第一篇:新型干法水泥窯高溫帶耐火磚無鉻化配套技術的研究與應用
“新型干法水泥窯高溫帶耐火磚無鉻化配套技術的研究與應用”項目通過鑒定
來源:中國建筑材料聯合會科技部發布日期:2011-12-05
核心提示:2011年12月1日,中國建筑材料聯合會科技部受通達耐火技術股份有限公司、武漢科技大學、鞏義通達中原耐火技術有限公司委托,對“新型干法水泥窯高溫帶耐火磚無鉻化配套技術的研究與應用”項目進行了評審鑒定,并公布鑒定結果。
2011年12月1日,受通達耐火技術股份有限公司、武漢科技大學、鞏義通達中原耐火技術有限公司委托,中國建筑材料聯合會科技部對“新型干法水泥窯高溫帶耐火磚無鉻化配套技術的研究與應用”項目進行了評審鑒定。
鑒定委員會的專家經過評審鑒定后指出,經國家建筑材料工業耐火材料產品質量監督檢驗測試中心和國家耐火材料質量監督檢驗中心檢測,該產品的各項性能指標優于同類產品的標準要求。配套方案經在鹿泉金隅鼎鑫5000t/d新型干法水泥窯上超過18個月的應用,得出方鎂石-復合尖晶石磚運行期內相對應筒體溫度低于250℃,具有良好的掛窯皮性能以及優異的耐磨性和低導熱性的結論。該技術成果總體達到國際先進水平,其中,方鎂石-復合尖晶石磚、塑性相復合低導硅莫磚的制備技術居國際領先水平。同時,他們也表示,該成果的開發促進了我國耐火材料產業的技術進步,提高了水泥窯的運轉率,對水泥工業實現耐火材料無鉻化、節能減排及保護環境具有重要意義,環境、社會和經濟效益顯著。除了對該項目給予充分肯定外,中國建筑材料聯合會還指出了該項目解決的關鍵技術和主要創新點。主要有三點:
一、在合成出剛玉-鐵鋁尖晶石材料的基礎上,制備出適用于水泥窯高溫帶的方鎂石-復合尖晶石磚,實現水泥窯耐火材料的無鉻化。
二、通過組份設計,引入金屬塑性相、紅柱石至傳統鋁-碳化硅體系中,制備出適用于水泥窯上、下過渡帶的塑性相復合低導硅莫磚,有效地降低了筒體溫度。
三、設計開發了全新的新型干法水泥窯高溫帶耐火磚無鉻化配套技術:方鎂石-復合尖晶石磚+塑性相復合低導硅莫磚在水泥窯上的配套應用,延長了耐火材料的使用壽命。最后,中國建筑材料聯合會提出專業性的解決建議,希望未來能進一步加強應用技術研究,加快開拓國外市場。
第二篇:新型干法水泥窯“堆雪人”與“紅河”現象以及水泥生產原理
個人簡歷
在新型干法窯水泥生產中,熟料的冷卻方式基本采用篦式冷卻機冷卻。在實際生產中,篦冷機前壁與回轉窯筒體轉向后側的卸料溜子處,常常會遇到篦板不能及時將熱熟料推走,使其堆積越來越高,嚴重時可堵到窯口,人們通常把這種現象稱為“堆雪人”;在篦床上熟料層的細料側,從進料至出料呈現一條高溫灼紅熟料帶,俗稱“紅河”。
一、篦冷機“堆雪人”與“紅河”的危害
堆雪人與紅河是篦冷機經常出現的不正常現象,嚴重影響著生產線的正常運轉。
雪人的形成,影響系統通風、入窯二次風量、風溫,破壞窯及預熱器系統的熱平衡,使窯內煅燒狀況不好,熟料產量、質量下降,嚴重時會造成窯頭正壓,窯尾漏料,窯口護鐵磨蝕加重。
紅河會造成篦板損壞。篦板受熱損壞后,部分高溫熟料經篦板破損處落入篦床下風斗內,易使篦床下的大梁和風斗的密封板及斗下閥門等部件受熱變形,造成冷風漏出機外或在篦下各室之間相互串風,熟料得不到冷卻,以致影響到熟料輸送、儲存、粉磨和水泥性能。
二、“堆雪人”的形成原因
由于入窯二次空氣量不足,燃料燃燒速度較慢,導致煤粉不完全燃燒,熟料在窯內翻滾過程中表面粘上的細煤粉,一并落入篦冷機后,在熟料表面進行無焰燃燒,釋放出熱量,隨著風冷卻的加大紅料越是不斷,使得本來應該受到驟冷的液相不但不消失,反而可維持相當一段時間;另一方面由于煤灰包裹在熟料表面,導致熟料表面鋁率偏高,液相粘度加大,更為重要的是不完全燃燒極易導致還原氣氛。在還原氣氛下,熟料中的被還原為低熔點的FeO,生成低熔點礦物,粘附在墻壁上。如果這種還原氣氛持續的時間過長或篦床操作不當,如停床、慢床致使物料在篦床一室形成堆積狀態,使熟料與墻壁有足夠的接觸時間;再加上盲板的阻風作用,使靠近墻壁的熟料冷卻效果差,一部分液相就會在墻壁上粘掛,逐漸形成雪人。
三、“紅河”形成的原因
熟料在篦冷機的冷卻過程是: 從窯頭落下的高溫熟料堆積在篦冷機進料口篦床上。隨篦板向前推動覆蓋在整個篦床上,冷風經篦縫向上透過熟料層,熟料在推動的過程中逐步得到冷卻。而熟料冷卻的好壞取決于冷風透過熟料層的阻力。阻力小,透過的冷風量多,則出篦冷機的熟料溫度低。阻力大,則出篦冷機熟料溫度高。
冷風透過熟料層的透氣阻力影響因素較多 ,其計算公式較為復雜 ,為說明問題 ,簡化如
——阻力損失,Pa;V ——氣體透過篦床的速度,m/s;g ——重力加速度,;— —阻力系數, 值與熟料結粒大小 ,料層內縫隙率以及熟料粘度等有關;——氣體容重 ,。
從公式來看,冷風透過料層的阻力與氣流速度、氣體容重、阻力系數有關。當冷風透過高溫熟料料層時,風料之間熱交換因溫差較大而作用強烈,此時高溫熟料將較多的熱量傳給冷風,冷風受熱后溫度升高,體積隨之增加,其透過料層的氣流速度也相應增加。氣體透過料層的阻力隨氣流速度的平方增加,而氣體的容重隨溫度增加而減小,結果是透氣阻力隨氣流溫度增加而呈平方增加。反之當氣流透過溫度較低的熟料層時,氣流溫差小,透過的氣體溫度低則阻力也低,空氣易從低阻力區域的熟料層透過,氣體透過量愈多 ,熟料溫度愈低。熟料隨篦板推動而向前移動。從篦冷機的橫斷截面來看,愈是在冷端,高透氣阻力的料層和低阻力的料層之間的溫差也愈大,冷風愈來愈集中在低阻力的熟料層透過,而高阻力的料層很少有氣流透過,此部位熟料的冷卻效果相當要差一些。
熟料在窯內煅燒時,受離心力的作用,產生離析,大顆粒一般集中在中間,隨著顆粒直
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徑變小,細顆粒愈來愈集中在窯筒體一邊。當熟料從窯頭落至篦床上時,大顆粒集中在一側,細顆粒集中在另一側,篦床橫截面中部為粗細顆粒的過渡部位。當窯速較快且窯內細顆粒熟料較多時,細顆粒集中在一側的現象尤為明顯。熟料顆粒在篦床縱向隨篦板向前推動逐步覆蓋整個篦床面,雖然在推動過程中,顆粒層級配有所變化,但縱向變化不大,此時,從篦冷機的進料口至出料口,細顆粒在一側形成帶狀、較大顆粒分別形成條帶而隨顆粒直徑增大向另一側集中。由于細顆粒堆積致密,冷風透過時阻力大,從進料口的高溫熟料層開始,冷風較少或不透過細顆粒熟料層,較多地透過阻力低的較大顆粒層。此時細顆粒層因冷風透過量少而得不到冷卻,其料層表面呈高溫紅色,透過冷風的熟料層因冷卻其表面呈黑色。隨著篦板的推動,在同一橫截面上粗、細熟料顆粒層之間的溫差愈來愈大,冷風愈來愈集中從較大顆粒的熟料層透過,而細顆粒熟料層得不到冷卻, 形成一條從冷卻機進料口至出料口的,紅熟料帶,這就是紅河現象出現的原因。
四、“堆雪人”的解決措施
篦冷機堆雪人的原因較多,有時幾種原因共存,所以應根據具體情況具體分析,從工程設計開始就引起重視。
正確確定篦冷機與回轉窯中軸線的相對位置
篦冷機與回轉窯中軸線的相對位置是引起堆雪人的重要原因,設計者應從在理論和實踐中總結經驗,提出合理的位置關系。另外,在回轉窯的制造、安裝和調試過程中應嚴格把關,尤其是中軸線的相當位置,減少尺寸誤差。
改善熟料的顆粒組成,正確控制液相量
新型干法的特點之一是熟料的細顆粒較多,當溫度提高時,便容易形成浮動料層,使篦冷機堆雪人的幾率增高。料層厚度應始終保持在600mm左右。在同等生料質量的條件下,由于窯速調節不當和三風道噴煤管使用不好,都會使細粒熟料增多;同時熟料中的液相量與溫度也密切相關。預分解窯幾乎沒有冷卻帶,進入篦冷機的熟料溫度一般都高達 1300—1450 oC,個別甚至會更高。
熟料在正常煅燒的過程中,當溫度略低于1300 oC時便開始生成液相。然后,隨溫度的繼續升高而液相量逐漸增加,但達到某一定溫度后,液相量增加的速度緩慢下來。只有溫度再劇增,液相量才會進一步增加,正常情況下溫度在1300—1400 oC的范圍內是液相量劇增區域。適當的液相量有利于高質量熟料的形成,液相的粘度對良好熟料的形成也有重要作用。但溫度過高時液相量增加,粘度卻降低,難以形成良好的團塊,這也是篦冷機產生堆雪人的原因之一,所以,在操作中應特別注意溫度的控制,避免堆雪人的現象產生。
提高篦冷機冷卻能力
篦冷機是熟料冷卻的重要設備,合理設定各室風量和風壓,加速熟料冷卻,努力提高入窯二次風和入分解爐三次風溫度,減少熱損失,提高冷卻效率,可避免堆雪人和出紅料。提高冷卻能力的措施有:增加淬冷風量,避免冷風短路,控制合適的高低溫度段速比,一般為1:1.2,注意風煤料的變化。當煤灰分大時,熟料中含量高或噴煤嘴磨損嚴重時均有堆雪人和出紅料的危險。
五、“紅河”的解決措施
紅河的起因較復雜,其解決的方法也是多樣化。解決紅河的措施是:首先應從原料性能和熱工操作上解決,使窯內熟料結粒均勻,從根源上解決料層透風的均勻性,才能較好地解決紅河的問題。但各廠生產受種種條件的制約,很難對原料和操作作大的變動,在此情況下對篦冷機可以采取改變通風方式和改變篦板形狀來減緩紅河狀況。
改善窯的操作
為使熟料結粒均齊,應盡量提高入窯物料分解率,改善篦冷機的操作,盡可能提高二次
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和三次風溫,改善噴煤管火焰形狀,縮短物料在窯內分解帶和過渡帶的停留時間,延長在熔融帶的停留時間,在最高溫度帶保持合適的燒成溫度,以上操作狀況有利于結粒。提高入窯物料分解率的措施是加強窯、預熱器、三次風管、廢氣管道等裝備的密閉,減少漏風,改善預熱器、分解爐的性能,提高換熱效率,增強上述裝備的隔熱,減少散熱損失等。采用側吹風技術
側吹風技術是在篦冷機出現紅河料層的側墻邊,設置一排吹風孔,用一臺風壓較高的風機,在篦上水平向細顆粒層噴吹,此時部分細顆粒被吹動而使料層發生松動,而使料層的透風阻力下降,篦下的冷風因細料層阻力下降而得以透過料層,使熟料得到冷卻,紅河則減緩。
篦上側吹風操作時,在高溫細顆粒熟料與篦板之間有冷風吹過,形成一層冷風墊層,使篦板不致受高溫熟料的過熱損壞。同時篦下冷風因料層松動得以透過,使熟料得以冷卻,這將延長篦板的使用時間。采用特殊形狀篦面的篦板
在紅河料層下部的篦床上,設置篦面較高且形狀較為特殊的篦板。當紅河料層隨篦板向前堆動時,其底部熟料層被特殊篦板的篦面破壞 ,致使料層料積至密度發生變化,冷風透過料層的阻力降低,相應冷風可透過料層,使熟料得以冷卻,紅河現象得以減緩。但此類篦板磨損較重。
加強風室(斗)的密封
在生產時加強風室(斗)下鎖風閥門的維護,減少冷風從該部位漏出風室(斗)外,同時加強風室(斗)之間隔板的密閉,以防止各風室(斗)之間的串風,以保持各室(斗)有足夠的冷風透過料層。
采用可控氣流通風篦板
從 1990 年代起,國外出現了可控氣流篦板。冷風不從篦下風斗向篦上料層透風,而是通過篦板下的空心梁經篦板本身水平貼篦面噴出,然后透過料層使熟料得以冷卻。篦下空氣梁透風,結構上可以單排或單塊篦板單獨通風,解決了風斗供風時通風面積過大,冷風集中于低阻力料層透過而高阻力熟料層冷風透過量少而得不到冷卻,致使篦板受高溫熟料的過熱損壞的問題。采用可控氣流通風篦板后,可以采用較高的風壓和風量來透過紅河料層,相應消除和減緩紅河現象。可控氣流通風篦板篦冷機的優點是通風均勻、鼓風量小、出篦冷機的熟料溫度低、熱效率高、供燃燒用的二次和三次空氣溫度高、篦板損壞量少、設備事故率低、廢氣量少、收塵設備小。其冷風量可降至 熟料以下,單位有效冷卻面積熟料量提高至 以上,篦冷機熱效率可提高至 75 %以上。
新型干法水泥是怎么樣生產出來的? 最佳答案
一、水泥生產原燃料及配料
生產硅酸鹽水泥的主要原料為石灰原料和粘土質原料,有時還要根據燃料品質和水泥品種,摻加校正原料以補充某些成分的不足,還可以利用工業廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產。
1、石灰石原料
石灰質原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰巖、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產的主要原料,每生產一噸熟料大約需要1.3噸石灰石,生料中80%以上是石灰石。
2、黏土質原料
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黏土質原料主要提供水泥熟料中的、、及少量的。天然黏土質原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得最多。此外,還有粉煤灰、煤矸石等工業廢渣。黏土質為細分散的沉積巖,由不同礦物組成,如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。
3、校正原料
當石灰質原料和黏土質原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(有的 含量不足,有的 和 含量不足)必須根據所缺少的組分,摻加相應的校正原料 1)硅質校正原料 含80%以上(2鋁質校正原料含 30%以上(3鐵質校正原料含 50%以上
二、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成
硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣()和鐵鋁酸四鈣()組成。
三、工藝流程
1、破碎及預均化
(1)破碎 水泥生產過程中,大部分原料要進行破碎,如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產水泥用量最大的原料,開采后的粒度較大,硬度較高,因此石灰石是生產水泥用量最大的原料,開采后的粒度較大,硬度較高,因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。
破碎過程要比粉磨過程經濟而方便,合理選用破碎設備和和粉磨設備非常重要。在物料進入粉磨設備之前,盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度,以減輕粉磨設備的負荷,提高黂機的產量。物料破碎后,可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現象,有得于制得成分均勻的生料,提高配料的準確性。
(2)原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中,運用科學的堆取料技術,實現原料的初步均化,使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。
原料預均化的基本原理就是在物料堆放時,由堆料機把進來的原料連續地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時,在垂直于料層的方向,盡可能同時切取所有料層,依次切取,直到取完,即“平鋪直取”。
意義:
(1)均化原料成分,減少質量波動,以利于生產質量更高的熟料,并穩定燒成系統的生產。
(2)擴大礦山資源的利用,提高開采效率,最大限度擴大礦山的覆蓋物和夾層,在礦山開采的過程中不出或少出廢石。
(3)可以放寬礦山開采的質量和控要求,降低礦山的開采成本。
(4)對黏濕物料適應性強。
(5)為工廠提供長期穩定的原料,也可以在堆場內對不同組分的原料進行配料,使其成為預配料堆場,為穩定生產和提高設備運轉率創造條件。
(6)自動化程度高。
2、生料制備
水泥生產過程中,每生產1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料(包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏),據統計,干法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占約3%,水泥粉磨約占40%。因此,合理選擇粉磨設備和工藝流程,優化工藝參數,正確操作,控制作業制度,對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。
工作原理:
電動機通過減速裝置帶動磨盤轉動,物料通過鎖風喂料裝置經下料溜子落到磨盤中央,在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨,粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢
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出,被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干,根據氣流速度的不同,部分物料被氣流帶到高效選粉機內,粗粉經分離后返回到磨盤上,重新粉磨;細粉則隨氣流出磨,在系統收塵裝置中收集下來,即為產品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料,溢出磨盤后被外循環的斗式提升機喂入選粉機,粗顆粒落回磨盤,再次擠壓粉磨。
3、生料均化
新型干法水泥生產過程中,穩定入窖生料成分是穩定熟料燒成熱工制度的前提,生料均化系統起著穩定入窖生料成分的最后一道把關作用。均化原理:
采用空氣攪拌,重力作用,產生“漏斗效應”,使生料粉在向下卸落時,盡量切割多層料面,充分混合。利用不同的流化空氣,使庫內平行料面發生大小不同的流化膨脹作用,有的區域卸料,有的區域流化,從而使庫內料面產生傾斜,進行徑向混合均化。
4、預熱分解
把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成,代替回轉窯部分功能,達到縮短回窯長度,同時使窯內以堆積狀態進行氣料換熱過程,移到預熱器內在懸浮狀態下進行,使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合,增大了氣料接觸面積,傳熱速度快,熱交換效率高,達到提高窯系統生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。
工作原理:
預熱器的主要功能是充分利用回轉窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料,使生料預熱及部分碳酸鹽分解。為了最大限度提高氣固間的換熱效率,實現整個煅燒系統的優質、高產、低消耗,必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和高效分離三個功能。(1)物料分散
換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料,在與高速上升氣流的沖擊下,物料折轉向上隨氣流運動,同時被分散。(2)氣固分離
當氣流攜帶料粉進入旋風筒后,被迫在旋風筒筒體與內筒(排氣管)之間的環狀空間內做旋轉流動,并且一邊旋轉一邊向下運動,由筒體到錐體,一直可以延伸到錐體的端部,然后轉而向上旋轉上升,由排氣管排出。(3)預分解
預分解技術的出現是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道,設燃料噴入裝置,使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程,在分解爐內以懸浮態或流化態下迅速進行,使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務,移到分解爐內進行;燃料大部分從分解爐內加入,少部分由窯頭加入,減輕了窯內煅燒帶的熱負荷,延長了襯料壽命,有利于生產大型化;由于燃料與生料混合均勻,燃料燃燒熱及時傳遞給物料,使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優化。因而具有優質、高效、低耗等一系列優良性能及特點。
4、水泥熟料的燒成
生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后,下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。在回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發生一系列的固相反應,生成水泥熟料中的、、等礦物。隨著物料溫度升高近時,、、等礦物會變成液相,溶解于液相中的 和 進行反應生成大量(熟料)。熟料燒成后,溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度,同時回收高溫熟料的顯熱,提高系統的熱效率和熟料質量。
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5、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料(及膠凝劑、性能調節材料等)粉磨至適宜的粒度(以細度、比表面積等表示),形成一定的顆粒級配,增大其水化面積,加速水化速度,滿足水泥漿體凝結、硬化要求。
6、水泥包裝
水泥出廠有袋裝和散裝兩種發運方式。
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第三篇:新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術與優勢??
龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術與優勢
作者:夏建萍 葛巍 徐嬌霞 來源:《環境與發展》2014年第03期
摘要本文綜述了利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的國內外現狀,探討了該方法在技術上的可行性,分析了其在環保上的優勢。
關鍵詞新型干法水泥窯 固體廢棄物 處置
中圖分類號 X75文獻標識碼 A文章編號2095-672X(2014)03-0072-02 Abstract: This article summarizes the current situation of disposal of solid waste with the new dry process cement kiln at home and abroad,discusses the feasibility of this method in technology,analysis of its environmental advantages.Key words: New dry process cement kiln; Solid waste; Disposal 1前言
利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物是以通過水泥熟料礦物化高溫燒結過程實現固體廢棄物毒害特性分解、降解、消除、惰性化、穩定化及對水泥生產有用成分再利用等為目的的一種廢物處置技術手段,可以達到垃圾處理的無害化、減量化和資源化的目標,減少對自然資源的不可再生能源的需求,實現資源的再利用和經濟的可持續發展。國家《產業結構調整指導目錄(2011年本)》已將“利用現有2000噸/日及以上新型干法水泥窯爐處置工業廢棄物、城市污泥和生活垃圾”列入第一類“鼓勵類”第十二條“建材”中第1項。2 國內外利用水泥窯處理固體廢棄物的現狀
早在20世紀70年代,美國、德國、加拿大、日本等發達國家就已開始研究利用可燃性固體廢棄物作為替代燃料用于水泥生產。隨著水泥窯焚燒廢物的理論與實踐的發展與各國相關環保法規的健全,該項技術在經濟和環保方面顯示出了巨大優勢,2000年以后,得到了廣泛的認可和應用,在發達國家城市危險廢物和城市生活垃圾處理中發揮著越來越重要的作用[1]。
我國從20世紀90年代開始進行利用水泥窯處理廢棄物的研究和實踐,如中挪合作項目《水泥窯爐協同處置廢棄物技術指南》、中瑞合作項目《水泥窯爐處置過期農藥》等【1】。一些水泥企業在科研院所的協作指導下,已經成功地實施了危險廢物和城市生活垃圾的處置實踐,見表2。通過在生產試驗過程中的跟蹤監測結果表明,這些水泥生產線的廢氣排放和產品質量均能達到相關標準。3利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的技術可行性
龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 國內不少水泥企業在利用水泥回轉窯處理固體廢棄物方面已經做出了大量的探索與研究,而這種技術的可行性正是基于新型干法水泥窯先進的工藝條件。新型干法水泥窯是指回轉窯窯尾配加懸浮預熱器和預分解爐的回轉窯,代表了當代水泥工業的最新技術,具有以下特點[2]:
3.1處理溫度高由于熟料煅燒的要求,水泥回轉窯內物料燒成溫度必須保證在1450℃左右,在如此高溫下廢棄物中有機物的有害成分焚毀率可達99.99%以上,即使很穩定的有機物也能被完全分解。
3.2焚燒空間大水泥回轉窯是一個旋轉的筒體,一般直徑在3.0~5.0m,長度在45~100m,以每小時100~240轉的速度旋轉,焚燒空間很大,不僅可以接受處理大量的廢棄物,而且可以維持均勻的、穩定的焚燒氣氛。
3.3焚燒停留時間長由于水泥回轉窯筒體較長,斜度小,旋轉速度低,物料在窯中高溫下停留時間長,物料從窯尾到窯頭總停留時間大于30分鐘,在高于1300℃的停留時間大于4s,是一般專用焚燒爐所無法比擬的。
3.4處理規模大上述三個特點,加之回轉窯運轉率高(一般年運轉率大于90%),決定了水泥窯的廢物處理規模較大。并且,隨著水泥預分解窯生產技術水平的提高,回轉窯的日產能力逐步提高,其熱穩定性和抗波動能力不斷加強,從而在處理廢棄物的規模和采用可替代原燃料的數量上也有較大的空間。
4利用新型干法水泥窯處置固體廢棄物的環保優勢
與普通焚燒爐相比,新型干法水泥回轉窯處理廢棄物具有環保上的優越性[3]。
(1)水泥回轉窯內呈堿性氣氛,一方面能對燃燒后產生的酸性物質(如HCl、SO2和CO32-等)起中和作用,使其變成鹽類固定下來,可避免普通焚燒爐燃燒廢氣產生的二次污染問題。
(2)水泥回轉窯焚燒有毒有害廢料,可便于有害廢料中可能存在的金屬元素(包括重金屬)固化在熟料礦物中,起到尾氣凈化和重金屬高溫固化的雙重作用。
(3)水泥熟料需消耗燃料,某些含熱值的廢棄物在水泥窯中焚燒,可替代部分水泥生產所需燃料。廢棄物焚燒后的殘渣均成為無害鹽類,往往具有可利用的組分,可替代部分水泥生產的天然原料,并且在廢棄物的處理過程中,直接參與了熟料的固相反應、液相反應和熟料燒結過程,參與熟料的形成。水泥回轉窯處置廢棄物實現了廢棄物處理和資源化利用,應該是廢棄物處理的發展方向。5結論
龍源期刊網 http://www.tmdps.cn 國內外的理論和實踐已經證明利用新型干法水泥窯協同處置固體廢棄物是無害化、減量化和資源化處置危險廢物和城市生活垃圾的重要技術途徑。近年來我國水泥行業發展較快,借鑒發達國家的先進經驗,利用水泥窯協同處置固體廢棄物,是一種“雙贏”的處理方式,在消納各種廢棄物的同時,使水泥生產走上綠色環保的可持續發展之路,為循環經濟的發展做出重要貢獻。
參考文獻
[1]汪瀾,徐迅,劉姚君,魏麗穎.我國利用水泥窯協同處置危險廢物和城市生活垃圾現狀[J]中國水泥協會2011中國水泥環資論壇,2011:107-109.[2]胡芝娟,沈序輝.利用水泥窯處置城市工業廢棄物技術研究與應用[J]資源節約與環保,2008,6:36-38.[3]楊雷,馬保國.危險廢棄物在新型干法水泥生產中的熱解處理技術[J]水泥技術,2008,5:80-83.收稿日期:2014-3-15 作者簡介:
夏建萍(1971-),女,漢族,本科,高級工程師,主要從事環境影響評價、環保工程設計工作.