水泥窑协同处置危废技术及应用

水泥窑协同处置危废技术及应用

邢超

安徽海螺建材设计研究院有限责任公司 241000

摘要：由于现阶段我国现代工业的发展速度极快，这就使得其所形成的工业废弃物数量持续性的递增。这部分废弃物若无法得到安全有效的处理，就会影响到人们的生命健康，甚至还会给我国自然环境造成污染。对此，需要探索出更为科学合理的危废处理方式，解决当前工业环保领域所存在的问题，充分合理的使用危险废弃物当中的有机以及无机成分。借助水泥窑协同处置危废的方式，掌握水泥窑协同处置危废的工艺技术使用要点。

关键词：水泥窑；协同处置；危废技术；实践要点

1项目介绍

本项目依托JYZL水泥企业一条5000t/d水泥生产线，建成了年处置量10万t的水泥窑协同处置危险废弃物项目。目前该水泥窑协同处置危废项目已投产，该项目具有工艺先进，能源消耗低，劳动生产效率高、各种资料有效利用等优点。危险废弃物处置工程现场见图1

图1 危险废弃物处置工程现场图

2技术方案

2.1固态危废

固态危险废弃物主要分为预处理系统和入窑焚烧这两个处置环节。固废首先是智能输送装置会把固态危废由存储仓库输送到预处理车间，之后通过皮带机输送至破碎机入口位置进行破碎处理。固态废物入分解炉共设置两条工艺路线，首先可以将半固态危废的SMP系统融合，破碎容易挥发的固态危废。其次，经过破碎机破碎后，运输至固态小仓进行存储，经皮带秤计量后由螺旋绞刀输送至预燃炉和分解炉进行处置。预处理系统设置气体保护装置和车间除臭系统等。入窑焚烧设置预燃炉，通过预燃炉焚烧后再入分解炉进行焚烧处置。

2.2半固态危废

半固态危险废弃物处置主要有智能抓斗、接料斗、双轴撕碎机、螺旋喂料机、浆状混料器、柱塞泵等装置。在运行阶段，半固态危废会应用专用的车辆运输质量运输至储坑中，储坑设置至少要有4组，不同成分的半固态废物进行分类处置。通过智能抓斗进行预搅拌后抓取至接料斗，由双轴撕碎机把物料进行破碎，破碎后的物料进入浆状混料器混合均匀，经计量后由柱塞泵（最大输送压力10MPa）和输送管道至预燃炉系统进行焚烧处置。其中一路固态废物通过固废储坑进行预搅拌处置，一路液态废物可以通过混料器进行搅拌处置，保证半固态的粘稠度和热值相对稳定。

2.3液态危废

液态危险废弃物处置主要有废液储存、入窑处置两部分。首先废液在进行一系列的过滤、除杂之后，储存至废液储罐，根据不同的PH值进行分别储存。除此之外，有一部分高热值废液在气体隔膜泵的作用下，会直接输送至水泥线窑头进行焚烧处置，可以替代一部分水泥燃料。有一部分低热量废液，防止其对窑头熟料烧结的工艺温度造成不利的影响，应当实时的切换系统的阀门，并把废液泵送入SMP系统的混合器内，跟随半固态及固态的危废，一同运输至水泥窑分解炉进行处置。

2.4飞灰类

飞灰类危废处置主要有飞灰储存和入窑输送两部分。其中飞灰的成分与水泥生料接近，但是飞灰类废弃物中的Cl含量较多，当水泥窑Cl含量不高的情况下，投入适当的飞灰不会对水泥线造成影响。飞灰类废弃物经专用运输车运入厂区，泵入专用飞灰仓储存，计量后经气力输送喷射入窑尾烟室进行焚烧。当水泥窑Cl含量较高的时，飞灰建议进行飞灰水洗或熔融等预处理措施，降低CL含量较高对水泥窑运行产生不利影响。

3水泥窑协同处置危废产生的影响

3.1危废对水泥窑生产的影响。水泥窑是一个热容量较大的燃烧系统，能做到规模化处理。协同处置危废时，投入的危废中水分迅速挥发、固定碳和挥发分燃烧释放出一定的热量。当投入危废量及水分较大时，会引起窑内温度的骤变，对分解炉的燃烧产生不利因素。因此首先是入窑危废的水分需要适当降低，减少温度波动对水泥窑的影响，其次入窑的方式要通过设置预燃炉的方式，让物料充分预燃烧。

3.2危废对水泥质量的影响。危废的化学成分与水泥生产的原料相似，但是随着危废掺烧增加超过一定比例，熟料成分中SiO2含量增加，SiO2比例过高带来C2S(2CaO·SiO2)反应转化为C3S(3CaO·SiO2)比例的降低，会导致水泥早期强度低，对熟料强度产生不利影响。结合目前运行经验，危废投入水泥窑焚烧工艺中危废掺烧量控制在6.6％以下。

3.3危废中重金属的影响。水泥窑协同处置危废后，危废中重金属被固定在熟料矿物相晶格中，晶体结构的熟料为重金属离子的“固溶”提供了结构上的先决条件。被“固溶”的重金属必须在矿物相再次被破坏的情况下，如高温、强酸碱腐蚀等，才可能从体系中迁移出。因此，水泥窑协同处置危废可以很好地固化危废中的重金属，不存在重金属浸出的问题。

3.4危废对污染物排放的影响。利用水泥生产过程的高温环境来焚烧危废，窑内呈碱性，可有效避免酸性物质和重金属挥发，同时有机物被彻底分解，二噁英很难形成。危废焚烧产生的总烟气量较少，主要是碳氢化合物，对水泥窑现有污染物的贡献值可以忽略，在经过水泥窑焚烧、除尘等达到相应标准后进行排放。

4本项目的特点

4.1采用智能化仓储。该系统的应用能够最大限度的降低工作人员和危废的直接接触频率，规避其产生安全事故。在系统正常运行的过程中，优先完成卸车任务，待其化验达到标准之后入库或者实时运送至配伍区域，人工叉车会把托盘货直接插送至运输机位置。在进行尺寸检测和称重后，在堆垛机上完成堆放的任务，取料时应当在堆垛机位置进行取货，由输送机运送到相应的预处理车间位置。除此之外，为了能够让其系统运行的可靠性变得更强，需要采取分巷道存储物料的方式进行作业，并且应用指定次序，优先出库等多种方式进行处理。

4.2破碎机设置气体保护装置。因危废中部分物质的着火点比较低，经过破碎后很容易着火。为了能够防止其在破碎时形成爆炸的危险事故，需要设置N2系统，并且在破碎时充入氮气进行保护，破碎后将物料运输至混合器，在混合器的位置上设置防爆阀门，避免其物料在混合阶段形成危险事故。

4.3设置危废预燃炉系统。因危废的性质主要以半固态的浆状混合物为主，物料不易分散且成分复杂，入分解炉后容易引起CO波动，影响水泥窑工况。通过设置危废预燃炉后，延长固危废窑外煅烧分解时间，降低固危废的水分，提高固废物的分散程度，充分利用固危废的热值，能够提高水泥窑处置危废的处置量，减小CO波动和水泥窑的影响。

结语：综上所述，水泥窑协同处置危废工艺技术能够高度能够积极的响应我国所提出的绿色循环经济发展号召，其具有较强的社会效益以及经济效益。在完成项目建设任务后，其不但可以弥补该区域危废产能的缺口，同时还能够发挥出水泥窑协同处置固废项目的示范效应，让水泥行业及相关地区的经济发展效益变得更高。

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