華新水泥窯處置三峽庫區(qū)漂浮物介紹

1、華新水泥窯處置三峽庫區(qū)漂浮物介紹【中國水泥網(wǎng)】作者：王煥忠張江單位：華新水泥股份有限公司【2011-06-01】摘要：三峽工程蓄水后，大量的農(nóng)田山林、百萬移民舊址逐漸被淹沒，多年堆積的生活 垃圾、天然雜物和工業(yè)垃圾隨水而起；再加上汛期隨雨水帶入的農(nóng)作物秸稈、雜草，過往船 只傾倒入江的垃圾，三峽庫區(qū)形成了大量的漂浮物，并最終聚積于三峽大壩壩前。水面漂浮 物不僅影響了三峽庫區(qū)水質(zhì)和水面清潔，威脅到航運安全，甚至影響到電廠的安全運行。1三峽庫區(qū)漂浮物情況介紹1.1簡介三峽工程蓄水后，大量的農(nóng)田山林、百萬移民舊址逐漸被淹沒，多年堆積的生活垃圾、 天然雜物和工業(yè)垃圾隨水而起；再加上汛期隨雨水帶入的農(nóng)作物

2、秸稈、雜草，過往船只傾倒 入江的垃圾，三峽庫區(qū)形成了大量的漂浮物，并最終聚積于三峽大壩壩前。水面漂浮物不僅 影響了三峽庫區(qū)水質(zhì)和水面清潔，威脅到航運安全，甚至影響到電廠的安全運行。1.2漂浮物的來源根據(jù)文獻研究1，三峽庫區(qū)漂浮物主要有4個來源：汛期時隨雨水沖刷帶進江中的秸稈、柴草；沿江城鎮(zhèn)流入長江的垃圾（長江沿岸城鎮(zhèn)的垃圾場一般設(shè)在通往江面的坡地，坡上的垃 圾不斷滑落江中，形成一條條垃圾帶）；過往船只傾倒入江的垃圾（長江航運業(yè)發(fā)展迅猛，長江水域過往船舶急劇增多，許多港 口無垃圾接受設(shè)施或者設(shè)施不足導(dǎo)致船上垃圾便直接傾入江中或堆在江岸邊）；淹沒城鎮(zhèn)和地區(qū)多年堆積的生活垃圾、天然雜物和工業(yè)垃圾。1

3、.3漂浮物的組成由于長江的通航以及沿江城市垃圾的排放，三峽漂浮物的成分較為復(fù)雜。據(jù)分析1， 漂浮物的成分主要分為3類：農(nóng)作物秸稈、原木、稻草、麥草、樹根等；包裝用泡沫板塊、廢舊塑料制品、快餐盒等；少量人畜尸體、廢舊船板、航標(biāo)船等漂浮物。其中以原木、秸稈和廢舊塑料制品居多。上述幾種漂浮物往往混雜、交織在一起，隨著 季節(jié)和水位的變化，漂浮物的種類和數(shù)量亦隨之發(fā)生變化。各種漂浮物所占的具體比例難以 確定。1.4數(shù)量2三峽庫區(qū)的漂浮物來量巨大，而且分布不均勻，主要集中在汛期，遇到暴雨時劇增；枯 水期江面漂浮物較少；漂浮物隨著入庫流最的增大而逐漸增多。每年第1次洪水.即桃花汛”首先帶入長江較多的漂浮物，

4、主要是枯水期（13月）產(chǎn) 生的一些工業(yè)垃圾和生活垃圾。在主汛期，洪水帶來大量的漂浮物，主要是山林植被物和農(nóng) 作物秸稈等。流域內(nèi)發(fā)生大暴雨或山洪爆發(fā)時，往往將山上的木料、船板及動物殘骸、航標(biāo) 船等大型漂浮物沖入江中。非汛期漂浮物較少，主要是船舶垃圾，即白色污染物和秸稈、樹 枝等。從入庫流量來看，一般情況下，當(dāng)長江來流量在25000m3/s以下時，漂浮物數(shù)量較 少；來流量25000-30000m3/s時，漂浮物較多；來流量30000-40000m3/s時，特別 是三峽區(qū)間暴雨洪水時，漂浮物數(shù)量驟然增大。汛期一場洪水的漂浮物常見量為3000 4000m3，多時可達7000-10000m3。一般年份，

5、三峽庫區(qū)漂浮物數(shù)量每年約為20萬 m3。1.5漂浮物的危害3長江上游大量漂浮物被洪水裹挾而下，迅速積聚在三峽大壩上游近壩水域，對庫壩區(qū)水 質(zhì)以及三峽樞紐運行安全造成極大隱患。其主要危害如下：減少電站的發(fā)電量。漂浮物會隨水流涌向電站發(fā)電機組的進水口前，形成大片厚厚 的垃圾層，堵塞進水口攔污柵，形成水頭損失，導(dǎo)致機組發(fā)電量大幅度減少。長江三峽水利 樞紐左右廠房共安裝26臺機組，單機70萬kW，總裝機容量1820萬kW，年發(fā)電量847 億kWh。若因漂浮物堵塞攔污柵，產(chǎn)生1%的水頭損失，經(jīng)濟損失就非常巨大了。威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定。三峽水電站在全國電網(wǎng)中的地位十分突出，如因漂浮物問題造成 部分或全部機組停機

6、，將對全國電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊，對電網(wǎng)的穩(wěn)定構(gòu)成嚴(yán)重威脅。影響船舶正常航行。長江是黃金水道，漂浮物過多會迫使航運中斷或沖擊江面導(dǎo)行 設(shè)施，給水上交通造成困難。漂浮物的綜合治理.在某種程度上是長江水運暢通的重要方面。影響環(huán)境衛(wèi)生。漂浮物浸泡在水中，一部分會慢慢腐爛變質(zhì)，產(chǎn)生有毒物質(zhì)和氣體， 對水源和空氣造成嚴(yán)重污染。破壞水面景觀。三峽庫區(qū)是著名的風(fēng)景區(qū)，水面上的漂浮物將造成人文景觀的破壞， 影響旅游區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。1.6漂浮物的收集和打撈按三峽庫區(qū)的清漂分工，重慶、湖北省的地方政府負(fù)責(zé)三峽水庫以上長江支流的漂浮物 清理，三峽總公司負(fù)責(zé)清理長江干流的漂浮物。自2004年開始，中國三峽總公司委托重慶 市

7、和湖北省地方政府在三峽庫區(qū)干流進行清漂，主要清理方式為使用機械化清漂船和機駁船 對漂浮物進行打撈并轉(zhuǎn)運至垃圾填埋場處理。三峽總公司斥資建造了目前世界上最大的清漂 船只-”三峽清漂1號(一次清漂容積300m3)清理壩前漂浮物。從2003年蓄水初期至2008年底，三峽水庫壩前和庫區(qū)干流清理漂浮物約185萬 m3。庫區(qū)干流沒有出現(xiàn)漂浮物大面積聚集和嚴(yán)重礙航現(xiàn)象、壩前沒有因漂浮物而影響通航、 發(fā)電，水庫水環(huán)境得到了有效的保護。1.7漂浮物的末端處置在華新漂浮物處置項目投產(chǎn)之前，三峽庫區(qū)打撈上岸的漂浮物是通過填埋的方式來處 置。眾所周知。填埋法占地面積大，對垃圾的減量化程度低，需做防滲處理，還要建沼氣回

8、 收及滲濾液處理廠，容易對地下水及周圍空氣造成污染?；诠腆w廢棄物”減量化、資源化、 無害化”的管理原則，其使用比例正逐漸減小。除了填埋之外，相關(guān)單位也曾考慮建垃圾焚燒發(fā)電廠來處置漂浮物，但這個方案投資大， 運行費用高，有二惡英和重金屬的飛灰處理困難，而且盡管采用十分先進和復(fù)雜的凈化系統(tǒng)， 但煙氣中仍會含有微量的二惡英排入大氣。2華新秭歸公司水泥燒成工藝介紹華新水泥(秭歸)有限公司位于湖北省秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)，三峽大壩上游50公里，擁有長 江黃金水道64公里，水上運輸便捷。秭歸公司有日產(chǎn)4000噸水泥熟料生產(chǎn)線一條，于2008年1月破士動工，2009年6 月30日正式點火投產(chǎn)，采用雙系列5級旋風(fēng)預(yù)

9、熱器帶預(yù)分解爐的新型干法生產(chǎn)工藝，并有 純低溫余熱發(fā)電生產(chǎn)線，工程總投資8億元，年產(chǎn)水泥1807 了噸。3水泥窯協(xié)同處理廢物優(yōu)點3.1廢物協(xié)同處理在高耗能工業(yè)生產(chǎn)過程中使用其他行業(yè)所產(chǎn)生的廢物，從而利用廢物中所含的熱能和礦 物質(zhì)，以降低對自然資源的需求，實現(xiàn)節(jié)約資源和能源，降低溫室氣體排放等多重效益。主 要應(yīng)用領(lǐng)域就是在水泥、石灰或鋼生產(chǎn)過程、火力發(fā)電或其他高耗能工廠的生產(chǎn)過程中使用 廢物。3.2水泥窯協(xié)同處理廢物及其優(yōu)點水泥窯協(xié)同處理廢物是指：在水泥生產(chǎn)過程中使用廢物，特別是在水泥熟料的高溫?zé)?環(huán)節(jié)通過廢物來代替一次燃料和原料，實現(xiàn)廢物中的所含熱能和礦物質(zhì)的再利用。水泥窯協(xié)同處理廢物具有以

10、下明顯的優(yōu)勢：窯系統(tǒng)的堿性環(huán)境和氣流的高湍流度有利于氣相中酸性氣體的中和吸收。這種水泥 窯內(nèi)氣體自中和清潔機理造成了諸如SO2，HCl和大多數(shù)的重金屬排放極低，但水銀和鉈 除外。1450C的熟料燒成溫度可以把廢物高溫焚燒后產(chǎn)生的灰渣固化到熟料中，尤其是 還可以把重金屬以化學(xué)鍵方式固化到熟料中。與其他技術(shù)相比，用高熱值的廢物來直接替代傳統(tǒng)燃料(煤、石油)，可以更高效地 利用廢物中含有的能量.而廢物中的無機成分可以替代傳統(tǒng)原料。從整個社會效應(yīng)看，廢物替代水泥生產(chǎn)過程的傳統(tǒng)燃料(煤、石油)和原料，可以實 現(xiàn)自然資源的節(jié)約、溫室氣體的減排。4漂浮物研究4.1漂浮物理化特性分析在查閱文獻資料2基礎(chǔ)上，為

11、詳細(xì)了解三峽漂浮物的特性，我公司對三峽庫區(qū)壩前漂 浮物進行了多次取樣分析，分析指標(biāo)為物理組成、含水率和熱值，分析結(jié)果見表1。表1濕漂浮物物理特性物理組成橡塑 木竹紡織物水分25.48%10.27% 3.77% 60.48%熱值濕基低位熱值 760.49kcal/kg從表1可以看出，三峽漂浮物的物理組成主要為橡塑、木竹和紡織物這些密度小于水 的固體廢棄物，由于是從水里打撈上來，所以含水率較高，為60%左右，且以附著在固體 廢棄物表面的自由水為主，經(jīng)過半烘干至含水率為30%后，其特性分析結(jié)果見表2。表2半干漂浮物物理特性物理組成橡塑 木竹紡織物水分45.13%18.19% 6.68% 30.00%

12、熱值濕基低位熱值1797.23kcal/kg將半干漂浮繼續(xù)烘干至含水率為0，其特性分析結(jié)果見表3。表3全干漂浮物物理特性物理組成橡塑 木竹 紡織物水分64.47%25.99% 9.54% 0%熱值濕基低位熱值3223.93kcal/kg對比表1、表2和表3可以看出，濕漂浮物隨著水分的減少，其熱值有明顯的增加。4.2對工藝方案的意義從下圖可以看出：（1）濕漂浮物高水含量抵消了可燃物熱焓，致使?jié)衿∥锾幹眠^程仍 需要外部燃料補充才能實現(xiàn)安全、環(huán)保處置之效果；（2）半干漂浮物含水率接近30%，水 分的降低使具有較高熱值的橡塑、木竹、紡織物的熱焓效果顯現(xiàn)出來，可以實現(xiàn)靠漂浮物自 身熱焓來進行高溫焚燒，

13、不需要水泥窯補充額外燃料，可以完全實現(xiàn)處置的無害化，但不能 實現(xiàn)資源化。（3）全干漂浮物熱值已經(jīng)達到低品質(zhì)煤的水平，此時，漂浮物協(xié)同處理不僅可 以實現(xiàn)“無害化”，其自身熱焓還可以對水泥熟料煅燒工藝作出正的貢獻，替代部分燃料， 從而實現(xiàn)資源利用。（4）綜上，對漂浮物進行干燥勢在必行，最佳干化熱源就是水泥窯外排 的約120 C左右的尾氣。半F漂浮物熱值1797,28kcalAg圣干潴?浮物4電值3223.9, kealAg5華新秭歸公司水泥窯協(xié)同處理漂浮物項目及運行介紹5.1工藝介紹漂浮物處置流程圖（見下圖）：卸船+破馴儲存*干# +待存 W +輸送入出由于漂浮物是經(jīng)由水面打撈，含水量超過60%,

14、直接入窯會增加熱耗，影響熟料產(chǎn)量。 為了降低漂浮物含水量，華新在有處置工藝的基礎(chǔ)上，正在進行技術(shù)改造，擬利用水泥窯余 熱對破碎后的漂浮物進行干化處理，使漂浮物含水量降至10%以下。這樣，漂浮物的熱效 應(yīng)就從負(fù)的吸熱變?yōu)檎姆艧?，從而實現(xiàn)漂浮物處理和節(jié)能減排的雙贏效果。5.2項目介紹從2008年開始，華新水泥與三峽總公司接觸，就利用水泥窯協(xié)同處理三峽庫區(qū)漂浮物 事宜進行技術(shù)溝通。經(jīng)過三峽總公司多次比較，水泥窯協(xié)同處理漂浮物的技術(shù)方案在露天堆 放、填埋和焚燒處理中脫穎而出，獲得三峽總公司的認(rèn)可。在技術(shù)可行的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多輪 商務(wù)談判，華新水泥與三峽總公司于2008年年底正式簽署水泥窯協(xié)同處理三峽庫

15、區(qū)漂浮物 的合同。華新水泥該項目于2009年初正式開工建設(shè)并于2010年初投入試運行。項目總 投資4100萬元，日接收處理能力為2000立方，年處理能力為30萬立方。從2009年開 工建設(shè)，到2010年3月份完成了設(shè)備安裝和人員招聘；4月份完成了人員的職業(yè)健康安 全培訓(xùn)和操作技能培訓(xùn)；5月份完成了設(shè)備聯(lián)動試車及調(diào)試整改；6月份完成了試燒物料 的入庫和預(yù)處理工作；7月初就漂浮物的試燒，完成了中國環(huán)科院組織的檢測工作；7月初與宜昌市盛華盛貿(mào)易有限責(zé)任公司簽訂了漂浮物運輸合同；7月中旬完成了漂浮物卸載碼頭 附近水域的清淤工作，7月20日開始處置漂浮物；7月30日，針對漂浮物來量大的特點， 開始建一

16、1600平方米的堆場，8月20日堆場建成投入使用；8月12日，將平口抓斗換 成了蓮花抓斗；9月30日秭歸基地通過了漂浮物投燒暫行運行辦法，將漂浮物的投燒量與 中控和維修人員的績效掛鉤，加快漂浮物的處置；10月底，由于水分為50%左右的漂浮物 進入水泥窯的平均喂料量為6-8t/h，超過此喂料極限會對生產(chǎn)造成很大影響。因此，秭歸 公司開始干化裝置建設(shè)，耗時近60天，12月底投入試運行。經(jīng)過初步干化的漂浮物水分 可以降低到30%左右，對水泥窯的影響大幅度降低，喂料量基本維持在10t/h。從2010 年7月15日（第一船）運抵秭歸公司，到2010年10月31日（最后一船），秭歸公司AFR 車間共接收處

17、置漂浮物近7萬方，漂浮物處置過程中無人身和設(shè)備安全事故發(fā)生。由于三峽工程舉世矚目.漂浮物的處置也引起各方極高關(guān)往：該項目是國家科技部”十 一五”國家科技支撐計劃重大項目示范工程；2010年7月27日，焦點訪談對此環(huán)保 項目進行了專訪報道；2010年8月12日中國政府網(wǎng)播發(fā)新華社通稿介紹華新處置三峽漂 浮物。6工作思考按照國務(wù)院關(guān)于三峽漂浮物處置的要求，漂浮物清漂和處置工作分別劃歸三峽樞紐局、 秭歸、巴東、和重慶管理。經(jīng)過幾年的艱苦工作，清漂工作取得了重大成績。但就目前漂浮 物末端處置情況來看，只有樞紐局負(fù)責(zé)清理的漂浮物采取了水泥窯協(xié)同處理這種安全、環(huán)保、 沒有二次污染的處置方式。其他段的漂浮物仍然采取露天堆放、填埋等方式進行處理，二次 污染的風(fēng)險較大。由于漂浮物來料的季節(jié)性，和其他種種原因，作為目前漂浮物安全、環(huán)保末端處理設(shè)施 的單位，華新秭歸公司投巨資新建的漂浮物末端處理只能覆蓋壩前區(qū)打撈起的漂浮物，導(dǎo)致 設(shè)備運轉(zhuǎn)率低下，設(shè)計生產(chǎn)能力難以完全發(fā)揮的尷尬局面。多年的請漂實踐證明，三峽清漂機制和工作方式已經(jīng)取得巨大