水泥窑处置废弃物技术及装备

循环经济模式下水泥行业利用废弃物的技术分析---水泥窑处置废弃物技术及装备

天津水泥工业设计研究院

2006-10-22

循环经济是对物质闭环流动型经济的简称，是以物质、能量梯次和闭路循环使用为特征减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)，简称3R原则是循环经济的实际操作原则。循环经济体系就是将环境与经济结合起来，主要包括四个方面：一是资源和能源使用效率最大化；二是通过工业企业、消费者和政府共同努力使社会整体利润最大化；三是建立一种新的循环工业技术结构；四是优先发展与环境相关的工业。对废弃物的综合治理利用是发展循环经济的重要方面。水泥行业在自身并不能形成主要原材料的大的循环量，相反，借助替代原燃料的规模化应用却可以消纳其他行业形成的废弃物，形成社会体系的大循环。水泥窑处置废弃物的优越性水泥窑处置废弃物有众多的优越性，最显著的优势

1）高温环境焚烧废弃物彻底性

2）废弃物焚烧与水泥生产共容在同一套装置进行，比专业焚烧炉节省投资

3）废弃物资源化利用的条件优越水泥窑处置废弃物或多或少都会对生产产生影响作为水泥生产企业，废弃物的处置必须以不影响水泥产品、环境质量为宗旨。下面就工业废弃物、污泥、生活垃圾的处置技术及装备分别简述一、工业废弃物规模化的处理工业废弃物的种类很多,成份形态多样北水日产3000吨生产线年处理十万吨废弃物示范线的处置的包容性很强北水特点:规范化的预处理----确保废弃物进入窑系统的稳定不同性状的废弃物在烧成系统最适宜部位的处置当然这些都是以达标环保指标的及产品质量为大前提的。示范线工程成功投运，在设计上、运行上积累了宝贵的经验，这些都为后续工程建设奠定基础.固体、半固体废弃物处理流程破碎机对工业废弃物的破碎以强力剪切破碎机为主体，特点是挤压、剪切与撕拉的功能融于一体，实现对破碎废物粒度分布的大范围兼容，可适用于绝大多数废物的破碎，对大件垃圾、生活垃圾、工业垃圾和危险废物均能实现有效的破碎切割。但由于其结构上的特点，通常破碎比较小，在制备<10mm以下的替代燃料时，通常需要多级破碎才能满足要求，此类破碎机的供货商有：瑞士SID、加拿大SHRED、日本川崎、丹麦ACTA、法国COMDDEC、澳大利亚BRENTWOOD、德国HENSCHEL、奥地利UNTHA、英国MMD等。国产的剪切破碎机也有，目前主要是刀头的材质问题，使用寿命比国外装备短水泥窑处置废弃物预处理装置柱塞泵常见的混合方式有浆渣状混合配泵送系统、惰性多空载体吸收混合制备替代燃料、废物自行颗粒混合调配等多种混合方式。作为工业危险废物目前利用较多的是浆渣状混合泵送。是浆状物料输送的关键设备，特点是适应性强、流程简单。由于废弃物的腐蚀和部分物料的磨损，导致柱塞泵活塞环更换较频繁。据厂方工作人员介绍大约2～3个月（处理约5000t）就需要更换一些易损件。工业污泥与生料调配搅拌后，进入窑尾预燃炉焚烧，替代原料进入窑系统工业污泥焚烧系统生料C5C1C3C2C1C2C3C5C4C4工业污泥处置点液态废弃物处置点其他废弃物处置点飞灰、高热值固废处置点使用效果检测今年九月份北京水泥厂、天津水泥院委托北京市环保局、中国水泥发展中心、质检二十一站对示范工程生产线运行指标、大气排放、产品质量进行检测处置废弃物5.46t/h,平均水份59%1）熟料产量3084t/h（超过了设计指标3000t/d)2）系统热耗768kcal/kg,小于烧废弃物的设计指标800kcal/kg但比不烧废弃物的热耗高5.2%。3）粉尘、SOx、NOx，二恶英达标4）熟料、水泥强度达到标准要求对产品中重金属检测，与国外指标相比，均达到要求。二、污泥的处置污泥的合理处置很大的环境问题：污泥处置：水分、气味、重金属。目前大部分的处理方式堆肥、填埋。长久带来的问题由于重金属的富集，使土壤贫化。大量土地被占用。比较好的处理方法是干化后的焚烧处理在含水率80％以上的污泥主要为粘稠的浆状或者膏状物，含水率在67～80％之间的污泥呈粘稠的团块状，具有不固定的形状。含水率在45～67％之间污泥处于粘胀区间，污泥的粘性变得大大的加强，因此所有污泥的处置通常需要避开或者快速通过这个区间。当水分进一步降低到5～10%时，污泥呈颗粒状，随着污泥进一步干燥，污泥体现出强烈的粉末化趋势。常用的半框挤压方式其水分通常只能控制在70～85％之间，因此只有通过热干化的方式才有可能显著降低污泥的含水量。对于绝干热值在1200kcal/kg污泥,经过平衡计算烘干到40%的水分,能在分解炉上较大量处置,此时污泥的输运性能也是能够接受污泥的干化处理1、在污泥产生地进行干化,适用于污泥产生源与水泥厂距离远2、在水泥厂利用余热进行低温烘干1)利用余热发电后的余热2)余热发电与污泥烘干兼顾污泥烘干

旋流喷动烘干、旋流导热烘干、回转烘干、流化床烘干、涡轮薄层干化、带式烘干。一般是介质直接接触式烘干效率高，但环保、安全特别需要考虑。烘干机的选择应根据热源、投资、运行成本综合考虑干化污泥的焚烧干燥后的污泥燃烧具有以下特点：1）发热量低，不同污水处置工艺形成的污泥其空气干燥基低位发热量通常在10500～14700kJ/kg（2500~3500kcal/kg）之间，仅仅相当于泥炭类物质；2）着火点低，污泥的着火点远远低于普通的烟煤，其着火温度通常在260～320℃之间；3）燃烧过程形成的飞灰多，由于污泥的颗粒通常在0.005mm以下，在燃烧过程中及其容易被燃烧形成的烟气裹胁离开燃烧空间内；4）燃烧时间短，污泥主要是微细的有机物质在菌丝的作用下包裹形成，污泥颗粒的孔隙结构发育良好，并且颗粒直径很细小，因此燃烧速度很快。干化成40%左右的污泥在分解炉处置合理三、生活垃圾的处理模式1.在水泥生产企业内部设立生活垃圾预处理车间，利用预处理车间完成对生活垃圾的破碎、部分脱水、分选、均化等工艺处置过程，区分出可燃物和无机物两类，无机物参与原料配料进入生料粉磨系统，可燃物进入分解炉焚烧。除铁器滚筒筛半成品和成品二级破碎机热解方法除气味振动筛生活垃圾的处理模式2.其二为综合利用生活垃圾焚烧发电后形成的炉渣和飞灰，炉渣作为水泥厂的替代原料并利用水泥窑的高温熔融环境固化飞灰，在生活垃圾处置终端完成灰渣的无害化处置利用.(北水示范线已实现此功能)垃圾发电后炉渣处理生活垃圾处理3.建立生活垃圾分检中心,分选处理,筛下物经一定堆存发酵,降低水分、提高热值,在水泥窑分解炉中作为低品位燃料利用.美商集团投资建设的垃圾处置线：结束语水泥窑处置废弃物技术国外成熟,国内技术应用属于起步阶段，是水