水泥窑协同处置生活垃圾对水泥生产的影响因素分析及解决措施

水泥窑协同处置生活垃圾的工艺：生活垃圾先进行预处理，将其分选为可燃物部分(塑料、纸张、橡胶等)、不可燃物部分(渣土、砖石等)，再根据各部分的物理、化学特性在水泥生产系统中采取不同的处置方式。可燃物经破碎后喂入窑尾分解炉处置，不可燃物作为水泥生产的原料喂入原料磨。两种物料具体的流程是：可燃物经压缩设备挤压脱水后通过皮带输送至可燃物料仓，经取料、计量后再通过皮带输送、喂入分解炉，可燃物在880℃以上的分解炉高温中焚烧，停留时间超过6S。焚烧产生的灰烬随物料一同进入水泥窑内1450℃的高温环境，参与熟料煅烧。不可燃物进入缓存储库内，采用螺旋铰刀出料，经计量后喂入原料磨的进料皮带上，与原料一起在原料磨中进行混合、烘干和粉磨。再随原料进入预热器、分解炉和回转窑，通过850～1450℃高温焚烧，总计停留时间超过30min，焚烧产生的灰烬成为水泥熟料的组成部分。

一、对水泥生产的影响因素分析

1 对生料粉磨系统的影响

(1)生料喂料系统容易堵塞。由于经过预处理的不可燃物湿度很大，一般水分在60%一70%，所以极易在皮带喂料机至生料喂料皮带处堵塞，给生产组织带来难度。(2)不可燃物的成分波动，给生料配料造成了影响。不同的城市，其不可燃物的成分也不同，某城市的生活垃圾不可燃物化学成分见表1。从表1可以看出，不可燃物部分化学成分接近黏土类校正材料，但有害成分如K2O、Na2O、Cl-的含量偏高。不可燃物作为辅助材料添加到原料中时，约占总喂料量的1%一2%。以日产5000t生产线为例，不可燃物喂料台时产量在20～25t左右，由于其喂料量小，一般不会对熟料率值带来大的波动。但是，因为生活垃圾的季节性波动特点，分季节成分差异明显(如夏季西瓜皮增多)，将会带来配料的偏差。(3)不可燃物的高含水率带来了原料综合含水率的变化。目前，国内生料粉磨主机分为三类：管磨、立磨和辊压机，三种粉磨类型对烘干温度要求不同，对原料综合含水率要求也不同，要求烘干温度逐渐降低：管磨>立磨>辊压机。以立磨为例，经过预处理后不可燃物进入原料粉磨系统进行烘干、粉磨，其中的水分不会带人烧成系统。不可燃物参与配料后，原料综合含水率由原先的2%左右增加至5%左右;原料粉磨系统的进口烟气温度，需适当提高至可满足烘干要求的温度。由于立式磨独特的工艺要求，在研磨原料过程中需要在磨盘与磨辊之间形成稳定的料层厚度，以减少振动、提高研磨效率，一般需要磨内喷水增加原料含水率以稳定料层，而经过预处理的不可燃物的高含水率提高了原料的综合含水率，使得磨内少喷或不喷水，降低了喷水量，节约了成本。以江苏某日产5000t生产线日处理500t生活垃圾为例，可减少喷水3～5t/h。而对于以辊压机为生料粉磨主机的生产线，因为工艺原理不同，提高原料含水率则没有上述优势。(4)对生料细度和颗粒级配的影响。经过预处理的不可燃物与生料配料的其它物料相比，易磨性较好，当加入不可燃物参与生料配料时，由于原料的配料组份易磨性差异较大，将导致生料成品的细度和颗粒级配发生变化。以江苏某日产5000t生产线为例，颗粒级配3～30ixm增加5%左右，使人窑生料在预热器一级旋风筒的收尘效率变差，窑尾收尘的负荷加重，控制不好，甚至可能导致超标排放。2 对烧成系统的影响

(1)对燃料替代作用。通过生活垃圾预处理系统，可以将垃圾中可燃部分喂入窑尾分解炉进行处置。以日产5000t生产线日处理垃圾500t为例，对应的可燃物为15t/h左右，可节约实物煤1.5～2t/h，节煤效果比较明显。某城市生活垃圾可燃部分热值见表2。

当然，由于各地生活垃圾成分构成有差异，加之垃圾陈化时间不同，对燃料的替代作用也有差异。陈化垃圾中的可燃物比新产生的垃圾对燃料的替代作用更为明显。

(2)氯碱等有害成分富集对烧成的影响。由于城市生活垃圾中氯含量、碱含量较水泥生产的控制要求偏低，可能会给预分解系统造成结皮堵塞，尤其是在窑尾喂料处造成结皮、堵料，进而造成预热器系统CO浓度偏高，燃料燃烧不完全。另外，生料配料(不可燃部分)以硫酸碱和氯化碱为主的挥发性组份对其中的碱性耐火材料(镁铬尖晶石砖、镁铬砖)具有腐蚀作用。

(3)对工艺操作的影响。因为可燃物以纸张、塑料和织物为主，所以比较轻，加之水分大，在下料口处极易棚料堵塞，造成喂料不均衡。由于其具有燃料的替代作用，其喂料的波动带来窑系统参数的频繁调整(风、煤、料)，加大了烧成系统的不稳定性。(4)对脱硝系统的影响。如前所述，在窑尾容易产生结皮造成窑尾CO浓度偏高，而由于其可燃物粒度、热值等燃烧特性与煤有所不同，使得其需要燃烧的时间更长，在一定程度上造成了在分解炉还原气氛的产生，从而降低了氨水的使用量。二、避免影响水泥生产的解决措施针对上述对水泥生产系统的影响，有对节约成本有利的一面，也有对生产管理不利的一面，这就需要找出应对办法，以趋利避害。(1)根据垃圾组份变化及时调整配料。生活垃圾组份(主要是不可燃物)的波动对系统影响较大，因为厨余垃圾比重大，受季节因素影响，其组份变化较大。这就需要配料过程中，增加在线分析的频次，根据不可燃物组份变化而及时调整添加比例以保证熟料率值的稳定。(2)均衡投放与处理。应根据日处理垃圾量的情况，均衡安排垃圾投放量，特别是对于可燃物的投放，既要满足在下料口不堵塞，又要保证下料量稳定性，只有这样才能避免发生窑尾堵塞和频繁调整工艺参数等情况发生。(3)调整立磨的技术参数(仅对生料粉磨是立磨选型的情况)。由于配料中增加了不可燃物组份，改变了生料成品的细度和颗粒级配，可降低选粉机机转速、减少磨辊压力以使得生料细度与级配趋于合理，以避免发生一级旋风筒收尘效果下降、窑尾收尘压力增加的情况。(4)旁路放风工艺。采用旁路放风工艺是克服氯离子对烧成过程影响的有效手段。当需要开启旁路放风系统时，窑尾烟室高温废气由旁路放风口抽出，经旁路放风装置时与冷却风机鼓入的冷风混合，温度降至200℃左右，再经袋收尘器净化后由排风机排入大气，袋收尘器收集下的粉尘送至熟料库。水泥窑协同处置生活垃圾的技术已日趋成熟，通过采取诸多措施，重点在于能够兼顾好水泥生产与处理垃圾的关系，以实现水泥企业能够常态化处理生活垃圾、稳定水泥生产。

——来源：高温节能保温

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