水泥回轉(zhuǎn)窯處置危險廢物技術(shù)研究

水泥回轉(zhuǎn)窯處置危險廢物技術(shù)研究一、前言危急廢物是指依據(jù)國家統(tǒng)一規(guī)定的方法鑒別認(rèn)定的具有毒性、易燃性、易爆性、腐蝕性、化學(xué)反應(yīng)等性質(zhì)的，對人體健康和環(huán)境能造成危害的廢物。上海是我國最大的工業(yè)城市，據(jù)1994年市環(huán)保局對185家單位所做的危急廢物重點調(diào)查資料供應(yīng)，產(chǎn)生危急廢物315343噸/年，其中有機(jī)物為71902噸/年，能進(jìn)入水泥窯焚燒的有5萬多噸/年。其中很大數(shù)量供應(yīng)給鄉(xiāng)鎮(zhèn)磚瓦廠作燃料，也有了焚燒爐焚燒。但這些焚燒爐中，除少數(shù)外，普遍存在規(guī)模小、技術(shù)落后、管理不嚴(yán)等問題，這些處置方式不行避開地對環(huán)境造成污染。國外工業(yè)化國家從七十年月開頭采納水泥回轉(zhuǎn)窯處置工業(yè)危急廢物。大量的討論與實踐表明，水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒溫度高，物料在窯內(nèi)停留時間長，又處在負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行，工況穩(wěn)定。大量有害物質(zhì)在窯內(nèi)被降解，廢氣排放符合不環(huán)保規(guī)定，又不向外排出廢渣。同時，這種處置過程是利用水泥生產(chǎn)過程同步進(jìn)行，處置成本低，因此被國外專家認(rèn)為是種合理的處置方式。二、國內(nèi)外利用水泥回轉(zhuǎn)窯處置危急廢物現(xiàn)狀水泥窯處置危急廢物技術(shù)在發(fā)達(dá)國家如美國、加拿大、日本等國早在七十年月就已開頭采納。以美國為例，已有幾十家水泥廠將危急廢物作為替代燃料在水泥窯上進(jìn)行焚燒處置，其替代量一般在20—60%。美國國家環(huán)境愛護(hù)局對水泥回轉(zhuǎn)窯的監(jiān)測結(jié)果表明，水泥回轉(zhuǎn)窯使用危急廢物為替代燃料，不僅對環(huán)境沒有危害，而且被列為最佳示范現(xiàn)有技術(shù)。依據(jù)日本麻省水泥株式會社的一份資料上顯示，日本在水泥窯上處置工業(yè)危急廢物具有面廣、量多的特點，目前已能處置包括生活污泥在內(nèi)的多種危急廢物。日本某水泥廠處置廢物系統(tǒng)圖：我國目前危急廢物的利用和處置工作水平較低。普遍存在著處置不合理的地方，特殊在將廢物作為能源使用的場合，這一點尤為特出。我公司從95年開頭，討論利用水泥回轉(zhuǎn)窯處置危急廢物的工作，96年進(jìn)行了試燒工作，97年被列為上海建材集團(tuán)重點科研項目，對該技術(shù)進(jìn)行了較全面的探究和討論。三、試燒工作危急廢物中通常都含有肯定量的有毒有害成份，焚燒后有可能造成環(huán)境污染。對于在水泥窯上進(jìn)行處置，還應(yīng)考慮對水泥生產(chǎn)及質(zhì)量的影響。所以項目討論的重點為以下幾個方面：1、處置危急廢物后對環(huán)境的影響2、處置危急廢物后對水泥生產(chǎn)及質(zhì)量的影響3、進(jìn)廠危急廢物的掌握4、處置危急廢物的工藝方案及關(guān)鍵設(shè)備討論為了給討論供應(yīng)較為完整的數(shù)據(jù)，有必要進(jìn)行試燒工作。1996年10月，我公司與中美合資上海先靈葆雅制藥有限公司合作，由對方供應(yīng)氟洛氛生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氟洛氛廢液（含氟異丙醇）在我公司水泥回轉(zhuǎn)窯中替代燃料進(jìn)行試燒。含氟異丙醇成份組成：（1）異丙醇（CH）2CHOH7080%（2）水份H2O1020%（3）Ishikawa（IA）CF3CHFCON（C2H5）28%（4）氟代異丙醇（F）（CH3）2CHF0.5%（5）中間體（FFC-GH）其中異丙醇屬易燃、易燃、微毒類化學(xué)物品。氟代異丙醇，因異丙醇分子結(jié)構(gòu)中的氫離子被氟離子取代，毒性較異丙醇增加。IshiKawa胺的毒性與氟代異丙醇相近，但它在600—800℃高溫下會分解，產(chǎn)生含極毒物質(zhì)氰化物的煙霧，進(jìn)入人體會使人體細(xì)胞內(nèi)氧化酶失去活性，產(chǎn)生呼吸內(nèi)窒息，對人有害。明顯氟洛氛廢液是一種典型的危急廢物，氟洛氛廢液中含有10—20%水份，及F、S等微量元素，將其進(jìn)行試燒，具有較強(qiáng)的代表性。在試燒預(yù)備階段，我們托付美國波特蘭水泥協(xié)會（CTL）對該項目進(jìn)行了論證。（CTL）的論證結(jié)論認(rèn)為，氟洛氛廢液作為燃料進(jìn)入水泥窯焚燒不存在問題，只是在窯的操作方面可能有些影響。96年5月進(jìn)行了上次預(yù)試燒，驗證試燒工藝的牢靠性。96年10月5日，正式進(jìn)行試燒，地點在上海萬安企業(yè)總公司∮3.5×88m四級懸浮預(yù)熱器窯。生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下：使用廢液前:窯產(chǎn)量(噸/時)43.7窯速(rpm)2.3廢液噴入量(噸/時)0減煤量(噸/時)0使用廢液后:窯產(chǎn)量(噸/時)43.7窯速(rpm)2.3廢液噴入量(噸/時)1減煤量(噸/時)1.2試燒過程中熟料送中國建材設(shè)計討論院檢驗，廢氣排放由上海環(huán)境監(jiān)測中心測試。在試燒先靈葆雅公司氟洛氛廢液取得勝利閱歷后，我們對上海也斯夫梁料公司的固體廢梁料通過煤粉制備系統(tǒng)進(jìn)行了試燒，后又連續(xù)對上海展華公司的半固態(tài)二甲苯精餾殘渣，美國蓓亞公司的含油硅藻土進(jìn)行試燒，以討論各種形態(tài)的廢物在水泥窯進(jìn)行處置的可能性。為了進(jìn)一步的把握焚燒其它危急廢物對環(huán)境污染的影響，我們將三種廢物：含氟異丙醇，廢丁苯膠乳、含油硅藻土同時噴入窯中焚燒，并請上海建材待業(yè)環(huán)境監(jiān)測站進(jìn)行了廢氣排放測試，這次測試還增加了有機(jī)三苯的項目，以觀看處置效果。生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下：使用廢液前:窯產(chǎn)量(噸/時)44運(yùn)速(rpm)2.3含氟異丙醇噴入量(噸/時)0廢丁苯膠乳噴入量(噸/時)0含油硅藻土噴入量(噸/時)0使用廢液后:窯產(chǎn)量(噸/時)44運(yùn)速(rpm)2.3含氟異丙醇噴入量(噸/時)1.0丁苯膠乳噴入量(噸/時)0.3含油硅藻土噴入量(噸/時)0.2由于輸送固體物料設(shè)備力量有限，廢丁苯膠乳和含油硅藻土的噴入量較小。四、對環(huán)境影響利用水泥回轉(zhuǎn)窯處置危急廢物是一種環(huán)境愛護(hù)措施，那么工業(yè)危急廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒以后竟是否會對環(huán)境造成二次污染？一般用焚燒方法處置有機(jī)碳?xì)浠衔镯殞U物置于1000℃的高溫下持續(xù)2秒鐘，才能達(dá)到99.99%的完全處理。對于鹵素有機(jī)化合物，需要1200℃以上高溫。水泥回轉(zhuǎn)窯是一種體積較大的工業(yè)窯爐。以萬安企業(yè)總公司為例，窯型為∮3.5×88米，物料在窯內(nèi)有充分停留時間，物料從進(jìn)口到出口需1小時以上，氣體在窯內(nèi)的停留時間也在8秒左右?；剞D(zhuǎn)窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，窯內(nèi)最高溫度達(dá)1650℃。窯內(nèi)供氧充分，使廢物有充分的燃燒時間、空間和溫度，保證有機(jī)物99.99%以上被燒毀，即使是最穩(wěn)定的有機(jī)物也無一例外。由于水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈堿性工作狀態(tài)，所以廢料中酸性物質(zhì)可以和窯內(nèi)堿性物料中和，如HC1、HF和堿性物料生成鹽類物質(zhì)固熔在熟產(chǎn)熔體內(nèi)。水泥熟料形成的化學(xué)反應(yīng)過程，包括無機(jī)化合物與熟料熔體結(jié)合的過程。無機(jī)化合物與熟料熔體或粉塵結(jié)合意味著不單獨(dú)產(chǎn)生有毒無機(jī)化合物，這些都是其它焚燒爐做不到的。以氟洛氛廢液為例，氟洛氛廢液中主要成份是有機(jī)醇類化學(xué)物，這類物質(zhì)在1000℃以上高溫焚燒成，變成了CO2和H2O。由于利用廢料代替了煤，等于焚燒廢料產(chǎn)生的CO2被水泥窯接收，所以不但對環(huán)境沒有污染，地球上排出的CO2還可以削減。其中含量較高鹵族元素氟，依據(jù)美國CTL