水泥窑协同处置城市生活垃圾的方式(3)

2020-06-03 15:16

二、 窑外建设平行的垃圾焚烧炉,利用水泥窑热烟气或辐射热助燃或对垃圾烘干,并将垃圾焚烧后的烟气、残渣、渗滤液等利用水泥窑分别处置。如中信、洛阳、海强、管庄、合肥院的技术。各种方式的工艺流程类似,不同之处主要在于垃圾焚烧炉的形式。海螺CKK使用垃圾汽化技术,垃圾在炉内部分焚烧,部分汽化。整体协同处置的原理相同。

三、 在水泥窑在线建设垃圾焚烧炉,如利用三次风管加装的史密斯热盘炉技术。使垃圾的焚烧最直接地参与水泥原有生产。 四、 强化生活垃圾预处理,进行分类后分别水泥窑利用处置的中材的技术。

五、 采用微生物发酵干化制备垃圾RDF,以供水泥窑替代燃料,如华新武穴技术。

各种协同处置技术的应用,都离不开对原生态生活垃圾的预处理,如人工或机械分选以减除建筑垃圾、金属等;一级或二级破碎以便于输送、喂料;药剂或机械脱水以减轻进入后续处理设备的水分。不同工艺路线对预处理的区别仅在于程度的深浅。无论采用上述那一种工艺路线,只要遵循无害化、环境友好化处置的原则,都必须考虑垃圾进厂后各个环节产生的垃圾液和臭气的处理,一般而言,都会将它们以不同的方式再送回水泥窑系统。即使脱水后的垃圾经过焚烧或汽化,未脱尽的水分依然以气态进入窑内。

从水泥生产受到处理垃圾所带来的负面影响考虑,新型干法水泥窑一方面要控制垃圾带入的各种有害元素对产品产质量、窑内工艺状况等的影响,另一方面还要控制协同处置带入的大量的水分,是窑系统烟气含湿量上升,挤占了原热空气的空间,潜在地影响了窑系统的正常运行。也正是上述原因,同等条件的水泥窑系统可以处理生活垃圾的量受到了不同程度的限制。除了那些目的就是将现有的“落后产能”的水泥窑(如机立窑、干法中空窑、小产能悬浮预热窑等)改造成以垃圾处理为主、水泥生产为辅的项目(事实上,国内已有不少这样的项目)。

对于有害元素,海螺的一些文章中提到处置垃圾时增设有害物质分离系统,实际就是旁路放风。

借鉴上述各种工艺路线,就新型干法水泥生产线大规模协同处置生活垃圾,我们提出以窑外预干燥为核心的技术方案。如图所示:

其主要工艺思路为:从窑尾烟室取热风并经过换热器换热,换热后的烟气送至煤粉制备或生料制备作为烘干热源;经换热的导热介质(导热油或蒸汽)为闭式垃圾预干燥系统提供干燥热源。进厂原生态生活

垃圾经过分选筛分并破碎后,筛上物直接送入分解炉焚烧,筛下物进入预干燥系统,脱出大量的水分。实际过程中,可根据筛上物的含水情况,亦可随筛下物共同干燥。干燥后的垃圾可喷入分解炉处理。干燥过程中产生的蒸发汽送入冷凝塔增湿冷凝成废水,再送入配套建设的或原有的污水处理站进行处理。处理后的废水可作为干燥系统和冷凝系统的循环用水再利用。蒸发汽冷凝前,可以将其废热进行回收利用;一种利用是产生热水供暖或其他使用,一种利用是为配套处理垃圾进厂后不同环节(储存、挤压、机械脱水等)产生的渗滤液的多效蒸发装置提供用热,两种利用方式可以并存。渗滤液经过多效蒸发后,浓缩物随筛下物一同进入干燥系统干燥处理,上清液排入污水站处理后回用。

此种方案的主要特点是:

一、 采用窑外预干燥技术,不同于焚烧炉或气化炉,可以将垃圾中的水分最大限度地隔离与水泥窑外。焚烧或汽化后,垃圾中的水分以蒸汽高温形式与烟气一同入窑;渗滤液无论以何种方式入窑,两者都将大幅地提高窑系统的气体含湿量。高含湿的烟气对于系统生料换热、窑尾余热发电换热、窑尾风机的负荷、窑尾布袋收尘或电收尘等都将带来负面影响。另外,大量的水汽挤占了正常空气的体积,影响煤粉的燃烧。

二、 采用间接闭式干燥系统,使得干燥风量小,需处理的干燥后烟气小,需要排进窑内高温处理的不可凝气量小,易于生产环境臭气的治理。

三、 干燥热源取自窑尾烟室,经换热器后的热风进入煤磨或生料磨系统作为烘干热源,出预热器一级筒的热风可以最大限度地供应给余热发电锅炉,可以充分发挥余热发电的能力。

四、 因为采用窑尾烟气作为热源,对于窑系统实际上还起到了一定的旁路放风的效果,可以一定程度上将处理垃圾带入的有害元素(尤其是氯)带出体外,减小有害元素对于窑运行工况的影响。 五、 基于上述特征,在同等条件下,此种工艺方案可以带来更高的燃料替代率、垃圾处理量。不仅可以处理新鲜的生活垃圾,对于其他高含水废弃物也可适用,如陈腐垃圾、餐厨垃圾、屠宰废物与食品工业垃圾、市政污泥等。采用何种技术路线,实践当中,要根据当地的情况、水泥生产线的情况、环保要求的情况等方面综合考虑,因地制宜,统筹兼顾。但,我们推崇的原则是,水泥窑协同处置生活垃圾,在最小程度地影响水泥生产的同时,最大程度地确保生活垃圾的处理无害化。


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