水泥窯和焚燒爐聯合處理城市生活垃圾技術及應用(會議)ppt課件

1、水泥窯和熄滅爐結合處置城市生活渣滓技術及運用合肥水泥研討設計院袁文獻 何宏濤2021.08.維護環(huán)境！.工程情況國家科技部2005年科研院所專向資金工程2021年底經過安徽省組織的技術鑒定2021年度中國建材結合會技術發(fā)明三等獎2021年度中國建材集團科技提高二等獎.目 錄一、前言二、水泥窯和渣滓熄滅爐結合處置生活渣滓技術 三、結合處置渣滓技術在天臺水泥廠的運用四、結合處置城市生活渣滓系統(tǒng)投資和效益五、前景展望.一、前 言我國城市生活渣滓產生量增長迅速。城市生活渣滓污染嚴重，其危害性大。現有技術難于順應我國城市生活渣滓的特性。渣滓熄滅爐和水泥窯結合處置渣滓可處理渣滓處置難題 。 應目前技術和市

2、場情勢，急需開發(fā)投資省、運轉費用低、資源利用率高、環(huán)境效益好的水泥工業(yè)處置和利用城市生活渣滓新技術。.生活渣滓堆積如山.在渣滓山淘寶.露天燒生活渣滓.我國城市生活渣滓產生量增長迅速我國城市生活渣滓的發(fā)生量日人均約1Kg，并以年平均9%的速度迅猛增長。在城市周圍歷年堆存的生活渣滓量已達60億噸，侵占了約5億平方米的土地。目前全國每年產生的生活渣滓量已達1.5億噸。.城市生活渣滓危害性占用耕地，污染土壤及農作物；污染地下水和地表水、污染大氣；呵斥白色污染；有礙人體安康，含有的危險廢物呵斥重金屬中毒和致癌等；渣滓直接堆放和簡易填埋場對環(huán)境和人體安康影響更加嚴重。.生活渣滓特性和現有渣滓處置方式我國城

3、市生活渣滓具有成分復雜、水分高、灰分高、熱值低的特性。國內外生活渣滓處置方式主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和熄滅三種，其各有優(yōu)缺陷。 渣滓熄滅發(fā)電投資和運轉費用高，熱能利用率低，難免產生二噁英等有毒物質，灰渣要另行處置。水泥工業(yè)對固廢的處置具有環(huán)境友好性和經濟性已有許多勝利案例，水泥工業(yè)處置和利用生活渣滓方面國內外已開發(fā)出多種技術，效果明顯。.水泥工業(yè)處置城市生活渣滓技術渣滓熄滅后的灰渣或飛灰作為消費水泥的替代原料；日本渣滓制成渣滓衍生燃料，以此作為水泥燒成的替代燃料；歐美渣滓分選后分別作為消費水泥的替代原料和替代燃料 ；(其他國家存在缺陷：分選和后處置系統(tǒng)復雜，存在二次污染，投資和運轉費用較高。.工程

4、研討的總體目的興隆國家的生活渣滓處置技術，我們只能自創(chuàng)，不能照搬，我們必需開發(fā)適宜我國渣滓成分和特性的水泥工業(yè)生活渣滓處置技術，最大限制地利用其能量和物質，消除對環(huán)境的污染。目的：順應中國生活渣滓特性，直接熄滅原生渣滓，簡化處置過程，降低投資和處置本錢，對生活渣滓的物質和能量全利用，無殘留物，減少二次污染。.二、水泥窯和熄滅爐結合處置城市生活渣滓技術1、主要研討內容2、工藝技術引見3、工藝技術特點4、相關知識產權5、主要技術經濟目的 .1、主要研討內容發(fā)明了水泥回轉窯和渣滓熄滅爐結合處置生活渣滓的新工藝。 開發(fā)研制了公用的回轉式渣滓熄滅爐。開發(fā)研制了公用的渣滓喂料機。 設計了配套的計算機控制系

5、統(tǒng)，檢測、控制和調整運轉參數，協調水泥消費和熄滅渣滓同步進展，相互促進。 .2、工藝技術引見本工藝發(fā)明經過在水泥回轉窯旁設置渣滓熄滅爐來結合處置原生城市生活渣滓，從水泥窯窯頭罩抽取冷卻水泥熟料的熱空氣作為城市生活渣滓熄滅的熄滅空氣，渣滓由渣滓喂料機喂入回轉式熄滅爐熄滅，熄滅后產生的熱煙氣引進水泥窯尾系統(tǒng)為水泥生料分解提供熱量，渣滓熄滅后產生的灰渣直接進入水泥回轉窯作為消費水泥熟料的原料或作為水泥混合材，用計算機控制渣滓熄滅系統(tǒng)和水泥燒成系統(tǒng)的協調運轉，存放渣滓的渣滓池臭味等有害氣體經袋除塵器除去粉塵后保送到熟料冷卻機與高溫熟料接觸，臭味等有害氣體被分解、熄滅。.2、工藝技術引見.2、工藝技術引

6、見本技術在系統(tǒng)的管道和熄滅爐、分解爐上裝有溫度及壓力檢測設備，主要管道上裝有電動或氣動閥門，利用計算機技術，根據溫度和壓力等參數對渣滓熄滅系統(tǒng)適時控制，使渣滓熄滅系統(tǒng)和水泥熟料燒成系統(tǒng)協調運轉。經過熱空氣管道上的閥門調理熱空氣溫度和風量；經過調理喂料機速度調理喂料量 ，控制煙氣溫度穩(wěn)定；經過控制熄滅爐轉速，控制渣滓在熄滅爐的時間，保證渣滓中有害物質徹底被摧毀。計算機還根據熄滅煙氣進水泥窯尾閥門的開度和水泥窯尾氣體溫度，調理分解爐喂煤量，保證水泥熟料燒成系統(tǒng)熱工制度穩(wěn)定。.3、工藝技術特點在不外加燃料的情況下，以窯頭高溫熱風作為渣滓熄滅空氣，確保生活渣滓的延續(xù)、穩(wěn)定和充分熄滅。渣滓儲存及內部運輸

7、產生的廢氣經除塵處置后進入熟料冷卻機。冷卻水泥熟料的熱風中含有的水泥熟料顆粒為堿性物質，吸收渣滓熄滅產生的酸性物質，有害氣體污染物排放少，渣滓灰渣作消費水泥原料或混合材，無灰渣外排。 該熄滅工藝使渣滓熄滅溫度高且停留時間長，熄滅煙氣進入水泥窯尾廢氣中構成稀釋作用，混合廢氣中存在大量新生氧化鈣，這些都有效抑制二噁英類物質的構成。.4、相關知識產權發(fā)明專利“水泥回轉窯和熄滅爐結合處置城市生活渣滓系統(tǒng)專利號 200610076668.X已獲得專利證書。適用新型專利“回轉式渣滓熄滅爐專利號ZL200620213310.5已獲得專利證書。 適用新型專利“渣滓喂料機 專利號200620213309.2已獲

8、得專利證書。.5、主要技術經濟目的對于熱值5000KJ/Kg，水分50%的渣滓消費噸水泥熟料熄滅渣滓0.2t(濕基)；替代水泥熟料燒成用燃料的18.4%；渣滓產生的熱量利用率為32.60%；灰渣全部用于水泥消費，無灰渣外排；系統(tǒng)電耗小于18.4kWh/t渣滓；廢氣排放低于國家排放規(guī)范；投資和運轉本錢明顯低于渣滓熄滅發(fā)電。 .三、結合處置渣滓技術在天臺水泥廠的運用1、燒成工藝和設備2、渣滓熄滅設備和結合熄滅工藝3、結合熄滅渣滓系統(tǒng)的運轉和效果4、渣滓灰渣情況5、運轉結果及啟發(fā).1、燒成工藝和設備 該系統(tǒng)為傳統(tǒng)的300t/d五級預熱器窯消費線，主要設備性能參數為：1.窯尾電收塵器： 14/6/29

9、/04 處置風量85000m3/h，出口濃 度100mg/Nm3；2.窯尾高溫風機： w6-2918.5 Q=65000m3/h t=160 P=8045Pa 1430rpm；3.五級旋風預熱器系統(tǒng)： 右旋4.回轉窯： 2.542m 斜度3.5 % 12.5t/h 轉速 0.73.2r.p.m 主電機 55kw；5.單筒冷卻機： 2.525m 斜度4.0% 12.5t/h 轉速 2.98r.p.m 主電機 55kw；.2、渣滓熄滅設備和結合熄滅工藝 渣滓熄滅系統(tǒng)主機設備為渣滓熄滅爐和渣滓喂料機，規(guī)格和技術參數為：渣滓熄滅爐：回轉式，1.512m，2.5t/h，變頻調速，主電機15kw；渣滓喂料

10、機：推入式，2-2.515, 2.5t/h，PCL控制調速，功率3kw。 對原系統(tǒng)進展了改造，將原窯頭罩尺寸加大，添加了簡易分解爐和三次風管。.2、渣滓熄滅設備和結合熄滅工藝 .水泥回轉窯和渣滓熄滅爐結合處置渣滓系統(tǒng).2、渣滓熄滅設備和結合熄滅工藝 照片左邊為水泥窯窯頭所在位置，右邊為五級旋風預熱器位置；上方的圓筒為三次風管，中間的圓筒為水泥窯，下邊的圓筒為渣滓熄滅爐；三次風管中間裝一閥門，三次風管的兩端經過向下的管道與渣滓熄滅爐頭尾部相銜接；兩端向下的管道上也裝有閥門。三次風管中間的閥門翻開，兩端向下的管道上的閥門封鎖，熄滅爐內無氣體經過，系統(tǒng)處于正常的消費水泥熟料形狀；三次風管中間的閥門適

11、當封鎖，兩端向下的管道上的閥門全部翻開，熄滅爐內有一定量氣體經過，系統(tǒng)處于消費水泥熟料同時熄滅渣滓的形狀；調理中間閥門的開度，即能調理經過熄滅爐的氣體量，從而平衡系統(tǒng)風量，穩(wěn)定系統(tǒng)阻力。 .3、系統(tǒng)的運轉和效果 熄滅的生活渣滓由廣元市環(huán)衛(wèi)處運輸隊從運向渣滓填埋場裝有市中區(qū)生活渣滓的渣滓車暫時調來，為隨機抽取的市中區(qū)市民產生的新穎綜合生活渣滓。渣滓的成分如表1，綜合水分：M=46.92%；灰分：A=21.13%；收到基低位熱值：Qnet=5312kJ/kg。項目紙類塑料竹木布類廚余金屬玻璃渣石 %9.3111.222.752.4957.660.462.6813.43.待熄滅的廣元市生活渣滓.渣滓

12、在熄滅爐內延續(xù)穩(wěn)定熄滅.3、系統(tǒng)的運轉和效果 進風溫度出風溫度混合溫度分解溫度負壓窯轉速窯頭喂煤窯尾喂煤喂料時間603973629450.0192.61.151.252410:006173014869410.0182.61.151.252411:006164255039480.0182.61.151.22412:006105155549420.0172.81.151.22613:006096236109460.0182.81.21.152614:006137266459400.0183.01.21.152615:006198177059420.0193.01.251.102816:006188

13、717559450.0183.01.31.103017:006189047899430.0183.01.31.103018:00.3、系統(tǒng)的運轉和效果在渣滓熄滅形狀穩(wěn)定時，水泥窯產量10.5t/h，渣滓熄滅量約2t/h，折合消費1t熟料熄滅0.2t渣滓。三次風管熱風溫度大于600時，渣滓熄滅溫度可達950。渣滓在熄滅爐內停留時間超越30分鐘，熄滅煙氣在爐內溫度大于900段的停留時間超越1秒鐘，出熄滅爐后經過管道進入分解爐，分解爐內溫度超越900，熄滅煙氣在大于900段總共停留時間將超越5秒鐘。與不燒渣滓相比，在熟料產量一樣的情況下，分解爐用煤量明顯減少，經過調整分解爐的喂煤量可以彌補渣滓熱值的

14、動搖，穩(wěn)定分解爐溫度。在結合處置渣滓過程中，系統(tǒng)未出現結皮等明顯影響消費的景象。 熄滅渣滓時消費的熟料質量與不熄滅渣滓時沒有明顯變化，從熄滅爐出風管抽取熄滅煙氣，未檢測出硫氧化物和氯化氫氣體。.4、渣滓灰渣情況灰渣無臭氣，灰白色，顆粒均勻，無結渣，為粉末狀，粒徑小于3mm。.4、渣滓灰渣情況成分LossSiO2AI2OFe2O3CaOMgOSO3RO2CI灰渣2.2132.83311.53.0644.851.431.980.1998.14熟料0.3921.3695.893.0265.221.520.940.0198.351天2天3天抗折(MPa)2.03.24.7抗壓(MPa)4.71221.

15、8.5、運轉結果及啟發(fā)水泥窯和熄滅爐結合處置生活渣滓不用外加燃料。熄滅渣滓不影響水泥燒成系統(tǒng)的運轉和產質量量。熄滅渣滓起到了替代燃料的作用。水泥窯和熄滅爐結合處置生活渣滓可以實現無害化、資源化和無殘留處置。.水泥窯和熄滅爐結合處置生活渣滓不用外加燃料采用水泥窯和熄滅爐結合處置生活渣滓技術，熄滅混合搜集的原生城市生活渣滓，不外加燃料，在從水泥窯窯頭罩抽取的熄滅熱風溫度大于600時，渣滓熄滅溫度可達900以上，完全符合GB18485-2001對熄滅渣滓的溫度控制要求，煙氣在850以上停留時間遠遠超越2秒。目前，城市渣滓低位熱值可達5000kJ/kg以上，隨著生活程度的提高，渣滓熱值將大幅度提高；如

16、今水泥消費大部分采用新型干法水泥回轉窯，水泥窯窯頭罩的熱風均大于600，甚至到達1000。假設有溫度比較高的熄滅空氣,熄滅爐溫度可控制在1100左右，可提升熱量利用率和獲得更益處置效果。.熄滅渣滓不影響水泥燒成系統(tǒng)的運轉和產質量量在熄滅渣滓過程中，沒有發(fā)生預熱器結皮、堵塞和窯結圈景象，對水泥消費操作沒產生影響。渣滓中氯、硫、堿對水泥燒成系統(tǒng)的影響沒有出現，緣由是由于從窯頭罩抽取的熄滅渣滓的熱風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，把渣滓熄滅分解出的酸性物質吸收并固定，本次熄滅的渣滓灰渣中CaO、SO3、氯化物明顯增高和煙氣中檢測不出SO2、HCI氣體已給予充分

17、闡明。酸性物質的固定使其進入不到水泥燒成系統(tǒng)，自然不會對水泥燒成系統(tǒng)運轉和水泥熟料質量呵斥影響。.熄滅渣滓起到替代燃料的作用在水泥窯產量相當情況下，在熄滅渣滓時，分解爐供煤流量減少，減少的比例動搖在20%40%范圍內。渣滓熄滅放出的熱量提高了進入分解爐的三次風溫度，使生料分解要求燃煤提供的熱量減少。熄滅渣滓起到了替代燃料的作用，替代水泥熟料燒成用燃料約1220%。.水泥窯和熄滅爐結合處置生活渣滓可以實現無害化、資源化和無殘留處置有條件檢測的工程均符合GB4915-2004和GB18485-2001排放限值的要求。沒條件檢測的重金屬和二噁英類物質的排放，根據國外水泥窯處置廢物的閱歷，也應該遠遠低

18、于排放限值。我們將對渣滓熄滅灰渣在作水泥混合材的根底上直接參與水泥窯，討論熄滅渣滓對水泥消費的影響，進一步提高處置渣滓的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。.四、結合處置城市生活渣滓系統(tǒng)投資和效益一投資分析1利用現有新型干法水泥窯處置城市生活渣滓的投資 需在水泥回轉窯附近另設渣滓熄滅安裝、建立渣滓儲存池、添加渣滓吊運和喂料設備、儲存池除臭環(huán)保設備、自動控制設備等。對1000t/d水泥廠,日處置渣滓200噸，新添加投資 1400萬元，噸投資7萬元，僅是渣滓熄滅發(fā)電單位投資的1/10。2新建水泥廠處置城市生活渣滓的投資 新建5000t/d水泥廠，日處置渣滓1000噸，水泥廠消費設備投資約6.5億元，處置

19、渣滓噸投資按7萬元計算，處置渣滓投資0.7億元，總投資為7.2億元，與建立1000噸/日的渣滓熄滅發(fā)電廠進口設備投資相近。.四、結合處置城市生活渣滓系統(tǒng)投資和效益二經濟效益分析以1000t/d的水泥廠計算，日處置渣滓200噸，處置渣滓支出費用合計695.2萬元。工廠節(jié)省燃料和原料費用5.6104.8=586.88萬元。支出與節(jié)省的差額為108.32萬元。本錢為108.32/5.6=19.34元/噸。該本錢低于填埋方式的35元/噸本錢。假設國家把現行渣滓熄滅最低處置本錢90元/噸的一半補貼給處置渣滓的水泥廠，即可額外獲得豐厚的利潤。假設原煤價錢上升，每噸渣滓利用價值也隨之升高?？梢?，燃煤價錢愈高的地域，處置渣滓經濟效益愈高。.四、結合處置城市生活渣滓系統(tǒng)投資和效益二經濟效益分析新建5000t/d水泥廠處置城市生活渣滓，投資約7.2億元，年產水泥180200萬噸，熄滅渣滓30萬噸。 水泥廠的產品按400元/噸計價，年產值