近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,危險(xiǎn)廢物的種類(lèi)和數(shù)量出現(xiàn)了大幅度的上升,后續(xù)的處置和監(jiān)管面臨著巨大的壓力,利用焚燒、填埋處置和超期超量貯存危險(xiǎn)廢物形成的潛在環(huán)境安全隱患日趨加重。水泥窯協(xié)同處置作為危廢的處置方式之一,引起許多水泥和環(huán)保企業(yè)的關(guān)注。用廢棄物替代燃料的使用量最大限度的提高了能源的回收,同時(shí)也解決了這些廢棄物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。由于水泥窯協(xié)同處置危廢技術(shù)還未完全成熟,因此在協(xié)同處置過(guò)程中不免會(huì)對(duì)水泥窯系統(tǒng)造成一定的影響。
一、某水泥廠概況及主要問(wèn)題分析
某水泥廠是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)水泥熟料的環(huán)保型、節(jié)能型大型現(xiàn)代化企業(yè),擁有一條5000t/d回轉(zhuǎn)窯熟料生產(chǎn)線,配套Φ4.8m×72m回轉(zhuǎn)窯,TDF分解爐和9MW純低溫預(yù)熱發(fā)電系統(tǒng)。該水泥廠除熟料生產(chǎn)系統(tǒng)外,還包括垃圾焚燒系統(tǒng)、漿渣處置系統(tǒng)、污泥處置系統(tǒng)、旁路放風(fēng)系統(tǒng)和窯灰入爐系統(tǒng)等。
該水泥廠采用中礦雙柱塞泵系統(tǒng)進(jìn)行污泥及廢液的入爐處置,其工作原理是,通過(guò)泵將廢液從廢液罐車(chē)中打入污泥倉(cāng),廢液沿污泥倉(cāng)底部的下料管進(jìn)入集液箱,此時(shí)通過(guò)液壓站控制柱塞泵的兩個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),交替的將集液相中的廢液通過(guò)管道泵送入分解爐進(jìn)行處置。廢液入分解爐的數(shù)量可以通過(guò)控制泵送流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在利用污泥系統(tǒng)處置廢液時(shí)對(duì)窯系統(tǒng)的正常運(yùn)行會(huì)造成一定的影響。
正常情況下該水泥廠的分解爐出口溫度控制在895℃左右,入窯生料的分解率維持在90%~95%,在窯內(nèi)26~28m處是不會(huì)出現(xiàn)結(jié)皮的,但是在利用污泥系統(tǒng)處置廢液期間,入窯生料的分解率有所降低,且分解爐出口的溫度波動(dòng)較大,在窯內(nèi)26~28m處也時(shí)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)皮。經(jīng)過(guò)分析之后,認(rèn)為是污泥管在分解爐入口的設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致了上述現(xiàn)象。
原污泥管的入口在噴煤管的正上方,和三次風(fēng)管的入爐口位置呈大約90°,并且污泥管伸入分解爐的長(zhǎng)度為20~30cm,這樣設(shè)計(jì)的不合理之處主要有以下幾方面:
(1)污泥管入口在噴煤管的正上方,噴入分解爐的廢液下降至噴煤管處時(shí)會(huì)影響煤粉的燃燒,還可能在噴煤管入分解爐口形成結(jié)焦,影響煤粉的正常噴入,從而導(dǎo)致分解爐內(nèi)溫度達(dá)不到入窯生料的分解溫度,影響分解率。
(2)污泥管伸入分解爐的長(zhǎng)度略短,噴入分解爐的廢液有部分會(huì)沿著分解爐壁向下流,這部分廢液會(huì)附著在耐火磚和澆注料上,當(dāng)其燃燒時(shí),有的熱量散不出去,從而燒毀耐火材料,影響耐火材料的使用壽命。廢液中含有重金屬和有害成分,長(zhǎng)期與耐火材料接觸會(huì)對(duì)其進(jìn)行腐蝕,有些廢液甚至?xí)B入耐火材料內(nèi),從而造成損壞。
(3)污泥管入口和三次風(fēng)管入口呈90°,當(dāng)從三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐的風(fēng)沿爐壁做順時(shí)針切線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)將噴入分解爐的廢液帶入到三次風(fēng)管內(nèi),其內(nèi)部打有澆注料,若廢液在三次風(fēng)管內(nèi)燃燒會(huì)造成局部高溫,損壞三次風(fēng)管內(nèi)的澆注料。
(4)廢液呈一股噴入分解爐內(nèi),一般在分解爐內(nèi)未處置完全,剩余未處置的廢液會(huì)進(jìn)入煙室和窯內(nèi)繼續(xù)燃燒,這樣會(huì)破壞窯系統(tǒng)的熱平衡,廢液含有一定的熱值,在窯內(nèi)燃燒時(shí)造成局部高溫,使液相提前出現(xiàn),從而形成結(jié)皮。呈一股噴入分解爐的廢液,其在分解爐中燃燒時(shí)還會(huì)造成分解爐內(nèi)及分解爐出口溫度和負(fù)壓的波動(dòng),從而影響分解爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。
二、技改方案
針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了以下技改方案(如圖1):
(1)將污泥管入分解爐口位置進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整之后其和三次風(fēng)管入口呈接近180°,并且不在噴煤管的正上方。這樣可以盡可能的減少?gòu)U液對(duì)噴煤管和三次風(fēng)管的影響。
(2)污泥管伸入分解爐的長(zhǎng)度大約50~60cm,這樣可以最大限度的減少?gòu)U液和分解爐內(nèi)耐火材料的接觸。
(3)在污泥管入口位置增加壓縮空氣管,對(duì)入分解爐的廢液進(jìn)行打散,這樣可以使呈一股入爐的廢液分散,由于入爐廢液體積分散變小,廢液幾乎可以在分解爐內(nèi)燃燒完全,不會(huì)有過(guò)多剩余的廢液進(jìn)入到窯內(nèi)燃燒。
三、技改效果
技改前后,筒體掃描圖對(duì)比見(jiàn)圖2,從圖2上可以看出技改后在窯內(nèi)26~28m處未出現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象,窯筒體溫度正常,窯內(nèi)結(jié)皮的減少能保證窯內(nèi)良好的通風(fēng),從而使熟料的產(chǎn)質(zhì)量有所提高。
技改前后,預(yù)熱器系統(tǒng)的主要參數(shù)如表1所示,從表1中可以看出技改后生料的喂料量增加了10t/h,分解爐出口溫度和出口負(fù)壓的波動(dòng)范圍變小,這使分解爐的運(yùn)行更加平穩(wěn),為入窯生料的分解提供了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境,技改后入窯生料的分解率一直維持在90%以上,明顯高于技改前的分解率。
技改后,分解爐內(nèi)污泥管入口下方的耐火磚使用壽命也有所增長(zhǎng),技改前污泥管入口下方的耐火磚使用10個(gè)月就由于損壞進(jìn)行更換,最近一次檢修期間進(jìn)入分解爐發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)位置的耐火磚完好無(wú)損,此次檢修距技改后已經(jīng)過(guò)了13個(gè)月。
四、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)水泥窯協(xié)同處置危廢起步晚,技術(shù)還不成熟,但是近幾年在水泥窯協(xié)同處置危廢方面做了積極的嘗試,并且取得了顯著的效果,已逐步建立起一套協(xié)同處置的技術(shù)體系。目前越來(lái)越多的水泥企業(yè)進(jìn)入到協(xié)同處置的領(lǐng)域,由于各水泥企業(yè)的預(yù)熱器系統(tǒng)和窯系統(tǒng)存在一定的差異,在設(shè)計(jì)協(xié)同處置路線時(shí)要綜合考慮,盡可能在處置危廢節(jié)約能源的基礎(chǔ)上將對(duì)窯系統(tǒng)的影響降到最低。( >
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