水泥窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)及運(yùn)行效果(下)
2、運(yùn)行和檢驗(yàn)數(shù)據(jù)
焚燒的生活垃圾是由廣元市環(huán)衛(wèi)處運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)來的市區(qū)生活垃圾和在工廠附近楊家?guī)r職工生活區(qū)收集的生活垃圾,每生產(chǎn)1噸水泥熟料可處理垃圾0.2噸。垃圾焚燒后形成的灰渣無臭氣,呈灰白色,顆粒均勻,無結(jié)渣,為粉末狀,粒徑小于3mm。
在水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,切換到生產(chǎn)水泥同時(shí)焚燒垃圾狀態(tài),即打開焚燒垃圾系統(tǒng)進(jìn)、出風(fēng)管道上的閥門,關(guān)閉三次風(fēng)管中間閥門,把熱風(fēng)引入垃圾焚燒爐。三次風(fēng)剛進(jìn)垃圾焚燒系統(tǒng)時(shí),應(yīng)減少生料喂入燒成系統(tǒng)量,增加分解爐喂煤量,保證分解爐溫度,使入窯生料的分解率不降低。然后穩(wěn)定垃圾喂料量,適當(dāng)調(diào)整三次風(fēng)管中間閥門開度和分解爐喂煤量,逐步提高生料喂入燒成系統(tǒng)量,形成良性循環(huán)。經(jīng)過3個(gè)多小時(shí)的精心調(diào)整,生料喂入量恢復(fù)到切換前的狀態(tài)。
受現(xiàn)場(chǎng)布置條件和投資資金所限,焚燒爐灰渣由焚燒爐卸出后,人工裝入小推車,推至生料入窯小倉斗式提升機(jī)前的螺旋輸送機(jī)處加入,焚燒爐灰渣和生料在輸送的過程中混合,最后進(jìn)入預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯。
在連續(xù)運(yùn)行的過程中,以保證系統(tǒng)產(chǎn)量和熟料質(zhì)量為目的,穩(wěn)定垃圾焚燒量和穩(wěn)定分解爐溫度為方向,調(diào)整分解爐喂煤量和三次風(fēng)管開度,使系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。在焚燒垃圾的全部時(shí)間內(nèi),沒發(fā)生結(jié)皮堵料等工藝事故,沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。
連續(xù)穩(wěn)定焚燒垃圾的24小時(shí)中,生產(chǎn)水泥熟料299.1噸、焚燒垃圾60.2噸。單獨(dú)生產(chǎn)水泥熟料,生產(chǎn)299.1噸水泥熟料需燒成煤57.13噸。與此相比,向分解爐少喂煤10.5噸,焚燒垃圾對(duì)燒成水泥熟料燃料的替代率為18.4%。焚燒垃圾生產(chǎn)的水泥熟料表觀與平時(shí)生產(chǎn)的熟料完全相同,其化學(xué)成分、率值和礦物組成如表2和表3,強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果見表4。
表2、表3和表4的數(shù)據(jù)說明,垃圾灰入窯和不焚燒垃圾生產(chǎn)的水泥熟料在化學(xué)成分和物理性能方面沒有明顯差別。
采用水泥回轉(zhuǎn)窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理城市生活垃圾工藝不產(chǎn)生廢水,不遺留固體廢物,僅有廢氣排放。檢測(cè)結(jié)果表明:焚燒垃圾前和焚燒垃圾中,水泥窯排放廢氣中的各污染物濃度和噸產(chǎn)品排放量均不超標(biāo)。在水泥窯產(chǎn)量相同的情況下,焚燒垃圾前和焚燒垃圾中,廢氣和各污染物排放有如下差別:焚燒垃圾時(shí)比不焚燒垃圾時(shí)廢氣量增加了4.88%、顆粒物和氟化物排放濃度基本一致、氮氧化物排放濃度稍微降低、二氧化硫排放濃度稍微增加。
限于檢測(cè)條件,未對(duì)廢氣中氯化物、二英、重金屬等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)廣元市垃圾的組成、同濟(jì)大學(xué)對(duì)垃圾飛灰應(yīng)用的詳細(xì)研究和國內(nèi)外類似的研究,它們均應(yīng)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)許可的范圍內(nèi),不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
3.運(yùn)行結(jié)果及啟發(fā)
通過水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理垃圾技術(shù)在天臺(tái)水泥廠的實(shí)際運(yùn)行,我們有如下的結(jié)論和啟發(fā)。
水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾不用外加燃料。采用水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù),焚燒混合收集的城市生活垃圾,不外加燃料,在從水泥窯窯頭罩抽取的焚燒熱風(fēng)溫度大于600℃時(shí),垃圾焚燒溫度可達(dá)900℃以上,完全符合《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)對(duì)焚燒垃圾的溫度控制要求,煙氣在850℃以上停留時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2秒。目前,城市居民普遍使用液體或氣體燃料,垃圾中可燃物增加,若不經(jīng)雨淋,低位熱值可達(dá)5000kJ/kg以上,隨著生活水平的提高,垃圾熱值還將大幅度提高。另外,現(xiàn)在水泥生產(chǎn)大部分采用新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯,水泥窯窯頭罩的熱風(fēng)均大于600℃,甚至達(dá)到1000℃。若以950℃熱風(fēng)作為垃圾燃燒的熱空氣,即使垃圾熱值低到3000kJ/kg,燃燒溫度也會(huì)超過900℃。若有溫度比較高的燃燒空氣,焚燒爐溫度可控制在1100℃左右,以便提升熱量利用率和取得更好的處理效果。因此,采用水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)處理城市生活垃圾不用外加燃料。
焚燒垃圾不影響水泥燒成系統(tǒng)的運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。在焚燒垃圾過程中,沒有發(fā)生預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞和窯結(jié)圈現(xiàn)象,對(duì)水泥生產(chǎn)操作沒產(chǎn)生影響,其結(jié)果比我們預(yù)想的好。由于在配料時(shí)考慮了垃圾灰的摻入,水泥熟料化學(xué)成分幾乎沒有變化,水泥熟料質(zhì)量基本不受影響。我們所擔(dān)心的垃圾中氯、硫、堿對(duì)水泥燒成系統(tǒng)的影響沒有出現(xiàn),一方面是垃圾焚燒量還較少,另一方面是因?yàn)閺母G頭罩抽取的焚燒垃圾的熱風(fēng)攜帶有大量的水泥熟料顆粒,它含有65%以上的CaO,而且處于高溫活性期,把垃圾燃燒分解出的酸性物質(zhì)吸收并固定,自然不會(huì)對(duì)水泥燒成系統(tǒng)的運(yùn)行和水泥熟料質(zhì)量造成影響。
焚燒垃圾起到了替代燃料的作用。在試燒統(tǒng)計(jì)階段,焚燒垃圾對(duì)燒成水泥熟料燃料的替代率為18.4%。
水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾能夠?qū)崿F(xiàn)無害化、資源化和無殘留處理。我們?cè)谶\(yùn)行過程中進(jìn)行了力所能及的檢測(cè),所檢測(cè)項(xiàng)目的各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果均符合《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915-2004)和《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2001)排放限值的要求。研究證實(shí),水泥窯和焚燒爐聯(lián)合處理生活垃圾技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生活垃圾的無害化、資源化和無殘留處理。
結(jié)論
水泥工業(yè)處置城市生活垃圾與其他處置方式相比,對(duì)垃圾熱量和物質(zhì)利用率更高。這種處理方式除水泥生產(chǎn)線用地外,不需要征用大量土地,不會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染,沒有固體廢棄物外排,對(duì)大氣的污染也可減到極輕程度,是最徹底的處理方式之一。水泥窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理垃圾技術(shù)能適應(yīng)我國垃圾的特性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)生活垃圾處理的無害化和資源化,其投資和運(yùn)行費(fèi)用低,投入產(chǎn)出比高,值得各地環(huán)保部門和市政部門采納。同時(shí),水泥工業(yè)是高能耗、高資源消耗的產(chǎn)業(yè),2009年全國水泥產(chǎn)量達(dá)16.3億噸,今后還要繼續(xù)增長(zhǎng),資源和能源消耗巨大,此項(xiàng)技術(shù)使生活垃圾轉(zhuǎn)化為水泥工業(yè)的替代燃料和替代原料,將緩解水泥工業(yè)對(duì)天然資源的依靠,也值得各水泥企業(yè)作為節(jié)能減排的實(shí)用技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。可以說,水泥窯和垃圾焚燒爐聯(lián)合處理垃圾達(dá)到了節(jié)約能源和廢物處理、政府和企業(yè)雙贏、環(huán)境和效益雙贏的多重目的。
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