水泥窯處置廢棄物技術及裝備

循環(huán)經濟模式下水泥行業(yè)利用廢棄物的技術分析---水泥窯處置廢棄物技術及裝備

天津水泥工業(yè)設計研究院

2006-10-22

循環(huán)經濟是對物質閉環(huán)流動型經濟的簡稱，是以物質、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)，簡稱3R原則是循環(huán)經濟的實際操作原則。循環(huán)經濟體系就是將環(huán)境與經濟結合起來，主要包括四個方面：一是資源和能源使用效率最大化；二是通過工業(yè)企業(yè)、消費者和政府共同努力使社會整體利潤最大化；三是建立一種新的循環(huán)工業(yè)技術結構；四是優(yōu)先發(fā)展與環(huán)境相關的工業(yè)。對廢棄物的綜合治理利用是發(fā)展循環(huán)經濟的重要方面。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)?；瘧脜s可以消納其他行業(yè)形成的廢棄物，形成社會體系的大循環(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

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共容在同一套裝置進行，比專業(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對生產產生影響作為水泥生產企業(yè)，廢棄物的處置必須以不影響水泥產品、環(huán)境質量為宗旨。下面就工業(yè)廢棄物、污泥、生活垃圾的處置技術及裝備分別簡述一、工業(yè)廢棄物規(guī)?；奶幚砉I(yè)廢棄物的種類很多,成份形態(tài)多樣北水日產3000噸生產線年處理十萬噸廢棄物示范線的處置的包容性很強北水特點:規(guī)范化的預處理----確保廢棄物進入窯系統(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然這些都是以達標環(huán)保指標的及產品質量為大前提的。示范線工程成功投運，在設計上、運行上積累了寶貴的經驗，這些都為后續(xù)工程建設奠定基礎.固體、半固體廢棄物處理流程破碎機對工業(yè)廢棄物的破碎以強力剪切破碎機為主體，特點是擠壓、剪切與撕拉的功能融于一體，實現(xiàn)對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，對大件垃圾、生活垃圾、工業(yè)垃圾和危險廢物均能實現(xiàn)有效的破碎切割。但由于其結構上的特點，通常破碎比較小，在制備<10mm以下的替代燃料時，通常需要多級破碎才能滿足要求，此類破碎機的供貨商有：瑞士SID、加拿大SHRED、日本川崎、丹麥ACTA、法國COMDDEC、澳大利亞BRENTWOOD、德國HENSCHEL、奧地利UNTHA、英國MMD等。國產的剪切破碎機也有，目前主要是刀頭的材質問題，使用壽命比國外裝備短水泥窯處置廢棄物預處理裝置柱塞泵常見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?；旌险{配等多種混合方式。作為工業(yè)危險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鍵設備，特點是適應性強、流程簡單。由于廢棄物的腐蝕和部分物料的磨損，導致柱塞泵活塞環(huán)更換較頻繁。據(jù)廠方工作人員介紹大約2～3個月（處理約5000t）就需要更換一些易損件。工業(yè)污泥與生料調配攪拌后，進入窯尾預燃爐焚燒，替代原料進入窯系統(tǒng)工業(yè)污泥焚燒系統(tǒng)生料C5C1C3C2C1C2C3C5C4C4工業(yè)污泥處置點液態(tài)廢棄物處置點其他廢棄物處置點飛灰、高熱值固廢處置點使用效果檢測今年九月份北京水泥廠、天津水泥院委托北京市環(huán)保局、中國水泥發(fā)展中心、質檢二十一站對示范工程生產線運行指標、大氣排放、產品質量進行檢測處置廢棄物5.46t/h,平均水份59%1）熟料產量3084t/h（超過了設計指標3000t/d)2）系統(tǒng)熱耗768kcal/kg,小于燒廢棄物的設計指標800kcal/kg但比不燒廢棄物的熱耗高5.2%。3）粉塵、SOx、NOx，二惡英達標4）熟料、水泥強度達到標準要求對產品中重金屬檢測，與國外指標相比，均達到要求。二、污泥的處置污泥的合理處置很大的環(huán)境問題：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。長久帶來的問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，因此所有污泥的處置通常需要避開或者快速通過這個區(qū)間。當水分進一步降低到5～10%時，污泥呈顆粒狀，隨著污泥進一步干燥，污泥體現(xiàn)出強烈的粉末化趨勢。常用的半框擠壓方式其水分通常只能控制在70～85％之間，因此只有通過熱干化的方式才有可能顯著降低污泥的含水量。對于絕干熱值在1200kcal/kg污泥,經過平衡計算烘干到40%的水分,能在分解爐上較大量處置,此時污泥的輸運性能也是能夠接受污泥的干化處理1、在污泥產生地進行干化,適用于污泥產生源與水泥廠距離遠2、在水泥廠利用余熱進行低溫烘干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

旋流噴動烘干、旋流導熱烘干、回轉烘干、流化床烘干、渦輪薄層干化、帶式烘干。一般是介質直接接觸式烘干效率高，但環(huán)保、安全特別需要考慮。烘干機的選擇應根據(jù)熱源、投資、運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：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，僅僅相當于泥炭類物質；2）著火點低，污泥的著火點遠遠低于普通的煙煤，其著火溫度通常在260～320℃之間；3）燃燒過程形成的飛灰多，由于污泥的顆粒通常在0.005mm以下，在燃燒過程中及其容易被燃燒形成的煙氣裹脅離開燃燒空間內；4）燃燒時間短，污泥主要是微細的有機物質在菌絲的作用下包裹形成，污泥顆粒的孔隙結構發(fā)育良好，并且顆粒直徑很細小，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.在水泥生產企業(yè)內部設立生活垃圾預處理車間，利用預處理車間完成對生活垃圾的破碎、部分脫水、分選、均化等工藝處置過程，區(qū)分出可燃物和無機物兩類，無機物參與原料配料進入生料粉磨系統(tǒng)，可燃物進入分解爐焚燒。除鐵器滾筒篩半成品和成品二級破碎機熱解方法除氣味振動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害化處置利用.(北水示范線已實現(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.美商集團投資建設的垃圾處置線：結束語水泥窯處置廢棄物技術國外成熟,國內技術應用屬于起步階段，是水