协同处置固危废对氯碱循环富集的影响

协同处置固危废对氯碱循环富集的影响

尼加提•阿木提,李兆岳,乃菲赛木•加拉依丁

新疆圣雄氯碱有限公司 新疆维吾尔自治区吐鲁番市 838100

【摘要】水泥窑炉协同处置固体危险废物因具有高无害化、高资源化、低运行成本、高处理量等优点而得到了广泛的应用。同时，国家对水泥的质量控制也越来越严格。氯碱有害物质对水泥窑环境和水泥制品的品质有很大的影响。适量的氯化物可以有效地降低烧结温度，但过量的氯化物又会加速混凝土的冻融，加速钢筋的腐蚀，从而引起工程质量问题。碱性氧化物可以降低熟料中的液相形成温度和粘度，在碱性含量较低时，可以促进C2S吸收 CaO生成C3S，从而降低f-CaO含量。当氯气和碱气的含量较高时，也会引起预热器的结皮。因此，在协同处理固体危险废物时，需要对其进行合理的组分比例计算，以减少固体危险废物的添加对窑炉和水泥制品的影响。

【关键词】水泥窑；协同处置固危废；氯碱循环富集；影响

一、协同处置固危废中存在的问题

水泥窑协同处置生活垃圾虽然具有诸多优点，但同时也会影响到窑体的安全运行和产品中的重金属安全。目前，水泥窑协同处理生活垃圾面临以下问题：（1）垃圾燃烧过程中挥发性组分（氯、碱、硫）将加剧氯-碱-硫在水泥窑系统中的循环和富集，导致预热系统发生结皮堵塞。(2)废弃物燃烧过程中所产生的残余重金属会使水泥熟料中的重金属含量提高，从而使水泥产品中的重金属离子溶出速度加快，造成环境污染。(3)垃圾燃烧会使尾气、烟尘中的重金属含量增加，对空气有一定的污染。(4)由于生活垃圾组分较多，且热量分布不均，极易引起预热体系的不稳定，从而增加水泥窑体系的运行困难。

二、协同处置固危废对氯碱循环富集的影响

(一)飞灰

飞灰在熟料锻烧过程中的作用是：（1）颗粒物质通常由窑口喷射进入，然后在窑中经过并燃烧，这些物质占据了煤粉的燃烧空间，从而影响了炉口的火焰形态及煤粉的燃烧，进而影响了熟料锻烧的效果。(2)由于固体微粒在窑中滞留，造成了阻碍，使窑中的差压增大，对窑中的通风造成了不利的影响，同时，由于系统的负压较高，使窑中的空气流速较快，不利于窑中的煤粉的充分燃烧，造成了烧成区的温度降低，造成了窑中的结圈现象，进而对熟料的锻烧产生了影响。(3)有部分飞灰通过三次风管道流入到裂解炉内，对裂解炉的工作状态有一定的影响。在分解炉中，燃烧用的空气也可以被划分成一次风和二次风两种类型。一次风会将燃料带到炉中，因为它的数量比较少，而且风速也比较低，所以燃料与一次风不能形成流股，在一瞬间，就会被高速旋转的气流冲击混合，使得燃料颗粒悬浮分散在气流中，物料颗粒之间可以单独地进行燃烧，从而形成辉焰燃烧。

(二)废液

废液对熟料锻烧过程有较大的影响。随着废液含水量的增加和二次风温度的降低，对熟料的锻烧不利。理论上，煤粉含水率每提高1%，其燃烧热值就下降1%。由于废液中含有大量的水汽，使得煤粉在燃烧时产生大量的热能，从而导致了二次风温度的急剧下降。水受热蒸发后，其体积增加了1700余倍，同时由于水蒸汽的存在，使得煤粉体上覆盖着大量的水汽，使得空气无法进入燃烧区。由于炉膛中水蒸汽的增加，使炉膛中的压力差增加；高的湿度还会导致煤粉不完全燃烧，烧成温度较低，导致熟料品质较差，篦冷机内料层阻力增大，窑内飞砂增多，也会增加系统阻力，对熟料锻烧产生影响。

(三)窑头处置沾染物

废弃油桶、废油滤芯、沾染了油类等有害物质的手套、抹布等都是很容易被废油沾染的东西。这种材料的特征是形状不规则，含有部分热值，燃烧速率慢。在窑头处，混杂物通常由人为添加，其中的可燃物燃烧殆尽，为锻烧过程中的灰渣提供了一小部分的热量，而不能燃烧的灰渣则通过篦冷器排到了灰渣库里。焚烧工作人员可以使用窑头罩的清料孔把沾染物加入到窑头罩中进行焚烧，但是孔门太大，会导致系统负压波动，而且当窑头负压波动的时候，会对焚烧工作人员带来安全隐患。经过多次试验，某发现在焚烧沾染物的时候，打开的系统孔门直径被控制在20cm以内，这样在短时间内，不会对系统负压造成任何影响。沾染物大多是具有热值的废料，焚烧沾染物能够有效地提高二次风、三次风的温度，提高烧成温度，并对熟料锻烧环境进行改善。

(四)浆渣危废

漆渣、废胶、沾染物、催化剂、活性炭有机淤泥等是最常见的浆渣危废，现在主要的处理方式是将废料按一定的比例混合，形成具有一定水分和热值的固液混合体，再用柱塞泵送入分解炉中进行燃烧，预裂化技术的成功运用，是水泥生产模式的根本，而碳酸钙分解速率的提升，对预裂化窑的产量、质量及熟料的锻烧效果有很大的影响。煤泥含水量高，粘度大，在燃烧中会生成大量的一氧化碳。一方面，这些CO占据了煤粉的燃烧空间，造成了不同部位的温度分布不均匀；另一方面，这些CO又占据了氧气资源，生成了大量的CO2，影响了CaCO3的分解速度，降低了分解炉的效率。其原理是：CaCO3粒子的分解时间与粒子尺寸、分解平衡压力及分解炉内CO2分压有关，在其它条件不变的情况下，分解炉内CO2分压愈高，则分解时间愈长。浆渣对熟料锻烧的影响主要有：含水量、热值、有害组分等，造成烟室结皮，造成系统通风不良。所以，在处理废浆的时候，一定要对含水率进行合理的控制，根据实际的生产经验，含水率大于50%的时候，会对分解炉的工作状态产生很大的影响，这对熟料的锻烧不利；同时，在有害成分符合国家标准的情况下，尽可能地降低有害成分，防止烟室结皮或者窑内结后圈，对系统通风造成影响。另外，由于料浆具有较高的热值，还可减少系统的煤耗。

(五)浆渣入口位置

在实际应用中，当煤渣的投入量大于2.0t/h时，煤渣的燃烧速率很低，很容易在烟室的坡道上积聚，而且还会与烟气逐渐融合，变得坚硬，从而形成大的结皮；在坡道上，由于物料的流动性较差，粉料易发生积聚，造成烟道通风不良，甚至造成窑尾的倒料，对熟料的锻烧不利。在进行了改进后，将浆渣入口改到了三次风管，这样可以使废物在三次风管燃烧完后，再进入分解炉，或者落到烟室斜坡上。这种方法不仅可以防止烟室结皮和坡面物料的堆积，而且还可以防止废渣燃烧对焦化炉的工作状态产生影响。以4500t/d窑型为例，根据使用情况来看，浆渣喂料量在1-2t/h之间，浆渣入口点选择在三次风管处，落料点与分解炉距离1m左右，可以使浆渣废弃物尽可能燃尽，同时对系统的影响较小。废渣落料位置的确定也要根据炉型来进行，如NST-I型废渣三次风进口为单风道，而KSV废渣三次风进口为双风道。单风道进料口具有较大的空气流量和富氧条件，对煤粉的充分燃烧更为有利，此时，煤粉进料口可适当接近分解炉；双风道进气口的空气流量较少，下料位置可适当地偏移到三次风管道的一侧。

三、结语

水泥窑协同处置生活垃圾（生活垃圾）可高效去除二恶英等酸气，可高效消纳燃烧残余重金属，并可利用燃烧废渣作为水泥原料，并对垃圾渗滤液进行无害化处置。水泥窑协同处置城市生活废弃物可以完全消纳城市生活废弃物，与其它方法相比，是一种更加绿色的城市生活废弃物处理方法。

参考文献

[1]葛楠楠,马春平,张磊,齐怀莲,孔睿睿.协同处置固危废对氯碱循环富集的影响[J].水泥,2023(01):36-38.

[2]邓光亮.水泥窑协同处置生活垃圾中氯碱硫分布及制品重金属安全性研究[D].华南理工大学,2015.