水泥窑协同处置废弃物技术研究及工程实例

1水泥窑协同处置废弃物原那么及特点* 国 家 科 技 支 撑 项 目 ：2021BAJ05B03 工 业 及 城 市 废 弃 物 在 水 泥 窑 中 的452021.4 CHINA CEMENT水泥窑协同处置废弃物 技术研究及工程实例胡芝娟 ， 李海龙 ， 赵 亮 ， 沈序辉 ， 郑金召天津水泥工业设计研究院 ，天津 30040020 世 纪 70 年 代 初 以 来 ，欧 洲 、日 本 、美 国 、废 弃 物作 为 替 代 燃 料 和 原 料 AFR在 水 泥 窑 中 成 功 地 进 行 了协 同处理。水泥窑协同处置废弃物 ，主要 利 用 水 泥 高 温 煅 烧 窑使 用 替 代 性 燃 料 和 原 料 能 减 少 废 弃 物 对 环 境 的 影 炉燃烧处 理 废 弃 物 。 在 焚 烧 过 程 中 ，有 机 物 彻 底 分 解 无 响，能平安 地 处 置 危 险 废 弃 物 ，能 减 少 温 室 气 体 排 放 ，减 害 化 ，产 生 的 热 量 被 水 泥 生 产 回 收 ，实 现 能 量 利 用 的 最 少废弃物 处理本钱，降低水泥 工业生产本钱。 大化， 灰 渣 作 为 水 泥 组 分 直 接 进 入 水 泥 熟 料 产 品 中 ，实在?巴塞尔 公约?的条文中，水 泥 生 产 过 程 中 危 险 废现资源化 的同时做到废弃物 的彻底减量化。弃 物 的 协 同 处 理 方 法 已 被 认 为 是 对 环 境 无 害 的 处 理 方1.1水泥生产工艺简介法。 这说明了水泥 生产过程中 对危险废弃物 进行协同处典型的新型干法水泥生产工艺见图 1。理的适用性，以及协 同处理的先决条件。水泥生产需要大量原材料。 在 对 原 料 进 行 开 采 、研水泥工业消耗了 大量的自然资 源 和 能 源 ，同 时 也 为磨和均 化 之 后 ， 碳 酸 钙 分 解 形 成 的 氧 化 钙 与 二 氧 化 硅 、 全世界城市和根底设施的开展和现代 化做出了奉献。 水氧 化 铝 和 氧 化 铁 在 回 转 窑 内 通 过 高 温 固 相 反 应 生 成 熟 泥 工 业 及 其 行 业 协 会 通 过 优 化 自 然 资 源 的 使 用 和 减 少料。 熟料与石膏和其 他成分在一起碾磨得到水泥 。 整体的能源消耗，在不断改善环境 质量。利用水泥回转窑处理废弃物， 不仅具有燃烧法的减不 过 使 用 替 代 性 燃 料 和 原 料 应 当 遵 守 一 些 基 本容、 减量化特征， 且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部 规 那么 和 原 那么 。 当 前 公 众 最 为 关 注 和 讨 论 最 多 的 生 态 问分，不需要 对 焚 烧 灰 进 行 填 埋 处 置 ，烟 气 焚 烧 彻 底 ，污 染 题 是 温 室 气 体 、 全 球 变 暖 、 非 再 生 性 化 石 燃 料 的 有 效物形成总量显著降低，是一种清洁有效的污泥处置技术。 利 用 、毒 性 残 留 物 和 水 土 资 源 的 污 染 。 而 商 界 人 士 那么1.2 水泥窑协同处置废弃物 定义 更 关 注 成 本 竞 争 力 、全 球 竞 争 和 利 润 。 如 何 在 环 境 保水 泥 窑 协 同 处 置 废 弃 物 是 指 在 水 泥 生 产 过 程 中 使 护 和 经 济 利 益 之 间 取 得 平 衡 ， 乃 是 当 今 社 会 所 面 临 的用废弃物 ，并从中回收物质和能量的过 程。挑 战 。废弃物 可在不同的 喂料点进入水泥生产过程 。 最常以下详述天津 水泥工业设计研 究 院 有 限 公 司 简 称见的是：窑 头 主 燃 烧 器 、窑 尾 烟 室 、上 升 烟 道 、预 分 解 炉 、天津院 研 发 出 的 一 整 套 针 对 城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 、生分解炉的三次风风管进口。 活 垃 圾 、污 染 土 等 废 弃 物 的 水 泥 窑 协 同 处 置 技 术 ，以 及废 弃 物 焚 烧 残 渣 甚 至 可 按 照 与 传 统 原 料 一 样 的 喂 在实践中的检验和 推广。料 方 式 被 喂 入 窑 系 统 中 ， 例 如 通 过 正 常 的 原 料 喂 料 系统。 但含有可在低温时挥发成 分例如烃或二噁英等剧处 置 技 术 及 装 备 研 究 。毒有机物的废弃物 必须喂 入窑系 统的高温区 。摘 要 ：阐 述 天 津 水 泥 工 业 设计研究院有限公 司 经 过 十 余 年 潜 心 研 究 ，结 合 水 泥 窑 炉 操 作 条 件 ，针 对 中 国 固 废 处 置 客 观 环 境 ，研 发 出 一 整 套 针 对 城 镇 污 水 处 理 厂 污 泥 、生 活 垃 圾 、污 染 土 等 废 弃 物 的 水 泥 窑协同处置技术，以及在实践中得到检验 、推广的情况和工程案例。关键词：水泥窑；协同处置；废弃物水泥窑协同处置固体废弃物21应遵循水泥窑利用废弃物的分级原那么。 如果在生46中 国 水 泥 2021.4RECYCLE OF WASTES 废弃物利用2无残渣飞灰产生。3 回转窑内碱性环 境 抑 止 酸 性 气 体和除水银、铊以外的绝大局部重金属排放。4可 选 择 不 同 温 度 点 处 置 废 弃 物 ，避开二噁英等有毒有害气体产生。5废 弃 物 可 替 代 部 分 一 次 原 料 和燃 料 。6回转窑热容量大、工作状态稳定，废 弃物处理量大。7水 泥 回 转 窑 是 负 压 状 态 运 转 ，烟气和粉尘很少 外溢。8处理费用较低。9尾气处理投资省。1.3 水泥窑协同处置废弃物的 根本原那么态和经济上有更好的回收利用方法，那么不要将废弃物使用 固体废弃物是 人们在生产、生 活 中 产 生 的 污 染 环 境 在水泥窑中。 利用水泥窑协同处置废弃物必须建立在社会 的 物 质 ，即 平 常 所 说 的 “垃 圾 。 主 要 包 括 固 体 颗 粒 、垃 处置本钱最优化原那么之上，并保证对环境无害的资源回收 圾 、炉 渣 、废 弃 的 制 品 、破 损 器 皿 、残 次 品 、动 物 尸 体 、变 利用。 废弃物的协同处置应保证水泥工业利用的经济性。 质食品、人畜粪便 等。2必须防止额 外的排放物 和 对 人 体 健 康 和 环 境 的2.1技术体系关键负面影响。 水泥窑协同处置污 泥应确保污 染物的排放不 1依 据 废 弃 物 的 特 性 选 择 合 理 的 处 置 方 式 ，并 通 高 于 采 用 传 统 燃 料 的 污 染 物 排 放 与 废 弃 物 单 独 处 置 污 过 不 同 的 高 温 区 加 入 的 物 料 的 特 性 要 求 确 定 合 理 的 预染物排放总和。 处理工艺。3必须保证水泥产 品的 质 量 保 持 不 变 。 协 同 处 置 2通 过 对 废 弃 物 热 值 及 组 分 的 合 理 调 配 ，提 高 废 废弃物 水泥 窑 产 品 应 通 过 浸 析 试 验 ，证 明 产 品 对 环 境 不 弃物入窑处 置 的 热 能 利 用 水 平 ，在 客 观 上 实 现 废 弃 物 处 会造成任何 负 面 影 响 ，水 泥 产 品 的 质 量 应 满 足 寿 命 终 止 置及节能替 代 利 用 的 有 效 复 合 利 用 ，提 高 水 泥 窑 协 同 处 后再回收利用的要 求。 置的经济效 益。4 必 须 保 证 从 事 协 同 处 置 的 公 司 具 有 合 格 的 资3针 对 废 弃 物 焚 烧 处 置 过 程 产 生 的 大 气 污 染 物 、 质。 利用水泥窑协同处置废弃物 作为跨行业 的协同处置重金属等的 排 放 特 点 ，确 定 水 泥 窑 协 同 处 置 废 弃 物 的 合 方 式 ，应 保 证 从 产 生 到 处 置 完 成 良 好 的 记 录 追 溯 ，在 全理工艺，并 通 过 生 产 技 术 的 优 化 处 置 实 现 水 泥 窑 协 同 处 处 置 过 程 确 保 污 染 物 的 达 标 排 放 和 相 关 人 员 健 康 和 安置废弃物 的清洁排 放。 全，确保所有要求符合现 有的国家法律、法规和制度。 能4水泥窑协同处置废弃物 应 保 证 水 泥 产 品 及 下 游 够 有 效 地 对 废 弃 物 协 同 处 置 过 程 中 的 投 料 量 和 工 艺 参相关产品在产品性能上不发生改变。 这就 要求对局部影 数 进 行 控 制 ，并 确 保 与 地 方 、国 家 和 国 际 的 废 弃 物 管 理响 水 泥 矿 物 水 化 过 程 及 产 品 性 能 指 标 的 部 分 有 害 元 素 方案协调一致。如 ZnO、CuO、P2O5、F-等进行严格的控制。5必须考虑到具体的国情 及 地 区 经 济 文 化 不 平 衡以替代燃料为例，水泥行业可 利 用 废 弃 物 替 代 燃 料性差异。 只 有 废 弃 物 不 能 以 更 经 济 、更 环 保 的 方 式 加 以 种类很多，绝 大 多 数 的 可 燃 工 业 废 弃 物 及 几 乎 所 有 的 商防止或 再 生 时 ，方 可 对 其 进 行 协 同 处 置 。 生 态 循 环 利 用 业、市政、农 林 业 、畜 牧 业 废 弃 物 以 及 部 分 家 庭 垃 圾 均 可 废弃物是 最 理 想 的 解 决 方 案 ，协 同 处 置 应 当 被 认 为 是 一 以通过水泥窑系 统进行燃烧的热能回收利用。 表 1 为常 种可选 的 处理方式。 见的水泥 窑用替代燃料。1.4 水泥窑协同处置废弃物的 主要特点 应用于窑 头主燃烧器的废弃物 必 须 是 高 热 值 、低 水1处 理 温 度 高 ，焚 烧 空 间 大 ，停 留 时 间 长 ，可 彻 底分 、小 颗 粒 的 废 弃 物 替 代 燃 料 ，并 且 通 常 需 要 和 煤 粉 搭分 解废弃物 中有害有机物。 配，添加 量 严 格 受 到 火 焰 温 度 要 求 的 制 约 。 在 分 解 炉 内乳 化 液 、矿 物 油3水泥窑协同处置污水处理厂污泥针对生活垃圾 热值低、灰分大 、干 化 困 难 的 特 点 ，采472021.4 CHINA CEMENT0.61.0 左右，Cl 元素那么控制在 0.030.04以下。2.3工程实例以 下 介