水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物配伍因子對(duì)窯系統(tǒng)的影響及控制措施

水泥熟料煅燒過(guò)程中，系統(tǒng)中的氯在合適的溫度和煙氣氣氛下，與堿性元素結(jié)合，生成氯的無(wú)機(jī)化合物，與氣體中的氧、氮結(jié)合，生成氯的有機(jī)化合物，在燒成系統(tǒng)中、低溫部位的裝備內(nèi)，形成物料黏堵、結(jié)皮，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生影響。對(duì)水泥熟料煅燒產(chǎn)生影響的，并不是單元素氯，而是氯化物或與其他元素化合組成的復(fù)合化合物，這些化合物的揮發(fā)溫度和熔融溫度一般較低，在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)富集，影響生產(chǎn)。

1、水泥窯協(xié)同處置對(duì)系統(tǒng)的影響1.1窯內(nèi)結(jié)圈我公司有一條2?000t/d水泥生產(chǎn)線，采用RSP分解爐，配置一套SMP危險(xiǎn)廢物處置裝置，2020年7月生產(chǎn)期間，出現(xiàn)游離鈣合格率從90%下降到60%，出窯熟料3d抗壓強(qiáng)度從31MPa降到平均25.6MPa，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，熟料化學(xué)分析結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，2020年7月23~26日熟料中氯離子含量明顯增加，觀察回轉(zhuǎn)窯筒體掃描情況（見(jiàn)圖1）發(fā)現(xiàn)，筒體結(jié)圈嚴(yán)重，煅燒帶筒體最低溫度達(dá)到112℃（回轉(zhuǎn)窯筒體煅燒帶溫度應(yīng)不低于150℃），結(jié)合筒體掃描情況判斷，造成此次熟料質(zhì)量下降的主要原因是窯內(nèi)結(jié)圈，系統(tǒng)停機(jī)清理結(jié)圈后，才恢復(fù)正常生產(chǎn)。圖1回轉(zhuǎn)窯筒體掃描情況1.2分解爐堵料對(duì)近8年水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物裝置投用前后分解爐系統(tǒng)堵料情況進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖2所示。圖2協(xié)同處置對(duì)分解爐堵料的影響從圖2可以看出，2016年7月開(kāi)始到2019年12月水泥窯系統(tǒng)廢物處置投用期間，分解爐系統(tǒng)堵料頻次明顯增加，經(jīng)過(guò)3年多的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過(guò)對(duì)水泥窯協(xié)同處置物料配伍的調(diào)整，2020年以后分解爐堵料頻次顯著下降。根據(jù)8年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得出水泥窯協(xié)同處置物料中的氟氯硫?qū)Ψ纸鉅t系統(tǒng)堵料、結(jié)皮有非常大的影響。

2、水泥窯協(xié)同處置配伍因子控制2019年和2020年配伍及處置量情況如表2所示。從表2可以看出，2020年配伍指標(biāo)中氯離子含量比2019年明顯下降，同時(shí)分解爐的堵料次數(shù)也明顯下降，2020年協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物過(guò)程中，工況最佳狀態(tài)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3?？偨Y(jié)8年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得出：2?000t/d窯系統(tǒng)協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物時(shí)，熟料中的氯離子含量不宜超過(guò)0.120%，最佳狀況應(yīng)控制在0.100%以下；對(duì)比2020年6~7月和2019年7月數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)配伍的氯離子超過(guò)5.0%，入窯氯離子占熟料氯離子比例低于65%時(shí)，系統(tǒng)中氯離子存在循環(huán)情況，會(huì)造成工況惡化。

3、危險(xiǎn)廢物配伍因子對(duì)回轉(zhuǎn)窯的影響2019年回轉(zhuǎn)窯處理結(jié)圈，對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)皮及窯內(nèi)大球進(jìn)行取樣分析，結(jié)果如表4所示。從表4可以看出，回轉(zhuǎn)窯結(jié)皮樣品分析中，氯和硫含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常熟料中氯離子含量，考慮到數(shù)據(jù)偏少，為了更好地展現(xiàn)出水泥窯系統(tǒng)處置危險(xiǎn)廢物對(duì)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的影響，在2021年窯內(nèi)結(jié)圈后大修期間對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)皮取樣系統(tǒng)性分析，硫、氯含量分析結(jié)果見(jiàn)圖3。圖3窯內(nèi)不同部位窯皮中硫、氯含量回歸分析從圖3中可以看出，窯皮內(nèi)氯離子和硫離子含量從窯內(nèi)6m處開(kāi)始增高，窯內(nèi)34m處硫離子含量達(dá)到最高，窯內(nèi)44m處氯離子含量達(dá)到最高。結(jié)合回轉(zhuǎn)窯筒體掃描情況，可以初步判斷協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物時(shí)硫和氯對(duì)回轉(zhuǎn)窯窯皮有一定的影響，將數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析統(tǒng)計(jì)，可以看出，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)硫離子、氯離子的含量隨筒體長(zhǎng)度逐步升高，因此可以判斷出，硫離子和氯離子容易在回轉(zhuǎn)窯窯尾過(guò)渡段富集，結(jié)合Sylla研究了含堿正常工業(yè)生料的煅燒中C2S·CaCO3的形成情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)KCl存在時(shí)會(huì)強(qiáng)烈地促進(jìn)其形成，如表5所示。同時(shí)硫灰硅鈣石（又稱(chēng)硫硅鈣石）（2C2S·CaSiO4）在約900℃時(shí)形成，到1?150℃以上時(shí)分解成C2S、CaO和SO3，KCl的存在也促進(jìn)其形成，且降低其形成溫度。表5窯內(nèi)物料分析%歐洲的一家水泥企業(yè)在燃燒工業(yè)廢物時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)皮堵塞，該企業(yè)對(duì)每次結(jié)皮堵塞的熱物料中的Cl-和SO3進(jìn)行分析，其結(jié)果見(jiàn)圖4，從圖4可知，Cl-和SO3含量高時(shí)結(jié)皮嚴(yán)重。圖4熱料中Cl-、SO3含量對(duì)結(jié)皮的影響因此，水泥窯系統(tǒng)處置危險(xiǎn)廢物不僅僅對(duì)分解爐有影響，同時(shí)對(duì)窯內(nèi)窯皮和結(jié)圈也有顯著的影響。

4、結(jié)論（1）水泥窯系統(tǒng)處置危險(xiǎn)廢物會(huì)明顯增加分解爐堵料頻次，生產(chǎn)使用過(guò)程中要嚴(yán)格控制氟氯硫含量，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，入窯總氯離子占熟料氯離子含量比例高于65%時(shí)，對(duì)系統(tǒng)影響較小，當(dāng)然氟和硫同樣有一定的影響，由于我公司主要集中處理高氯物料，因此本文中主要分析氯的影響。（2）氯和硫?qū)剞D(zhuǎn)窯窯皮有顯著的影響，從煅燒帶開(kāi)始到窯尾，氯和硫的含量一直在增加，在使用過(guò)程中要關(guān)注窯內(nèi)結(jié)皮情況，如果發(fā)生窯內(nèi)結(jié)圈，應(yīng)立刻調(diào)整協(xié)同處置配伍或者停止