水泥窯廢棄物處置技術(shù)和裝備介紹

時間：2017-03-22作者：江蘇鵬飛集團股份有限公司瀏覽：1978

水泥窯廢棄物處置技術(shù)和裝備介紹

1  概述

    1.1 國內(nèi)固體廢棄物現(xiàn)狀

    伴隨著國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展和城市化進程的逐步加快，城市生活垃圾、市政污泥、醫(yī)療垃圾、工業(yè)廢棄物以及危險廢棄物的處置問題日益**?！袄鴩恰薄ⅰ疤盥駡鼍苁帐姓勰唷?、“工業(yè)廢棄物堆積成山”、“危險廢棄物隨意丟棄”的報道屢見不鮮。

    相對于水處理和大氣污染控制，我國的固體廢棄物處理雖起步較晚，但近年來由于國家環(huán)保力度的加大，社會各界的環(huán)境意識逐步提升，國外**固體廢棄物處理技術(shù)不斷被引進、消化、吸收和創(chuàng)新，新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，固體廢物處理從初的一片空白發(fā)展到現(xiàn)在的百家爭鳴。

    利用水泥回轉(zhuǎn)窯對廢棄物進行終處置或者綜合利用，近十年在國內(nèi)均處于摸索階段，不僅水泥企業(yè)對這一領(lǐng)域非常關(guān)注，傳統(tǒng)的環(huán)保行業(yè)（污水處理、垃圾處理）、各大設(shè)計院和科研單位以及石化、電子、冶金等大規(guī)模產(chǎn)廢單位都逐漸開始參與其中。

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    利用水泥回轉(zhuǎn)窯對廢棄物進行終處置，從技術(shù)上和經(jīng)濟上都具備其他處理方式無法比擬的優(yōu)勢：

    與其他的焚燒方式相比較，水泥回轉(zhuǎn)窯的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在：

    ◇   溫度較高 —— 物料高1450℃，氣體高1750℃
    ◇   停留時間較長 —— 氣體（>1100℃）的通過時間>4秒
    ◇   慣量大，工況穩(wěn)定
    ◇   高溫氣體湍流強烈
    ◇   窯系統(tǒng)始終為堿性氣氛
    ◇   窯系統(tǒng)負壓狀態(tài)
    ◇   重金屬離子固定在熟料晶格中，無法逸出
    ◇   無殘渣，不產(chǎn)生二次污染
    ◇   煙氣中二口惡英和呋喃生成幾率非常低

    水泥企業(yè)在正常生產(chǎn)的同時，開展各類廢棄物處理工作，在承擔(dān)起社會責(zé)任的同時，能實現(xiàn)非?？捎^的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

    同樣，水泥企業(yè)使用替代原、燃料，其經(jīng)濟性也不言而喻，為企業(yè)節(jié)省的生產(chǎn)成本顯而易見，這樣的例證已屢見不鮮。

    1.2廢棄物接收、暫存、預(yù)處理和輸送系統(tǒng)的特性和要求

    廢棄物由于其自身特性，以及處理方式的不同，在處理系統(tǒng)中，對廢棄物的接收、暫存、預(yù)處理和輸送環(huán)節(jié)的要求相對較高并且不盡相同。

    其接收、暫存和輸送系統(tǒng)的基本原則應(yīng)該是：安全、穩(wěn)定、連續(xù)運行，對
廢棄物特性變化的適應(yīng)能力強，不與人體直接接觸、不對環(huán)境造成二次污染。

    20世紀(jì)90年代初至今，德國普茨邁斯特公司（Putzmeister）已為**的
水泥企業(yè)提供了大量的廢料接收、暫存、預(yù)處理和輸送系統(tǒng)及其中的主要設(shè)備，并且在上述的各種處理工藝中都有實際應(yīng)用的業(yè)績。

    1.3 普茨邁斯特公司簡介

    普茨邁斯特（Putzmeister，以下簡稱PM）公司成立于 1958年，總部位于德國斯圖加特附近的Aichtal。公司始建時主要生產(chǎn)液壓柱塞式沙漿泵和混凝土輸送泵。如今，其生產(chǎn)的液壓柱塞泵已廣泛應(yīng)用于建筑、隧道施工、礦冶、化工、電廠、環(huán)保和水泥等行業(yè)，主要用于輸送高含固率、高黏度、高磨蝕性、成分復(fù)雜的漿狀或泥狀物料。迄今為止，PM公司已在**11個國家擁有18個子公司或代表處，雇員約3200人，2008年P(guān)M公司**的營業(yè)額達到了12億歐元。

    2  PM廢料接收和輸送系統(tǒng)的組成和特點

    根據(jù)廢棄物的性狀，PM的接收和輸送系統(tǒng)可分為兩類系統(tǒng)。

    A．泥/漿渣狀廢料的接收和輸送系統(tǒng)
    B．固體廢物（生活垃圾、工業(yè)廢棄物和危險廢棄物）的預(yù)處理和輸送系統(tǒng)

    2.1泥/漿渣狀廢料的接收和輸送系統(tǒng)

onmou*heel="return bbimg(this)" height=180 src="http:///manage/eWebEditor/UploadFile/2010510174047344.jpg" width=304 onload=resizepic(this) align=right border=0>    2.1.1 系統(tǒng)組成和描述

    該系統(tǒng)主要由接收、分揀（分離）、輸送、儲存和泵送輸送部分組成。
卡車運來的漿狀或泥狀的廢料被倒入接收倉中，磁力分撿設(shè)備把其中的金屬廢料分撿出來。通過分撿后的廢漿進行重力濃縮，濃縮產(chǎn)生的淤泥通過PM的KOS泵輸送進儲存料倉，上部較稀的液體可與送來的其它稀廢漿用離心脫水機進行脫水，產(chǎn)生的脫水泥餅也通過PM的KOS泵輸送進儲存料倉。儲存料倉可起到緩沖的作用，以保證輸送系統(tǒng)的連續(xù)運行。后安裝在儲存料倉底部的KOS泵將廢泥直接送入轉(zhuǎn)窯。由于泵的排量無級可調(diào)，用戶可根據(jù)轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度情況隨時控制廢料的輸送量。對于固體廢料，用戶可用抓斗直接進行輸送。

    2.1.2 系統(tǒng)特點

    *特的廢料輸送泵：系統(tǒng)采用了PM KOS泵來作為廢料的輸送和輸送設(shè)備。這種KOS采用了沒有閥體的特殊設(shè)計，兩個輸送缸的切換是通過S管的擺動來實現(xiàn)，因此即使泥狀廢料中含有大的顆粒，只要不大于輸送缸徑的三分之二，都可以順利泵送。同時KOS泵采用了液壓驅(qū)動，大可達到120bar的輸送壓力，因此即使廢料的含固率很高，黏度很大，也沒有任何問題。此外KOS泵的移動（磨損）部件較少，而且主要磨損件采用了雙層鍍鉻，具有很強的抗腐蝕性和耐磨性，因此大大降低了泵的維護費用。

    *特的接收和儲存料倉：PM公司的料倉采用有限元分析法設(shè)計，受力情況好。料倉底部的液壓驅(qū)動的特殊破拱滑架，可防止廢料在倉內(nèi)架橋?；芟路脚溆须p螺旋卸料機，可有效把廢料從倉內(nèi)擠入到輸送泵中。料倉內(nèi)裝有超聲波料位計，可連續(xù)輸出料位信號。

    由于廢料采用管道泵送方式，較大地方便和簡化了現(xiàn)場布置。同時料倉和管道的密封性使廠區(qū)清潔無臭氣。

    2.1.3已成功運行并處理過的泥/漿狀廢料

    **/工業(yè)污水處理廠的脫水污泥、工業(yè)廢油和油泥、廢棄硅/橡膠、漆泥、廢紙泥、廚余垃圾、屠宰廢料和清淤淤泥等，均可以經(jīng)PM系統(tǒng)管道輸送到水泥廠作為替代燃料。

    黏土(建筑施工)、陶瓷泥、赤泥、煤矸石、尾礦和粉煤灰等可使用PM系統(tǒng)為水泥廠提供替代原料。

    2.2 SMP系統(tǒng)－（工業(yè)廢棄物和危險廢棄物）的預(yù)處理和輸送系統(tǒng)

onmou*heel="return bbimg(this)" height=272 src="http:///manage/eWebEditor/UploadFile/2010510174047990.jpg" width=394 onload=resizepic(this) align=right border=0>    2.2.1 系統(tǒng)組成和描述

    該系統(tǒng)主要由進料、破碎、攪拌和泵送部分組成。其中破碎（S）、攪拌（M）和泵送（P）為關(guān)鍵，所以該系統(tǒng)也簡稱SMP系統(tǒng)。

    桶裝的、固體散裝的和其他形式包裝的有害廢料被全部投入破碎機進行破碎，破碎后的物料在攪拌機中與加入的廢油進行攪拌，后通過PM特殊的EKO泵直接送入轉(zhuǎn)窯焚燒。

    2.2.2 系統(tǒng)特點

    破碎：通過剪切、撕裂和擠壓等來減小物料尺寸達到破碎的要求。根據(jù)實際破碎效果,可采用單軸、雙軸、三軸或四軸。由于這種破碎機的設(shè)計很特殊，有害廢料及其包裝，如鐵皮或鉛皮桶、塑料桶、玻璃罐和陶瓷容器等，都可被直接放入破碎機并進行破碎。破碎后的大顆粒約為250mmx60mm。

    攪拌：連續(xù)軸流式攪拌，如右圖。破碎后的廢料和廢油從攪拌腔的左上部進入，經(jīng)攪拌漿葉攪拌后，從右下方擠出。

    泵送：相對于破碎機和攪拌機，PM EKO泵送系統(tǒng)的設(shè)計為特別。泵進口上部裝有兩個錘型砸料器，一個負責(zé)把泵斗里的粗大物料砸碎，一個負責(zé)把物料砸進泵腔中。金屬冠狀頭的柱塞把物料直接推入管道中，泵出口的液壓閘板閥可切斷任何將未進入管道的物料，以保證下一個泵送沖程的順利進行。由于砸料器的大沖擊力為80 噸，泵的進料口為760x360 mm，活塞缸徑為350 mm，所以即使有大塊未被破碎的物料進入料斗中，也能被順利地泵送。

    同樣由于廢料采用管道泵送方式，較大地方便和簡化了現(xiàn)場布置。管道的密封性使危險廢物與環(huán)境完全隔絕，氮氣充填技術(shù)大大提高了操作的安全性。該套系統(tǒng)真正實現(xiàn)全自動控制、穩(wěn)定運行、免維護，單線大年處理能力為8.5萬噸左右。

    3  PM系統(tǒng)在水泥企業(yè)對泥/漿渣狀廢棄物的處理和綜合利用領(lǐng)域的實際應(yīng)用

    PM公司的這種系統(tǒng)在**已經(jīng)有幾十個工程實例，這些實例根據(jù)工藝流程的細小差異可分為四種形式。

    3.1 第一類實例：直接泵送形式

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    多種泥狀廢料由鏟車或抓斗裝入KOS泵的料斗中，然后由KOS泵直接送入轉(zhuǎn)窯中。由于廢料中有時帶有較大的固體顆粒，所以在泵送管道上安裝了捕捉器。同時，為了減低管道壓力損失，減小電能消耗，PM公司還在輸送管道上配備了一套注膜潤滑減壓系統(tǒng)BLI。這種減壓系統(tǒng)的原理是，通過環(huán)型噴嘴注入水或**物在管道內(nèi)壁形成一層潤滑膜，從而減小管壁與物料的摩擦。實際運行表明，減壓效果能達到20-80%。

    系統(tǒng)特點：

    優(yōu)點：系統(tǒng)簡單，投資少?？梢曰旌咸幚矶喾N泥狀廢料。
    缺點：自動化程度低，系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性稍差。

    3.2 第二類實例：料倉直接接收+泵送形式

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    卡車直接將泥狀廢料倒入PM的接收料倉中，料倉底部的卸料裝置再將廢料擠入KOS泵中，然后直接泵入轉(zhuǎn)窯中。同樣PM公司在泵送管道上安裝了除雜裝置和管道注膜潤滑減壓系統(tǒng)。

    系統(tǒng)特點：

    優(yōu)點：系統(tǒng)較簡單，投資較少。接收料倉可起到一定的緩沖作用。
    缺點：不能充分混合多種廢料。

    3.3 第三類實例：混合后料倉接收+泵送形式

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    多種泥狀廢料由鏟車或抓斗進行混合后被倒入PM的接收料倉中，料倉底部的卸料裝置再將廢料擠入KOS泵中，然后直接泵入轉(zhuǎn)窯中。用戶也選擇了PM公司的大顆粒捕捉器和注膜潤滑減壓系統(tǒng)BLI安裝在泵送管道上。

    系統(tǒng)特點：

    優(yōu)點：系統(tǒng)較簡單，投資較少?？梢曰旌咸幚矶喾N泥狀廢料。
    缺點：接收料倉的緩沖容量有限，難以保證24小時連續(xù)運行。

    3.4 第四類實例：接收料倉+儲存料倉+泵送形式

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    多種泥狀廢料（也可用鏟車或抓斗進行混合）先被倒入PM的接收料倉中，裝在接收料倉底部的KOS泵再把廢料送入一個較大的緩沖儲存料倉中，后由安裝在儲存料倉底部的KOS泵直接泵入轉(zhuǎn)窯中。同樣PM公司的大顆粒捕捉器和注膜潤滑減壓系統(tǒng)也十分有必要。

    系統(tǒng)特點：

    優(yōu)點：系統(tǒng)完善，廢料的接收（混合）和儲存區(qū)域完全分開，廠區(qū)內(nèi)干凈、整潔，沒有異味。同時由于大容量緩沖倉的存在，可保證系統(tǒng)24小時連續(xù)運行。
    缺點：相對于**種投資稍大。

    4  PM系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)廢棄物、危險廢物處理領(lǐng)域－SMP系統(tǒng)

    該系統(tǒng)的流程圖和工藝描述如本文2.1.1中所述。典型實例有德國柏林的Sch?neiche危險廢物處理中心和法國的PEC Tredi危險廢物處理中心。

    該SMP系統(tǒng)的大優(yōu)點是較高的安全性，在整個制備和輸送過程中，有害廢料都是處于完全封閉隔絕的狀態(tài)，另外，SMP系統(tǒng)全過程實現(xiàn)自動控制，方便調(diào)整工藝狀況，且不會對環(huán)境和操作人員造成任何的污染和危害。目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于世界各地的危險廢棄物處理中心和水泥企業(yè)。

    5  結(jié)論

    根據(jù)已有用戶的實際使用情況證明，在水泥企業(yè)焚燒處置工業(yè)廢棄物、危險廢棄物、市政污泥和生活垃圾，以及替代原、燃料的使用領(lǐng)域，用PM特殊設(shè)計的系統(tǒng)來對廢棄物和替代原、燃料進行接收、儲存、輸送以及預(yù)處理，是一種切實可行的技術(shù)。德國普茨邁斯特公司的系統(tǒng)、產(chǎn)品、技術(shù)和經(jīng)驗?zāi)転樗嗥髽I(yè)解決一些具體的問題。

    目前，德國PM公司的技術(shù)和裝備已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)的多家水泥企業(yè)，例如廣州越堡水泥有限公司、拉法基重慶南山工廠以及華新（宜昌）水泥有限公司等，該公司產(chǎn)品的可靠性，技術(shù)和服務(wù)均獲得了用戶的一致認可。


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