水泥窑协同处置建筑垃圾系统介绍

水泥窑协同处置建筑垃圾系统介绍

白峰

吐鲁番天山水泥有限责任公司 新疆吐鲁番市 838000

摘要：现阶段，社会进步迅速，我国的基础建设的发展也有了显著的提高。建筑垃圾作为可再生、再利用资源具有较大的社会价值、环境价值和经济价值。随着城市化进程推进、城中村及棚户区改造加速，建筑垃圾的产生量逐年增大。同时人们逐渐认识到建筑垃圾是一种可再生资源，具有较大的利用价值。水泥窑协同处置作为一种综合优势明显的固废处置手段，在协同处置生活垃圾、污泥和危险废弃物等方面成功地投入生产应用。利用水泥窑协同处置建筑垃圾，把建筑垃圾处置后分离出来的骨料作原料烧成熟料，再制造出水泥。既解决了建筑垃圾问题，又节约了水泥厂部分原料，实现了垃圾减量化、无害化和资源化目标，促进了循环经济发展。

关键词：水泥窑；协同处置；建筑垃圾系统介绍

引言

近年来，随着我国城市生活垃圾产生量的迅速增加，生活垃圾合理处置的问题也越来越严峻。水泥窑因其特有的高温、碱性环境，已被若干工程案例证实是生活垃圾资源化和无害化处置的有效途径。然而生活垃圾中不可避免地含有氯、钾、钠、硫等对熟料生产不利的有害元素，这些元素若超过某一限值即可对烧成系统的工况和熟料质量产生负面影响，如烟室及预热器结皮、窑筒体结皮、熟料氯含量偏高等。

1重要性

随着国民经济的迅速发展，我国水泥工业进入了繁荣发展时期。水泥行业在为社会创造价值的同时，也是我国能源、资源消耗和污染物排放的主要行业之一。随着我国“绿水青山生态文明”总体规划的实施，对水泥企业粉尘和SO₂、NOX、CO₂、CO等有害气体的排放提出了更为严格的要求，水泥生产面临着严峻挑战。水泥企业“超低排放”是实现行业高质量发展、调整产业结构、淘汰落后产能的重要举措，得到了国家环保部门和地方政府的高度认可，水泥企业进行“超低排放”技术改造势在必行。为满足排放要求，提升区域行业环境综合治理水平，促进企业高质量发展，各公司都应按照环保主管部门要求，引进先进技术实施了“超低排放”的技术改造以达到目的。

2水泥窑协同处置建筑垃圾系统介绍

2.1工艺特点

水泥窑协同处置建筑垃圾包括给料、输送、分选（筛分、重力分选、磁力分选、智能与人工分选）破碎、降噪、除尘等处置环节。

2.1.1　给料环节

本系统的给料环节通过在地下或地上设置1台链板给料机，把上面的物料均匀给料到输送设备上。链板给料机由驱动机构、张紧装置、牵引链、板条、驱动及改向链轮、机架等部分组成。

2.1.2　输送环节

本系统的输送环节采用带式输送机。由于所输送物料容重忽大忽小，且干、湿状态下抛离特性差异较大，带式输送机带速宜选取小值（≤1.00m/s），槽型角和布置角度一般为≤16°左右。

2.1.3　分选环节

分选可分为机械分选、人工分选、智能化分选。本工程采用机械分选为主，人工分选为辅，预留智能分选条件。本系统的分选环节采用两级机械筛。第一级为棒条式振动筛，第二级为弹跳筛。棒条式振动筛由激振源（振动电机）、机体、减振弹簧、前后支架等组成，具有结构简单、维护方便、强度高、耐冲击、耐磨损及低噪音等特点。弹跳筛根据建筑垃圾中各组分的摩擦系数和碰撞系数的差异，在斜面上运动与斜面碰撞弹跳时，产生不同的运动速度和弹跳轨迹而实现彼此分离，具有筛选可调节、运转平稳可靠、噪音小及维护检修方便等特点。

2.1.4　破碎环节

系统设置粗细二级破碎。初碎采用颚式破碎机，细碎采用反击式破碎机。颚式破碎机作为初碎骨料；反击式破碎机作为细碎骨料，在冶金、化工、建材、高速公路、铁路等行业中广泛应用。

2.2除尘环节

除尘环节主要是在带式输送机的转运、破碎机料口等产生严重粉尘的部位采用干雾抑尘和布袋除尘器，在上料口处采用局部除尘的方式。

2.3除氯效果分析

引风管技改后，在旁路放风系统稳定运行且协同处置生活垃圾的情况下，统计了一时间段内预热器C5下料管内热生料的氯含量。同等放风比例的前提下，在协同处置生活垃圾初期，C5下料管内热生料的氯含量基本在0.8%左右，旁路放风灰的氯含量为14.76%；随着运行时间的增加，C5下料管内热生料的氯含量上升至1.2%左右并趋于稳定，这可能是随着时间的推移，氯元素在窑系统内不断富集并趋于吸附脱附平衡；后续提高了旁路放风尾排风机的转速，提高了放风量，继续跟踪观测C5下料管内热生料氯含量，发现其含量有下降趋势，并稳定在1.1%左右，且检测到旁路放风灰中的氯含量为18.26%，这说明提高尾排风机的转速，有利于旁路放风系统氯元素的外排。

2.4旋风筒收尘效率与除氯效果的关系研究

在旁路放风系统运行过程中，分别测试了旁路放风系统旋风筒入口含尘浓度、出口含尘浓度，并计算得到了该旋风筒的收尘效率约为82.95%。测试了烟室粉尘中的氯含量为4.22%、旋风筒出口粉尘中的氯含量为19.5%、旋风筒下料管粉尘中的氯含量为1.63%，细粉氯含量约为粗粉氯含量的12倍。此外，还测试了旋风筒下料管粉尘的粒径分布（粗粉）以及旋风筒出口粉尘的粒径分布（细粉）。粗粉的粒径分布范围较宽，80μm以下的占到了85%左右，细粉的粒径分布范围较窄，13μm以下的占到了85%左右。根据上述测试分析数据，初步认为，旁路放风热烟气中的氯，绝大部分是以气态或离子态的形式存在于气体中，而并非附着在烟室高温气流的粉尘中；所谓“细粉”，一方面是烟室热烟气中夹带的粒径较小的那部分生料粉，因其比表面积大，吸附氯元素的能力较大，使得其氯含量高于粗粉；另一方面，也可能是烟室热烟气中气态或离子态的氯与气态的碱金属或碱土金属，在低温状态下重新整合形成的氯碱盐颗粒，使得其氯含量高于粗粉。进而可以得知，该旁路放风旋风筒的分离效率若过高，含有较高氯含量的细粉不能被排出系统外，仍回至窑系统，除氯效果会有所下降；若分离效率过低，大量生料粉吸附氯元素后外排，除氯效率会有所提高，但提高的幅度不大，且大量热生料排出窑系统也会影响烧成热耗且对后续旁路放风灰的输送能力提出更高要求。因此，根据经验，该旁路放风旋风筒的收尘效率控制在80%～85%之间比较合理。NOX的形成与烧成温度有很强的相关性。研究表明，烧成温度从1550℃升高到1900℃时，NOX的生成量急剧上升，特别是在1750℃后，几乎是直线上升。选取合适的原材料和熟料配料方案或使用矿化剂，在保证熟料质量的前提下，尽可能降低烧成温度，可抑制NOX的生成。基于此，我公司尝试使用铁选矿污泥（替代石灰石）和煤矸石等低价原材料，采用石灰石、砂岩、煤矸石（带热值/无热值）、铁选矿污泥、铜尾矿五组分进行多次配料生产试验，初步摸索了原材料配比对NOX排放的影响。

结语

水泥窑协同处置建筑垃圾通过将建筑垃圾处置后分离出来的骨料作原料制造出水泥，实现废物的循环利用，具有适应能力强、做水泥工业的混合材效果好、消纳量巨大、经济性可观等优点，实现了建筑垃圾处理的“资源化、减量化、无害化”。但是还要不断借鉴国内外建筑垃圾处置工艺的先进经验，促进我国水泥工业向环境友好型和生态环保方向发展。

参考文献

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