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水泥窑协同处理生活垃圾对水泥生产造成伤害怎么解决

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019-6-27     浏览次数:    

在我国,与垃圾发电相比,由于水泥窑处理生活垃圾更环保、更安全、更经济,能够为社会创造更大的经济效益和社会价值,越来越受到政府和企业重视。用水泥窑协同处置生活垃圾没有二次污染,可以一次性将垃圾处置干净,而用垃圾来发电不但新产生二恶英等有害气体和毒性飞灰、残渣,而且需要新增用地、处理新产生的飞灰物质。同时,用水泥窑协同处置生活垃圾,能够替代一部分原、燃料,为水泥企业降低成本。然而,从水泥生产管理的角度来看,水泥窑协同处置生活垃圾却给企业的生产与组织带来了新的问题与挑战。

水泥窑协同处置生活垃圾的工艺介绍

水泥窑协同处置生活垃圾的工艺路线有所不同,目前我国国内已经逐渐形成以海螺、华新和中材国际等企业为代表的几个流派,本文以中材国际生活垃圾处理工艺过程为例,介绍其在水泥生产环节的工艺流程。

生活垃圾先进行预处理,将其分选为可燃物部分(塑料、纸张、橡胶等)、不可燃物部分(渣土、砖石等),再根据各部分的物理、化学特性在水泥生产系统中采取不同的处置方式。可燃物经破碎后喂人窑尾分解炉处置,不可燃物作为水泥生产的原料喂入原料磨。两种物料具体的流程是:可燃物经压缩设备挤压脱水后通过皮带输送至可燃物料仓,经取料、计量后再通过皮带输送、喂入分解炉,可燃物在880℃以上的分解炉高温中焚烧,停留时间超过6S。焚烧产生的灰烬随物料一同进入水泥窑内l450℃的高温环境,参与熟料煅烧。不可燃物进入缓存储库内,采用螺旋铰刀出料,经计量后喂人原料磨的进料皮带上,与原料一起在原料磨中进行混合、烘干和粉磨。再随原料进入预热器、分解炉和回转窑,通过850~1450℃高温焚烧,总计停留时间超过30min,焚烧产生的灰烬成为水泥熟料的组成部分。

对水泥生产的影响因素分析

2.1对生料粉磨系统的影响

(1)生料喂料系统容易堵塞。由于经过预处理的不可燃物湿度很大,一般水分在60%一70%,所以极易在皮带喂料机至生料喂料皮带处堵塞,给生产组织带来难度。

(2)不可燃物的成分波动,给生料配料造成了影响。

(3)不可燃物的高含水率带来了原料综合含水率的变化。目前,国内生料粉磨主机分为三类:管磨、立磨和辊压机,三种粉磨类型对烘干温度要求不同,对原料综合含水率要求也不同,要求烘干温度逐渐降低:管磨>立磨>辊压机。以立磨为例,经过预处理后不可燃物进入原料粉磨系统进行烘干、粉磨,其中的水分不会带人烧成系统。不可燃物参与配料后,原料综合含水率由原先的2%左右增加至5%左右;原料粉磨系统的进口烟气温度,需适当提高至可满足烘干要求的温度。由于立式磨独特的工艺要求,在研磨原料过程中需要在磨盘与磨辊之间形成稳定的料层厚度,以减少振动、提高研磨效率,一般需要磨内喷水增加原料含水率以稳定料层,而经过预处理的不可燃物的高含水率提高了原料的综合含水率,使得磨内少喷或不喷水,降低了喷水量,节约了成本。以江苏某日产5O00t生产线日处理500t生活垃圾为例,可减少喷水3~5t/ll。而对于以辊压机为生料粉磨主机的生产线,因为工艺原理不同,提高原料含水率则没有上述优势。

(4)对生料细度和颗粒级配的影响。经过预处理的不可燃物与生料配料的其它物料相比,易磨性较好,当加入不可燃物参与生料配料时,由于原料的配料组份易磨性差异较大,将导致生料成品的细度和颗粒级配发生变化。以江苏某日产5O00t生产线为例,颗粒级配3~30ixm增加5%左右,使人窑生料在预热器一级旋风筒的收尘效率变差,窑尾收尘的负荷加重,控制不好,甚至可能导致超标排放。

2.2对烧成系统的影响

(1)对燃料替代作用。通过生活垃圾预处理系统,可以将垃圾中可燃部分喂人窑尾分解炉进行处置。以日产5000t生产线日处理垃圾500t为例,对应的可燃物为15t/h左右,可节实物煤1.5~2t/h,节煤效果比较明显。

当然,由于各地生活垃圾成分构成有差异,加之垃圾陈化时间不同,对燃料的替代作用也有差异。陈化垃圾中的可燃物比新产生的垃圾对燃料的替代作用更为明显。

(2)氯碱等有害成分富集对烧成的影响。由于城市生活垃圾中氯含量、碱含量较水泥生产的控制要求偏低,可能会给预分解系统造成结皮堵塞,尤其是在窑尾喂料处造成结皮、堵料,进而造成预热器系统CO浓度偏高,燃料燃烧不完全。另外,生料配料(不可燃部分)以硫酸碱和氯化碱为主的挥发性组份对其中的碱性耐火材料(镁铬尖晶石砖、镁铬砖)具有腐蚀作用。

(3)对工艺操作的影响。因为可燃物以纸张、塑料和织物为主,所以比较轻,加之水分大,在下料口处极易棚料堵塞,造成喂料不均衡。由于其具有燃料的替代作用,其喂料的波动带来窑系统参数的频繁调整(风、煤、料),加大了烧成系统的不稳定性。

(4)对脱硝系统的影响。如前所述,在窑尾容易产生结皮造成窑尾CO浓度偏高,而由于其可燃物粒度、热值等燃烧特性与煤有所不同,使得其需要燃烧的时间更长,在一定程度上造成了在分解炉还原气氛的产生,从而降低了氨水的使用量。

解决措施

针对上述对水泥生产系统的影响,有对节约成本有利的一面,也有对生产管理不利的一面,这就需要找出应对办法,以趋利避害。

(1)根据垃圾组份变化及时调整配料。

生活垃圾组份(主要是不可燃物)的波动对系统影响较大,因为厨余垃圾比重大,受季节因素影响,其组份变化较大。这就需要配料过程中,增加在线分析的频次,根据不可燃物组份变化而及时调整添加比例以保证熟料率值的稳定。

(2)均衡投放与处理

应根据日处理垃圾量的情况,均衡安排垃圾投放量,特别是对于可燃物的投放,既要满足在下料口不堵塞,又要保证下料量稳定性,只有这样才能避免发生窑尾堵塞和频繁调整工艺参数等情况发生。

(3)调整立磨的技术参数(仅对生料粉磨是立磨选型的情况)。

由于配料中增加了不可燃物组份,改变了生料成品的细度和颗粒级配,可降低选粉机机转速、减少磨辊压力以使得生料细度与级配趋于合理,以避免发生一级旋风筒收尘效果下降、窑尾收尘压力增加的情况。

(4)旁路放风工艺。

采用旁路放风工艺是克服氯离子对烧成过程影响的有效手段。当需要开启旁路放风系统时,窑尾烟室高温废气由旁路放风口抽出,经旁路放风装置时与冷却风机鼓入的冷风混合,温度降至200℃左右,再经袋收尘器净化后由排风机排人大气,袋收尘器收集下的粉尘送至熟料库。

结 论

水泥窑协同处置生活垃圾的技术已日趋成熟,通过采取诸多措施,重点在于能够兼顾好水泥生产与处理垃圾的关系,以实现水泥企业能够常态化处理生活垃圾、稳定水泥生产。

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