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利用水泥回轉窯處理危險廢物

1576   編輯：中冶有色技術網   來源：《城鎮(zhèn)建設》  
2021-12-01 15:53:30
危險廢物具有化學反應性、毒性、爆炸性和腐蝕性，將對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴重損害。焚化是最有效的方法之一，其中水泥回轉窯處理危險廢物的潛力最大，對水泥和環(huán)境沒有負面影響。此外，許多危險廢物可以提供燃燒后水泥生產過程所需的熱能，這不僅可以解決廢物污染問題，而且還可以降低燃燒成本和生產成本。
一、水泥工業(yè)危險廢物處理的技術綜述
目前，危險廢物由國內外干水泥生產線處理，該生產線主要將危險廢物用作水泥生產的燃料。廢物通過高壓物理噴嘴或焦炭發(fā)射系統(tǒng)進入窯爐，而廢物作為原料在分類和干燥后與生粉一起進入生粉磨坊。爐內的所有氣流和材料流向后流動，整個系統(tǒng)過程在負壓下運行。隨著水泥窯的運行，廢物被分解，有機污染物被完全分解和氧化，無機物質也處于熔化狀態(tài)。一些重金屬元素占據液態(tài)反應水泥半成品熟料組分晶體網絡，震后完全凝固。焚燒過程中產生的酸性氣體由水泥回轉窯中的堿性材料中和，并吸附在煙塵上。隨著氣流的流動，大部分煙霧和灰塵與預熱器中的材料一起回到爐中，一小部分煙霧通過加濕塔迅速冷卻并減少灰塵。他離開塔后進入大袋洗衣粉進行徹底的除銹收集的灰塵(返回的灰)通過運輸帶輸送，與生粉混合，然后進入水泥窯在水泥中燃燒。
二、水泥回轉窯可處理的危險廢物類型
水泥窯處置危險廢物是在水泥生產過程中進行的，因此對水泥窯處置的廢物具有選擇性。并非所有的廢物都可以在水泥窯中處置。進入水泥窯的廢棄物必須滿足以下要求:不能影響水泥窯的正常生產；不能影響水泥產品質量；不會對生產設備造成損壞；在處置過程中，不會對操作人員的健康造成危害和影響。根據在水泥生產中的不同作用，回轉窯可處理的危險廢物可分為兩類:第一類用作二次燃料。具有熱值的有機廢物，包括固體、液體和半固體污泥，可以作為水泥窯的“二次燃料”。(1)固體可燃廢物。廢輪胎、廢橡膠、廢塑料、石油焦、焦渣、化纖絲、漆皮、墨渣、油泥、木屑、稻殼、花生殼、造紙污泥、廢粘土、城市固體廢棄物(壓縮)、煤毛石。(2)液體可燃廢物。醇類、酯類、廢棄化學品和試劑、廢棄溶劑(丙酮、丁酮、乙醇、甲基；甲苯、二甲苯和汽油溶劑；三氯乙烷、二氯甲烷、四氯乙烯等 )、廢油及其制品、溶劑蒸餾釜底物、環(huán)氧樹脂、膠粘劑和膠水、油墨等廢燃料等。第二類:用作水泥生產的原料。電廠粉煤灰、液態(tài)渣、爐底渣、高爐渣、鋼渣、鍋爐爐渣、磷渣、煤矸石、硅藻土、造紙堿回收白泥、鑄造砂、窯灰、水處理污泥焚燒灰、垃圾焚燒爐殘渣、造紙污泥流化床焚燒灰、窯灰、工業(yè)副產石膏、煙氣脫硫石膏、硫鐵礦渣、銅渣、赤泥、瓦斯泥和電石渣。
三、利用水泥回轉窯處理危險廢物的優(yōu)點

1.水泥回轉窯的運行特點適合焚燒危險廢物。

與特殊焚燒等方法相比，水泥回轉窯就其自身特點而言具有諸多優(yōu)勢:(1)處理溫度高。水泥回轉窯內的物料溫度為1450℃-1550℃，而氣體溫度高達1700℃-1800℃。高溫下，垃圾中有毒有害成分分解徹底，一般焚燒去除率達到99.99%。但焚燒爐內煙氣和物料的溫度只能達到1200℃-850℃。(2)停留時間長。水泥回轉窯筒體長，廢物在高溫下持續(xù)時間長。根據一般統(tǒng)計數據，物料從窯尾到窯頭的總停留時間約為35分鐘，950℃以上氣體停留時間大于8s，1300℃以上停留時間大于3s，更有利于廢物燃燒分解。但焚燒爐內煙氣溫度僅2s高于1100℃。(3)焚燒狀態(tài)容易穩(wěn)定。水泥回轉窯是一個非常穩(wěn)定的燃燒系統(tǒng)，具有很大的熱慣性。它由回轉窯的金屬筒體、窯內耐火磚、燒成帶形成的結殼和待煅燒的物料組成。耐火材料具有隔熱性能，不會因廢物輸入和性質的變化而引起較大的溫度波動。該系統(tǒng)易于穩(wěn)定和控制。(4)堿性環(huán)境大氣。水泥生產所用原料的成分決定了回轉窯處于堿性氣氛中，能有效抑制酸性物質的排放，使SO2、Cl等合成鹽的化學成分固定，減少或避免一般燃燒后二惡英的產生。企業(yè)在水泥窯內焚燒氟芬廢液(含氟異丙醇)，在無廢液(工況1)和混合廢液(工況2)工況下，企業(yè)廢氣排放由市環(huán)保局監(jiān)測中心監(jiān)測(表1)。

表1氟洛氛廢液廢氣排放對照表
監(jiān)測結果表明：1）回轉窯系統(tǒng)有害氣體排放低于上海市排放標準；2） 摻燒一定比例的氟大氣廢液后，尾氣中有害氣體成分不僅沒有上升，而且下降，不存在增加對大氣二次污染的問題。在美國，在水泥廠燃燒廢棄有機溶劑后，也得出了類似的結論（5）未排放任何廢渣。在水泥行業(yè)的生產過程中，只有煅燒法生產的原料和熟料，不存在一般焚燒爐產生的爐渣等問題； （6）以固化重金屬離子。利用水泥工業(yè)的回轉窯煅燒工藝處理危險廢物，可將廢物中的大部分重金屬離子固化在熟料中，避免其再滲透擴散，污染水質和土壤。水泥廠焚燒試驗設計為三種工況：工況1丙烯酸樹脂渣焚燒、工況2油漆渣焚燒、工況3罐裝有機廢液焚燒。排放濃度和排放率均低于國家大氣污染物綜合排放二級標準。（7） 焚燒處置點多，適應性強。整個水泥燒成系統(tǒng)有許多不同的高溫加料點，可適應不同性質和形式的各種廢棄物。特別需要指出的是，水泥回轉窯燃燒可燃危險廢物時，CO2排放總量比全部燃煤低一半，這對環(huán)境保護具有重要意義。

3.利用水泥回轉窯處理危險廢物對水泥質量影響不大。

當危險廢物處理過程包括一個產品的制造時，需要考慮處理過程對產品質量的影響，以及在較長時間內是否會發(fā)生二次污染。(1)通過對危險廢物產生的水泥質量進行測試和分析，證明水泥質量沒有受到負面影響。 從發(fā)給中國建材設計研究院的試燒對比試驗報告中的一些數據可以看出，廢液焚燒后的水泥質量沒有影響，但其28天強度提高了5-6Mpa。因此，只要控制好進廠廢料中有害成分的含量，就不會對水泥的生產和質量產生不利影響。 (2)水泥浸出實驗結果表明，水泥回轉窯處理危險廢物不會產生二次污染。焚燒水泥和焚燒丙烯酸樹脂渣、油漆渣和有機廢液時， 也低于《地表水環(huán)境質量國家標準》中的二類水標準。因此，該水泥產品的重金屬浸出濃度不會對環(huán)境和人體造成威脅。

4.利用水泥回轉窯處理危險廢物具有經濟效益。

從經濟效益來看，利用水泥廠回轉窯處理垃圾，與建設專業(yè)焚燒廠相比，投資少、見效快、運行成本低。節(jié)約新建焚燒爐選址和征地的投資成本；垃圾焚燒和水泥生產同時進行，節(jié)省了燃料、員工工資等費用，大大降低了垃圾焚燒的運營成本。雖然有時需要對原有設備進行一定程度的改造，但建造專業(yè)焚燒爐的成本和數千萬元的投資應該可以忽略不計。采用水泥窯處理危險廢物，投資約為專業(yè)焚燒爐投資的1/3至1/5，每年可實現5000噸危險廢物利潤500萬元。

總之，研究水泥回轉窯處理廢棄危險廢物是非?？尚泻捅匾?。一方面，危險廢物在水泥行業(yè)的應用可以在一定程度上緩解資源短缺的壓力，保障水泥行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展；另一方面，危險廢物的有效處理也是環(huán)境管理的一個突破，可以節(jié)省廢物污染治理的資金投入，對環(huán)境保護起到積極作用。
聲明：
“利用水泥回轉窯處理危險廢物” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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