水泥窯處置廢棄物技術(shù)及裝備

循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式下水泥行業(yè)利用廢棄物的技術(shù)分析---水泥窯處置廢棄物技術(shù)及裝備

天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院

2006-10-22

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是對(duì)物質(zhì)閉環(huán)流動(dòng)型經(jīng)濟(jì)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是以物質(zhì)、能量梯次和閉路循環(huán)使用為特征減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循環(huán)(Recycle)，簡(jiǎn)稱(chēng)3R原則是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際操作原則。循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系就是將環(huán)境與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來(lái)，主要包括四個(gè)方面：一是資源和能源使用效率最大化；二是通過(guò)工業(yè)企業(yè)、消費(fèi)者和政府共同努力使社會(huì)整體利潤(rùn)最大化；三是建立一種新的循環(huán)工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)；四是優(yōu)先發(fā)展與環(huán)境相關(guān)的工業(yè)。對(duì)廢棄物的綜合治理利用是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要方面。水泥行業(yè)在自身并不能形成主要原材料的大的循環(huán)量，相反，借助替代原燃料的規(guī)模化應(yīng)用卻可以消納其他行業(yè)形成的廢棄物，形成社會(huì)體系的大循環(huán)。水泥窯處置廢棄物的優(yōu)越性水泥窯處置廢棄物有眾多的優(yōu)越性，最顯著的優(yōu)勢(shì)

1）高溫環(huán)境焚燒廢棄物徹底性

2）廢棄物焚燒與水泥生產(chǎn)共容在同一套裝置進(jìn)行，比專(zhuān)業(yè)焚燒爐節(jié)省投資

3）廢棄物資源化利用的條件優(yōu)越水泥窯處置廢棄物或多或少都會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響作為水泥生產(chǎn)企業(yè)，廢棄物的處置必須以不影響水泥產(chǎn)品、環(huán)境質(zhì)量為宗旨。下面就工業(yè)廢棄物、污泥、生活垃圾的處置技術(shù)及裝備分別簡(jiǎn)述一、工業(yè)廢棄物規(guī)?；奶幚砉I(yè)廢棄物的種類(lèi)很多,成份形態(tài)多樣北水日產(chǎn)3000噸生產(chǎn)線(xiàn)年處理十萬(wàn)噸廢棄物示范線(xiàn)的處置的包容性很強(qiáng)北水特點(diǎn):規(guī)范化的預(yù)處理----確保廢棄物進(jìn)入窯系統(tǒng)的穩(wěn)定不同性狀的廢棄物在燒成系統(tǒng)最適宜部位的處置當(dāng)然這些都是以達(dá)標(biāo)環(huán)保指標(biāo)的及產(chǎn)品質(zhì)量為大前提的。示范線(xiàn)工程成功投運(yùn)，在設(shè)計(jì)上、運(yùn)行上積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，這些都為后續(xù)工程建設(shè)奠定基礎(chǔ).固體、半固體廢棄物處理流程破碎機(jī)對(duì)工業(yè)廢棄物的破碎以強(qiáng)力剪切破碎機(jī)為主體，特點(diǎn)是擠壓、剪切與撕拉的功能融于一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎廢物粒度分布的大范圍兼容，可適用于絕大多數(shù)廢物的破碎，對(duì)大件垃圾、生活垃圾、工業(yè)垃圾和危險(xiǎn)廢物均能實(shí)現(xiàn)有效的破碎切割。但由于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，通常破碎比較小，在制備<10mm以下的替代燃料時(shí)，通常需要多級(jí)破碎才能滿(mǎn)足要求，此類(lèi)破碎機(jī)的供貨商有：瑞士SID、加拿大SHRED、日本川崎、丹麥ACTA、法國(guó)COMDDEC、澳大利亞BRENTWOOD、德國(guó)HENSCHEL、奧地利UNTHA、英國(guó)MMD等。國(guó)產(chǎn)的剪切破碎機(jī)也有，目前主要是刀頭的材質(zhì)問(wèn)題，使用壽命比國(guó)外裝備短水泥窯處置廢棄物預(yù)處理裝置柱塞泵常見(jiàn)的混合方式有漿渣狀混合配泵送系統(tǒng)、惰性多空載體吸收混合制備替代燃料、廢物自行顆粒混合調(diào)配等多種混合方式。作為工業(yè)危險(xiǎn)廢物目前利用較多的是漿渣狀混合泵送。是漿狀物料輸送的關(guān)鍵設(shè)備，特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、流程簡(jiǎn)單。由于廢棄物的腐蝕和部分物料的磨損，導(dǎo)致柱塞泵活塞環(huán)更換較頻繁。據(jù)廠(chǎng)方工作人員介紹大約2～3個(gè)月（處理約5000t）就需要更換一些易損件。工業(yè)污泥與生料調(diào)配攪拌后，進(jìn)入窯尾預(yù)燃爐焚燒，替代原料進(jìn)入窯系統(tǒng)工業(yè)污泥焚燒系統(tǒng)生料C5C1C3C2C1C2C3C5C4C4工業(yè)污泥處置點(diǎn)液態(tài)廢棄物處置點(diǎn)其他廢棄物處置點(diǎn)飛灰、高熱值固廢處置點(diǎn)使用效果檢測(cè)今年九月份北京水泥廠(chǎng)、天津水泥院委托北京市環(huán)保局、中國(guó)水泥發(fā)展中心、質(zhì)檢二十一站對(duì)示范工程生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行指標(biāo)、大氣排放、產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)處置廢棄物5.46t/h,平均水份59%1）熟料產(chǎn)量3084t/h（超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)3000t/d)2）系統(tǒng)熱耗768kcal/kg,小于燒廢棄物的設(shè)計(jì)指標(biāo)800kcal/kg但比不燒廢棄物的熱耗高5.2%。3）粉塵、SOx、NOx，二惡英達(dá)標(biāo)4）熟料、水泥強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)產(chǎn)品中重金屬檢測(cè)，與國(guó)外指標(biāo)相比，均達(dá)到要求。二、污泥的處置污泥的合理處置很大的環(huán)境問(wèn)題：污泥處置：水分、氣味、重金屬。目前大部分的處理方式堆肥、填埋。長(zhǎng)久帶來(lái)的問(wèn)題由于重金屬的富集，使土壤貧化。大量土地被占用。比較好的處理方法是干化后的焚燒處理在含水率80％以上的污泥主要為粘稠的漿狀或者膏狀物，含水率在67～80％之間的污泥呈粘稠的團(tuán)塊狀，具有不固定的形狀。含水率在45～67％之間污泥處于粘脹區(qū)間，污泥的粘性變得大大的加強(qiáng)，因此所有污泥的處置通常需要避開(kāi)或者快速通過(guò)這個(gè)區(qū)間。當(dāng)水分進(jìn)一步降低到5～10%時(shí)，污泥呈顆粒狀，隨著污泥進(jìn)一步干燥，污泥體現(xiàn)出強(qiáng)烈的粉末化趨勢(shì)。常用的半框擠壓方式其水分通常只能控制在70～85％之間，因此只有通過(guò)熱干化的方式才有可能顯著降低污泥的含水量。對(duì)于絕干熱值在1200kcal/kg污泥,經(jīng)過(guò)平衡計(jì)算烘干到40%的水分,能在分解爐上較大量處置,此時(shí)污泥的輸運(yùn)性能也是能夠接受污泥的干化處理1、在污泥產(chǎn)生地進(jìn)行干化,適用于污泥產(chǎn)生源與水泥廠(chǎng)距離遠(yuǎn)2、在水泥廠(chǎng)利用余熱進(jìn)行低溫烘干1)利用余熱發(fā)電后的余熱2)余熱發(fā)電與污泥烘干兼顧污泥烘干

旋流噴動(dòng)烘干、旋流導(dǎo)熱烘干、回轉(zhuǎn)烘干、流化床烘干、渦輪薄層干化、帶式烘干。一般是介質(zhì)直接接觸式烘干效率高，但環(huán)保、安全特別需要考慮。烘干機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)熱源、投資、運(yùn)行成本綜合考慮干化污泥的焚燒干燥后的污泥燃燒具有以下特點(diǎn)：1）發(fā)熱量低，不同污水處置工藝形成的污泥其空氣干燥基低位發(fā)熱量通常在10500～14700kJ/kg（2500~3500kcal/kg）之間，僅僅相當(dāng)于泥炭類(lèi)物質(zhì)；2）著火點(diǎn)低，污泥的著火點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的煙煤，其著火溫度通常在260～320℃之間；3）燃燒過(guò)程形成的飛灰多，由于污泥的顆粒通常在0.005mm以下，在燃燒過(guò)程中及其容易被燃燒形成的煙氣裹脅離開(kāi)燃燒空間內(nèi)；4）燃燒時(shí)間短，污泥主要是微細(xì)的有機(jī)物質(zhì)在菌絲的作用下包裹形成，污泥顆粒的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育良好，并且顆粒直徑很細(xì)小，因此燃燒速度很快。干化成40%左右的污泥在分解爐處置合理三、生活垃圾的處理模式1.在水泥生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部設(shè)立生活垃圾預(yù)處理車(chē)間，利用預(yù)處理車(chē)間完成對(duì)生活垃圾的破碎、部分脫水、分選、均化等工藝處置過(guò)程，區(qū)分出可燃物和無(wú)機(jī)物兩類(lèi)，無(wú)機(jī)物參與原料配料進(jìn)入生料粉磨系統(tǒng)，可燃物進(jìn)入分解爐焚燒。除鐵器滾筒篩半成品和成品二級(jí)破碎機(jī)熱解方法除氣味振動(dòng)篩生活垃圾的處理模式2.其二為綜合利用生活垃圾焚燒發(fā)電后形成的爐渣和飛灰，爐渣作為水泥廠(chǎng)的替代原料并利用水泥窯的高溫熔融環(huán)境固化飛灰，在生活垃圾處置終端完成灰渣的無(wú)害化處置利用.(北水示范線(xiàn)已實(shí)現(xiàn)此功能)垃圾發(fā)電后爐渣處理生活垃圾處理3.建立生活垃圾分檢中心,分選處理,篩下物經(jīng)一定堆存發(fā)酵,降低水分、提高熱值,在水泥窯分解爐中作為低品位燃料利用.美商集團(tuán)投資建設(shè)的垃圾處置線(xiàn)：結(jié)束語(yǔ)水泥窯處置廢棄物技術(shù)國(guó)外成熟,國(guó)內(nèi)技術(shù)應(yīng)用屬于起步階段，是水