾處理部分正在建設(shè)）。湖北東風(fēng)十堰項(xiàng)目，2013年3月簽約。華新與東風(fēng)集團(tuán)合作，BOO形式，期投資1.5億元，日處理800~1000噸。海螺川崎安徽銅陵海螺項(xiàng)目，2010年4月投產(chǎn)。總投資2.47億元，5000t/d生產(chǎn)線，每天可以焚燒300噸城市生活垃。總規(guī)模為2×300t/d，年處理生活垃圾總量為19.8萬(wàn)噸。垃圾焚燒后的煤氣產(chǎn)品可折抵1.82萬(wàn)噸原煤。（中材南京院參與設(shè)計(jì)）貴州盤(pán)江海螺項(xiàng)目，2011年8月簽約。浙江建德海螺其它湖南成美建材項(xiàng)目，2012年10月開(kāi)工。業(yè)主自籌資金6.2億元，在現(xiàn)有場(chǎng)地投資興建一條日協(xié)同處置城市生活垃圾600t、日產(chǎn)4500t/d熟料、配套9MW余熱發(fā)電新型干法水泥生產(chǎn)線。（拆舊建新）備注：除以上單位之外，合肥水泥院、洛陽(yáng)水泥院等也有此領(lǐng)域工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)能力。技術(shù)簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)垃圾發(fā)電垃圾清運(yùn)車(chē)卸貨，垃圾沉淀池（5~7天），發(fā)酵產(chǎn)生沼氣（配套沼氣發(fā)電機(jī)），同時(shí)排出垃圾中所含的滲瀝液。使用爐膛耐受溫度達(dá)1000℃的焚燒爐，生產(chǎn)溫度850℃，使二惡英完全焚燒和分解。利用大風(fēng)扇給氣體降溫，降低氮氧化物和硫化物的排放量。這種“空冷”技術(shù)比起常規(guī)的“水冷”降溫法，可以節(jié)水80%左右。缺點(diǎn)：垃圾需要預(yù)處理，含水多，熱值低。為避免生成二噁英，需高溫焚燒。需脫硫脫硝，造價(jià)昂貴。生成的有害粉塵需另行處理，廢渣需另行處理。技術(shù)簡(jiǎn)介：水泥窯協(xié)同處廢技術(shù)技術(shù)背景垃圾焚燒的有害粉塵和廢渣，只能作為有害垃圾進(jìn)行特殊處理。同時(shí)，垃圾燃燒易產(chǎn)生二噁英，是極其危險(xiǎn)的致癌物。這些不利因素，導(dǎo)致多處垃圾電站工程受到群眾抵制，甚至引發(fā)群體性事件。技術(shù)簡(jiǎn)介水泥窯協(xié)同處置生活垃圾、固體廢物，是先進(jìn)國(guó)家的成熟技術(shù)。其核心是垃圾、廢物的預(yù)處理，分為可燃成分和灰渣材料，用于水泥生產(chǎn)，基本不產(chǎn)生廢棄物，也不產(chǎn)生二噁英。這種方法適用于：垃圾焚燒廠焚燒生活垃圾時(shí)產(chǎn)生的灰渣、飛灰等廢物（爐渣進(jìn)生料磨、飛灰處理后進(jìn)噴煤管）；污水處理廠的淤泥（在分解爐內(nèi)燃燒）；分揀后制成衍生燃料（RDF）成品的生活垃圾，作為替代燃料（進(jìn)噴煤管）。缺點(diǎn)：要求垃圾形態(tài)較為單一，需要較大的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)處理、分揀。案例：北京金隅琉璃河水泥——處理工業(yè)廢棄物、淤泥、垃圾電站的廢棄物廣州市越堡水泥——處理淤泥日本伊吹水泥廠——廢舊輪胎、淤泥、有機(jī)溶液溧陽(yáng)天山水泥（中材節(jié)能）——生活垃圾（分揀）華新武穴水泥——生活垃圾（分揀并有微生物發(fā)酵）技術(shù)簡(jiǎn)介：不需分揀垃圾的水泥窯協(xié)同處廢技術(shù)技術(shù)背景國(guó)內(nèi)的生活垃圾大多數(shù)都沒(méi)有合理分揀，直接用分解爐和回轉(zhuǎn)窯處理垃圾，難度較大。目前多為使用外置的焚燒爐。技術(shù)簡(jiǎn)介國(guó)內(nèi)各單位開(kāi)發(fā)的實(shí)用技術(shù)，核心是在依托生產(chǎn)線，配置焚燒爐。流程如下：典型技術(shù)特點(diǎn)包括：垃圾經(jīng)簡(jiǎn)單處理（均化、粉碎）后，進(jìn)入焚燒爐；焚燒爐引入熱風(fēng)（三次風(fēng)管或窯頭）助燃；焚燒爐煙氣進(jìn)入窯尾最終排出，利用分解窯內(nèi)環(huán)境實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝、并消滅二噁英；爐渣進(jìn)入水泥熟料，作為輔料（類(lèi)似粉煤灰），不影響水泥質(zhì)量；焚燒爐的形態(tài)各異，并有輔助系統(tǒng)。典型技術(shù):海螺-川崎CKK，詳細(xì)介紹技術(shù)概況海螺川崎的CKK技術(shù)，是將垃圾氣化成可燃?xì)怏w，將此氣體引入新型干法水泥窯系統(tǒng)的分解爐中燃燒。該系統(tǒng)由前處理及供料、垃圾焚燒、灰渣處理、污水處理、除氯等部分組成，其主要工藝設(shè)備為流化床式氣化爐、回轉(zhuǎn)剪切式破碎機(jī)、全自動(dòng)雙梁橋式行車(chē)等。技術(shù)簡(jiǎn)介CKK系統(tǒng)是利用水泥工業(yè)新型干法窯系統(tǒng)處理城市生活垃圾，對(duì)垃圾焚燒產(chǎn)生的廢氣、灰渣及滲濾液進(jìn)行無(wú)害化處理及有效利用的一種新技術(shù)。它結(jié)合了垃圾焚燒技術(shù)與水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)，即由水泥窯燒成系統(tǒng)（生料預(yù)熱、分解系統(tǒng)）代替垃圾處理工藝的尾氣凈化系統(tǒng)，徹底處理二惡英等有害物質(zhì)，降低投資成本。CKK系統(tǒng)主要包括前處理及供料、垃圾氣化、灰渣處理、污水處理、除氯系統(tǒng)等組成：處理及供料系統(tǒng)生活垃圾用密封運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送進(jìn)廠，稱(chēng)重后從卸料大廳卸入垃圾坑，通過(guò)破碎、攪拌進(jìn)行均化。卸料大廳、垃圾坑采用全密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)風(fēng)機(jī)保持負(fù)壓，將臭氣送入氣化爐內(nèi)焚燒（注：此處說(shuō)法在流程圖未體現(xiàn)）。垃圾氣化系統(tǒng)垃圾喂入氣化爐內(nèi)與流化砂混和、沸騰，部分垃圾燃燒產(chǎn)生熱量保持流化砂的溫度500-550℃，另一部分垃圾氣化，生成可燃?xì)怏w送到水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步燃燒，徹底分解有害物質(zhì)。氣化爐氣化垃圾產(chǎn)生的煙氣通過(guò)管道送入水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)一步焚燒分解有害物質(zhì)。煙氣中二惡英等有害物質(zhì)在分解爐高溫、足夠的停留時(shí)間及堿性物料環(huán)境中分解、固化，達(dá)到徹底無(wú)害化的目的。核心裝備氣化爐具有如下特點(diǎn)及效果：采用氣化方式，低空氣比運(yùn)行，廢氣量小，對(duì)水泥窯運(yùn)行的影響小采用散氣管方式，爐內(nèi)不可燃物易排出；爐床面積小，裝備小型化；排出的爐渣經(jīng)分選再利用。3、灰渣處理系統(tǒng)

氣化爐內(nèi)垃圾的不燃物灰渣從爐底排出，采用水冷設(shè)備將溫度從500℃降到300℃以下（注：此處說(shuō)法在流程圖未體現(xiàn)），分離出鐵、鋁金屬后，最終剩下的塊狀灰渣用作生料。4、污水處理系統(tǒng)垃圾坑滲出的垃圾污水經(jīng)過(guò)濾后，送到氣化爐內(nèi)高溫氧化（注：此處說(shuō)法在流程圖未體現(xiàn)），完全分解有機(jī)成分，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。5、除氯系統(tǒng)在垃圾氣化過(guò)程中生成的二惡英，在水泥窯分解爐內(nèi)進(jìn)行有效分解。二惡英分解后的氯離子在預(yù)熱器內(nèi)被水泥生料充分吸收，形成穩(wěn)定的2CaO·Si02·CaCl2進(jìn)入窯內(nèi)煅燒。在水泥窯窯尾煙室處設(shè)置除氯系統(tǒng)（注：此處說(shuō)法在流程圖未體現(xiàn)，實(shí)質(zhì)為旁路放風(fēng)），抽取部分含氯粉塵氣體．通過(guò)冷卻系統(tǒng)急冷后用收塵設(shè)備回收粉塵，減小對(duì)水泥窯運(yùn)行及產(chǎn)品質(zhì)量的影響優(yōu)點(diǎn).CKK系統(tǒng)采用氣化爐技術(shù)，能有效燃燒、氣化低熱值生活垃圾，焚燒時(shí)產(chǎn)生的可燃性氣體及有害物質(zhì)利用水泥窯、爐系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)焚燒、分解及吸收，處理程序簡(jiǎn)潔，無(wú)需建設(shè)尾氣凈化系統(tǒng)。相比其他垃圾處理方式，節(jié)能減排效果好，屬典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。該系統(tǒng)還有如下顯著特點(diǎn)。對(duì)垃圾適應(yīng)性好。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一系列破碎、均化、計(jì)量、喂入設(shè)備，城市生活垃圾不需篩選、分揀，對(duì)生活垃圾的適應(yīng)性很強(qiáng)。資源化程度高，節(jié)能減排效果好。垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量可替代部分水泥窯燃料，減少燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放；相比填埋處理方式，避免了甲烷和二氧化碳排放問(wèn)題；爐渣可替代部分水泥原料，游離態(tài)鐵、鋁等金屬可分別回收，資源化程度高。處理流程簡(jiǎn)潔。利用水泥窯優(yōu)勢(shì)，不需要設(shè)置尾氣凈化系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了處理流程，且已基本實(shí)現(xiàn)裝備國(guó)產(chǎn)化。采用氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了與水泥工藝的有機(jī)結(jié)合。針對(duì)中國(guó)生活垃圾現(xiàn)狀，采用氣化爐技術(shù)，氣化時(shí)空氣消耗量小，產(chǎn)生廢氣量少，對(duì)水泥生產(chǎn)影響小，能源利用率高。（注：所謂氣化即不完全燃燒）不產(chǎn)生二噁英。水泥窯系統(tǒng)的分解爐內(nèi)溫度高（900-1100℃左右），垃圾氣體燃燒時(shí)間充足（7秒以上），氣化爐中產(chǎn)生的二噁英在分解爐中能夠完全分解，再與高溫、高細(xì)度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的水泥堿性物料充分接觸，有利于吸收氯離子，控制氯源，避免二噁英類(lèi)物質(zhì)的二次生成。防止惡臭擴(kuò)散。垃圾坑和處理廠房采用全密封結(jié)構(gòu)，且用通風(fēng)機(jī)將垃圾坑內(nèi)產(chǎn)生的臭氣抽出送入氣化爐內(nèi)燃燒，使垃圾坑處于負(fù)壓狀態(tài)，避免了垃圾惡臭的擴(kuò)散。另外，還配置了除臭機(jī)，當(dāng)氣化爐停機(jī)時(shí)，將垃圾坑內(nèi)臭氣抽出凈化后排出，防止垃圾惡臭外逸。無(wú)害化處理污水。垃圾坑滲出的垃圾污水主要成份是有機(jī)物，具有不耐熱的特性，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后送入貯存槽，采用專(zhuān)用泵噴射到氣化爐內(nèi)（夏天污水量大時(shí)，噴到分解爐），進(jìn)行高溫氧化處理，完全分解有機(jī)成分，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。重金屬得到固化。垃圾中的重金屬焚燒后進(jìn)入水泥熟料礦物中，以穩(wěn)定的化合態(tài)形式與水泥熟料形成混和結(jié)晶體，實(shí)現(xiàn)安定化。其它典型技術(shù)合肥院的技術(shù)路線是在水泥回轉(zhuǎn)窯旁并行于三次風(fēng)管設(shè)置回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐，以冷卻水泥熟料的熱風(fēng)作為焚燒爐內(nèi)的燃燒空氣，焚燒后的煙氣回到三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐。焚燒爐熱風(fēng)走向與垃圾物料走向相同。垃圾儲(chǔ)池所產(chǎn)生的滲濾液、以及部分儲(chǔ)池臭氣噴入三次風(fēng)管。截止2012年已完成上海海豹集團(tuán)、浙江江山何家山水泥公司、四平紅嘴水泥公司等四個(gè)項(xiàng)目的可行性研究和山東寶山生態(tài)建材公司、浙江三獅楓洋公司等三個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目建議書(shū)。中信重工的焚燒爐為L(zhǎng)型，包括懸浮和回轉(zhuǎn)兩部分，同樣以三次風(fēng)加熱，煙氣和灰渣直接進(jìn)入分解爐。海強(qiáng)水泥在水泥回轉(zhuǎn)窯的燃燒段之外，配置一個(gè)滾筒式烘干裝置，利用熱風(fēng)和輻射熱來(lái)烘干垃圾，然后用焚燒爐燃燒處理。烘干和垃圾焚燒后的煙氣進(jìn)三次風(fēng)管，殘?jiān)M(jìn)熟料，滲濾液噴入分解爐。建議策略要點(diǎn)由以上信息可知，此市場(chǎng)的技術(shù)壁壘較低，經(jīng)濟(jì)上有效益，我司可利用在水泥行業(yè)的積累，在價(jià)格、技術(shù)激烈競(jìng)爭(zhēng)之前尋找契機(jī)進(jìn)入。生產(chǎn)技術(shù)層面通過(guò)焚燒，垃圾減量化。以處理城市生活垃圾為主，熱值盡量高。對(duì)渣土、含氯廢棄物（PVC管材等）、濕垃圾，控制在較低比例，防止影響生產(chǎn)。氣化焚燒爐暫不設(shè)置換熱系統(tǒng)，以窯尾鍋爐為提高發(fā)電量途徑。鍋爐可為流化床形式。包括進(jìn)料、排渣系統(tǒng)，由鍋爐廠設(shè)計(jì)?；以M量作物輔料固化到水泥產(chǎn)品里。與市政部門(mén)溝通，超出處理能力的灰渣，需填埋。污水用潛污