水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰的技術(shù)途徑探究

文_肖俊煒 廈門(mén)市環(huán)境衛(wèi)生中心

近幾年，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步和發(fā)展，垃圾焚燒處理技術(shù)得以在多個(gè)領(lǐng)域大量的普及和應(yīng)用。對(duì)此，發(fā)電廠企業(yè)焚燒垃圾時(shí)需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的處理方式，通過(guò)應(yīng)用水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)，以此來(lái)緩解垃圾焚燒造成的污染，極具現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。

1 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰現(xiàn)狀及危害

據(jù)了解，近年來(lái)全國(guó)每年垃圾焚燒飛灰產(chǎn)量高達(dá)1000萬(wàn)t左右。部分產(chǎn)灰企業(yè)以水洗飛灰的處理方式直接脫除其中氯鹽；借助水泥窯水洗飛灰協(xié)同處置方式能夠有效提升飛灰的處置量，充分保障其熟料產(chǎn)能提升5%左右。由于不同產(chǎn)灰企業(yè)氯含量不同，其生產(chǎn)的飛灰量也存在很大差異。同時(shí)，由于焚燒垃圾的鍋爐類(lèi)型及垃圾組織不同，使得各個(gè)地區(qū)垃圾焚燒飛灰的氯元素含量存在較大差異，在焚燒過(guò)程中需要使用不同的水泥窯協(xié)同處理方式。在焚燒期間垃圾產(chǎn)生的主要污染物有二氧化硫、二噁英以及煙塵等，其中二噁英屬于一種毒性較強(qiáng)的物質(zhì)，是多氯代二苯并呋喃以及氯代二苯的統(tǒng)稱。經(jīng)研究表明，國(guó)內(nèi)華南、華東以及華北地區(qū)二噁英毒性最強(qiáng)。二噁英中有機(jī)污染物化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，各個(gè)工廠企業(yè)需要采用袋式除塵器收集二噁英粉塵的方式去除此有害成分，避免產(chǎn)生二次污染。

2 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)

2.1 調(diào)質(zhì)除氯用作水泥混合材

2.1.1 工藝步驟

水泥窯協(xié)同兩段式預(yù)處理飛灰技術(shù)可謂是飛灰調(diào)質(zhì)除氯用作水泥混合材的核心工藝技術(shù)。將兩段式預(yù)處理裝置安裝在水泥窯煙塵室中，如果飛灰進(jìn)入預(yù)處理裝置內(nèi)，借助回轉(zhuǎn)裝置和預(yù)設(shè)坡度向前送料，和原石產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈽?gòu)成逆向的氣流，而后實(shí)施換熱處理。換熱后將其分成各個(gè)環(huán)節(jié)逐次添加輔料，以期能夠達(dá)到除氯、解毒、配料燒結(jié)等目的。回收煙氣余熱后，把它送到煙氣處理系統(tǒng)直接排放。利用這一工藝技術(shù)對(duì)飛灰實(shí)現(xiàn)預(yù)處理，原因在于水泥熟料和飛灰的化學(xué)成分比較相像，能夠把其當(dāng)成水泥混合材。其工藝流程如圖1所示。

圖1 水泥窯協(xié)同兩段式預(yù)處理飛灰技術(shù)

2.1.2 技術(shù)特征

焚燒飛灰預(yù)處理裝置的構(gòu)成涉及兩段回轉(zhuǎn)缸筒，其裝置與水泥窯接口位置在同一位置，還需嚴(yán)格把控其煙氣入口溫度。在飛灰預(yù)處理期間，其輔料需要分段添加，輔料1的主要成分是螢石、環(huán)氧樹(shù)脂，目的在于加速二噁英分解，使得飛灰熔融溫度降低。而輔料2的核心成分則是鐵尾礦與高嶺石，目的在于蒸發(fā)出飛灰中的氯化鉀鹽，吸附上階段揮發(fā)出的重金屬，進(jìn)而形成水泥熟料相似的礦物相。結(jié)合輔料添加量和飛灰量精確計(jì)算系統(tǒng)熱煙風(fēng)引入量。

水泥窯熱力系統(tǒng)在線根據(jù)預(yù)處理裝置在高溫中可以直接脫除飛灰中的有害元素，禁止含氯煙氣到達(dá)水泥窯系統(tǒng)，能夠充分保障水泥窯系統(tǒng)的穩(wěn)定，還能提升水泥窯協(xié)同處置飛灰量的質(zhì)量及效果。然而，調(diào)質(zhì)除氯后的飛灰可當(dāng)成水泥混合材，而水泥回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度要高玉燒結(jié)煙氣溫度，無(wú)法將重金屬固化的效果有效發(fā)揮，使得水泥重金屬參數(shù)超出合理控制范圍。

2.2 水泥窯旁路放風(fēng)處置飛灰

2.2.1 工藝步驟

水泥窯旁路放風(fēng)協(xié)同處置飛灰的核心技術(shù)是不采用預(yù)處理方式的，因?yàn)檫@樣會(huì)把高溫氣體輸送到水泥窯中進(jìn)行焚燒。同樣有部分技術(shù)是在水泥窯頭部位置煅燒飛灰。借助旁路放風(fēng)的方式處理飛灰，等到水泥窯中富集大量有害元素后，直接抽出煙室內(nèi)的一些煙氣，利用周冷風(fēng)機(jī)將定量冷風(fēng)直接鼓入，以此來(lái)達(dá)到降溫冷卻煙氣的目的，充分保障KCl、NaCl成分冷卻結(jié)晶之后有效固化；之后借助布袋除塵器以及旋風(fēng)分離器將粉塵收集起來(lái)，在窯尾廢氣處理系統(tǒng)和篦冷機(jī)內(nèi)輸送降溫除塵后的煙氣，基于環(huán)保視角有效排放尾氣。

2.2.2 技術(shù)特征

放風(fēng)位置處理飛灰過(guò)程中需要注意：①確保抽氣口廢棄內(nèi)的有害成分其濃度在合理范圍內(nèi)，將含塵濃度有效降低；②合理控制抽氣口的風(fēng)速，最大限度確保粉塵表面堆積的氣態(tài)物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)凝結(jié)，還不會(huì)將粉塵排放到其他地方。結(jié)合具體情況，在水泥窯尾下料溜子的前端、煙室兩側(cè)與后側(cè)設(shè)置放風(fēng)位置。并且放風(fēng)量一定要根據(jù)飛灰的燃料情況、化學(xué)成分、水泥原料等綜合性的評(píng)估和計(jì)算；還要合理把控放風(fēng)煙氣的溫度，高度重視熱損耗量，每1%的放風(fēng)量一般會(huì)使得電耗、料耗以及熟料熱耗大幅度增加。該工藝的重點(diǎn)工藝是把焚燒飛灰氣體輸送到水泥窯，建設(shè)及設(shè)備投資成本較低，旁路放風(fēng)帶消耗熱能的成本較低，因此其建設(shè)費(fèi)用和工藝運(yùn)行費(fèi)用不高；旁路放風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備需要直接布置在水泥窯尾塔架中，無(wú)需占用太多場(chǎng)地，特別適合用于老廠改造。

2.3 水泥窯協(xié)同處置水洗飛灰

2.3.1 工藝步驟

水泥窯協(xié)同處置水洗飛灰系統(tǒng)主要借助多級(jí)逆流水洗工藝，將垃圾焚燒飛灰科學(xué)處理，有效去除飛灰中的可溶性氯鹽，水洗后飛灰氯離子含量會(huì)明顯下降，其數(shù)值通常在1%以下，切實(shí)保障飛灰脫氯處理的質(zhì)量及效果。在預(yù)處理飛灰后會(huì)將其輸送至水泥窯尾部?；谒喔G高溫堿性條件，將飛灰內(nèi)的有害有毒物質(zhì)分解、洗去，充分保障熟料金格中的重金屬有效固化。飛灰水洗廢水能夠利用重金屬去除等方式，在符合制鹽水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后將制鹽有效蒸發(fā)，能夠得出鈉鹽以及高純度鉀鹽，一定程度上可為企業(yè)生產(chǎn)爭(zhēng)取更多的附加效益。

2.3.2 技術(shù)特征

水泥窯協(xié)同處置水洗飛灰工藝期間洗滌次數(shù)與水灰比不僅會(huì)使得水洗效果受到影響，也會(huì)使得飛灰水洗工藝的運(yùn)行成本產(chǎn)生波動(dòng)。各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)水灰配比和洗滌次數(shù)存在很大差異，水洗工藝為水泥窯運(yùn)行提供了優(yōu)質(zhì)的低氯環(huán)境，由此也能夠切實(shí)提升飛灰處理效率及水泥窯生產(chǎn)的穩(wěn)定性。飛灰水洗協(xié)同處置工藝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中離不開(kāi)高質(zhì)量的工藝設(shè)備，需投入大量的資金成本，在水洗過(guò)程中飛灰內(nèi)的重金屬、綠巖等會(huì)逐漸運(yùn)輸?shù)剿匆簝?nèi)，而水洗液內(nèi)的重金屬需要加入大量的藥劑，以此來(lái)調(diào)節(jié)其酸堿度，由此才能有效沉淀重金屬。水洗飛灰烘干也需要許多電能消耗，如果運(yùn)用煙氣余熱烘干，會(huì)消耗大量的干燥熱風(fēng)。

3 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)要點(diǎn)

經(jīng)過(guò)三級(jí)水洗之后的濕灰，其含水率通常在30%，濕灰在存儲(chǔ)期間極易板結(jié)，其轉(zhuǎn)運(yùn)難度較大，特別是對(duì)于板結(jié)成大塊的物料，極易破碎，很難將其放入水泥窯處置。濕灰中含有水分，在轉(zhuǎn)運(yùn)處置期間很有可能出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)移作業(yè)場(chǎng)地時(shí)，一定要做好泄漏物體收集以及防腐防滲裝置。濕灰儲(chǔ)存空間會(huì)富集較多氨氣，所以濕灰堆存庫(kù)房一定要保持良好的通風(fēng)，還要配置氣體收集排放設(shè)施，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的工作人員需要穿戴好安全防護(hù)裝置，避免被有毒氣體侵襲。濕灰進(jìn)入水泥窯處置，采用從生料進(jìn)入的方式，此方式對(duì)于濕灰的粒徑以及含水率的要求較高，所以飛灰水洗之后的布料方式以及固液分離方式需要全方位考慮。濕灰處置一定程度上有利于降低水泥中的氯含量，需要根據(jù)現(xiàn)階段水泥廠原料的配比、品質(zhì)以及檢測(cè)結(jié)果，采用科學(xué)有效的方式進(jìn)行配料，以此來(lái)控制水泥中重金屬以及熟料的含量，避免有害成分嚴(yán)重超標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)能夠顯著提升水泥窯協(xié)同處置飛灰處置的效率及質(zhì)量，有效降低飛灰中氯鹽對(duì)熟料品質(zhì)以及水泥等影響，一定程度上也推進(jìn)著飛灰的減量化、資源化以及無(wú)害化處置。然而，在項(xiàng)目具體運(yùn)行期間，還需結(jié)合飛灰具體的屬性科學(xué)選擇處置設(shè)備及設(shè)計(jì)工藝，由此才能充分保障水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)的應(yīng)用效果及質(zhì)量。