水泥窑协同处置危险废物配伍因子对窑系统影响及控制探讨.docx

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1、水泥窑协同处置危险废物配伍因子对窑系统影响及控制探讨摘要介绍了利用水泥窑协同处置危险废物造成的回转窑结圈和分解炉堵料情况，分析协同处置过程中配伍特征因子氟氯硫对分解炉堵料频次和回转窑内不同部位结皮的影响，通过2000t/d窑系统的数据统计发现，危险废物中的有害因子氟氯硫易造成分解炉系统堵料频次增加，硫和氯在回转窑6m处开始增多，窑内34m处硫离子含量达到最高，窑内44m处氯离子含量达到最高，回归分析后发现窑皮中硫和氯含量随筒体延伸呈线性增高的趋势。通过近5年的生产总结，协同处置危险废物过程中熟料氯离子控制在0.100%以下为最佳状态，同时，入窑氯离子占熟料氯离子比例低于65%时，说明系统中氯离

2、子存在循环情况，会造成工况恶化。引言水泥熟料燃烧过程中，系统中的氯在合适的温度和烟气气氛下，与碱性元素结合，生成氯的无机化合物，与气体中的氧、氮结合，生成氯的有机化合物，在烧成系统中、低温部位的装备内，形成物料黏堵、结皮，对生产运行产生影响。对水泥熟料煨烧产生影响的，并不是单元素氯，而是氯化物或与其他元素化合组成的欠合化合物，这些化合物的挥发温度和熔融温度一般较低，在系统内循环富集，影响生产。1水泥窑协同处置对系统的影响1.1窑内结圈我公司有一条2000t/d水泥生产线，采用RSP分解炉，配置一套SMP危险废物处置装置，2020年7月生产期间，出现游离钙合格率从90%卜.降到60%,出窑熟料3

3、d抗压强度从31MPa降到平均25.6MPa,严重影响产品质量，熟料化学分析结果如表1所示。I!HlRnUNM1A*A*A3MVO0aOfM2185SM1419b口Ml1JIS?4snnSP66IHaue143IMMntMMIMtten47141NM-nAnto)MiMje10*IBmMBIMinN9M3X311$SI11l1240IIIM!0MIM.Hto3OilIOIM*uaits14141从表1可以看出，2020年7月2326日熟料中氯离子含量明显增加，观察回转窑筒体扫描情况（见图1）发现，筒体结圈严重，煨烧带筒体最低温度达到112（回转窑筒体燃烧带温度应不低于150）,结合筒体扫描情况

4、判断，造成此次熟料质量下降的主要原因是窑内结圈，系统停机清理结圈后，才恢更正常生产。图1回转窑筒体扫描情况1.2分解炉堵料对近8年水泥窑协同处置危险废物装置投用前后分解炉系统堵料情况进行对比,结果如图2所示。30图2协同处置对分解炉堵料的影响从图2可以看出，2016年7月开始到2019年12月水泥窑系统废物处置投用期间，分解炉系统堵料频次明显增加，经过3年多的经验总结，通过对水泥窑协同处置物料配伍的调整，2020年以后分解炉堵料频次显著下降。根据8年的实践经验可以得出水泥窑协同处置物料中的氟氯硫对分解炉系统堵料、结皮有非常大的影响。2水泥窑协同处置配伍因子控制2019年和2020年配伍及处置量

5、情况如表2所示。从表2可以看出，2020年配伍指标中氯离子含量比2019年明显.卜.降，同时分解炉的堵料次数也明显下降，2020年协同处置危险废物过程中，工况最佳状态数据见表3。*VMMlanaQMIYTMtnIOIlNM4UUTUIJiinM1”IWt90911-IMMl9S4It32020年危险废物配伍及入窑情况熟料Ci7%Ifllts%KKC1%固度F7固废人窑盘/（kl熟料）人窑Iul子占熟科演离子比例/%I月01061.073.12026143342233月00650.662&02215.7963624月00821282.920.1617.6062585月01081093.780.2

6、717.5161276月00920.775S2038150695207月01201.047.21039H58S766总结8年生产经验得出：2000td窑系统协同处置危险废物时，熟料中的氯离子含量不宜超过0.120%,最佳状况应控制在0.100%以下；对比2020年67月和2019年7月数据发现，当配伍的氯离子超过5.0%,入窑氯离子占熟料氯离子比例低于65%时，系统中氯离子存在循环情况，会造成工况恶化。3危险废物配伍因子对回转窑的影响2019年回转窑处理结圈，对回转窑内结皮及窑内大球进行取样分析，结果如表4所示。从表4可以看出，回转窑结皮样品分析中，氯和硫含量远远高于正常熟料中氯离子含量,考虑

7、到数据偏少，为了更好地展现出水泥窑系统处置危险废物对回转窑系统的影响，在2021年窑内结圈后大修期间对回转窑内结皮取样系统性分析，硫、氯含量分析结果见图3。4食外（(HnU*.woCMTMfO*ClAM41IiaM*M1U2n.(KM15WI(MXMSQD000图3窑内不同部位窑皮中硫、氯含量回归分析从图3中可以看出，窑皮内氯离子和硫离子含量从窑内6m处开始增高，窑内34m处硫离子含量达到最高，窑内44m处氯离子含量达到最高。结合回转窑筒体扫描情况，可以初步判断协同处置危险废物时硫和氯对回转窑窑皮有一定的影响，将数据进行回归分析统计，可以看出，回转窑内硫离子、氯离子的含量随筒体长度逐步升高，因

8、此可以判断出，硫离子和氯离子容易在回转窑窑尾过渡段富集，结合Sylla研究了含碱正常工业生料的煨烧中C2SCaCO3的形成情况，发现当KCl存在时会强烈地促进其形成，如表5所示。同时硫灰硅钙石(又称硫硅钙石)(2C2SCaSiO4)在约900C时形成，到1150以上时分解成C2S、CaO和S03,KCl的存在也促进其形成，且降低其形成温度。表5窑内物料分析窑料编号KQNa2OCl(、,(”，1043023AK920660250022130660M003264078016Oll38502505255欧洲的一家水泥企业在燃烧工业废物时，经常出现系统结皮堵塞，该企业对每次结皮堵塞的热物料中的CI和S

9、03进行分析，其结果见图4,从图4可知，CI.和S03含量高时结皮严重。so,在热物料中的含故/%图4热料中CI-S03含量对结皮的影响因此，水泥窑系统处置危险废物不仅仅对分解炉有影响，同时对窑内窑皮和结圈也有显著的影响。4结论（1）水泥窑系统处置危险废物会明显增加分解炉堵料频次，生产使用过程中要严格控制氟氯硫含量，根据生产经验，入窑总氯离子占熟料氯离子含量比例高于65%时，对系统影响较小，当然氟和硫同样有一定的影响，由于我公司主要集中处理高氯物料，因此本文中主要分析氯的影响。（2）氯和硫对回转窑窑皮有显著的影响，从燃烧带开始到窑尾，氯和硫的含量一直在增加，在使用过程中要关注窑内结皮情况，如果

10、发生窑内结圈，应立刻调整协同处置配伍或者停止危险废物泵送。（3）密切关注熟料中氯离子含量，当熟料中氯离子含量超过0.100%时，说明工况中氯离子含量增多，由于硫和氯特别容易在系统内循环富集导致结皮和结圈，因此一旦发现含量增高应及时调整配伍。附参考资料：水泥窑协同处置危险废物配伍水泥窑协同处置危险废物配伍解决的问题就是使得一些易混合发生反应的、爆炸的、高腐蚀性的物料进行单独预处理，并适当和惰性的物料混合，控制适当热值和水分、尺寸，以利于燃烧稳定；将含钾、钠、镁等碱金属和含氟、氯等卤族元素可以反应生成稳定化合物的危险废物应适当搭配，并控制进入水泥窑中有害元素含量，控制入窑物料中重金属含量，减少对水

11、泥窑况和水泥质量的影响；同时将快速分解燃烧的和缓慢分解燃烧的危险废物适当搭配，使得在水泥窑炉内均匀燃烧；控制配伍混合后物料的黏性指标，利于物料的输送、转运等。水泥窑协同处置危险废物在环保领域尤其在固废处置行业具有举足轻重的作用，其对现代社会经济发展的贡献将越来越大。水泥窑协同处置危险废物指通过高温焚烧及水泥熟料矿物化高温烧结过程实现危险废物毒性分解、降解、消除、惰性化、稳定化等目的的危险废物处置技术手段。水泥窑烧成系统是极其复杂的热工设备，燃烧和气固换热都错综复杂，对入窑原材料和协同处置的危险废物成分、投加量要求稳定均衡。因此，解决好入窑危险废物的配伍是提高水泥窑协同处置效率、提高设备利用率及

12、进行质量控制和排放控制的关键手段。1危险废物配伍前的信息识别和检测准确、全面了解危险废物的成分、特性，是进行危险废物配伍的第一步，也是至关重要的一步，所需获得的数据主要包括以下几个方面：（1）危险废物产废信息，包括名称、类别、行业、产废工艺、主要化学成分、产废量、贮存要求、物料形态、颜色等。（2）特性鉴别：反应性、相容性、腐蚀性、易燃性危险特性指标等。（3）工业分析：水分、低位热值、固定碳、挥发分、灰分等。（4）化学分析：烧失量、PH值、CaO.Sio2、AI2O3、Fe2O3.MgO等。（5）元素分析：硫、氯、氟、磷、重金属、碱金属等。2危险废物配伍环节水泥窑协同处置危险废物配伍过程一般经过

13、危险废物信息识别、危险废物检测分析、配伍配比计算和确定配伍方案、跟踪监督反馈、再微调配伍方案等几个过程。大致经过市场客户配伍、库房配伍、料坑配伍、车间配伍等环节。（1）市场客户配伍，根据客户的产废信息、产废量、产废工艺或者根据产废行业、产废类别进行预配伍、预分类，可以对客户进行初步分类整体化块，从宏观上或者整体上可按产废行业、产废类别、具体危险废物将经市场客户归类划分。（2）料坑配伍，指对厂内料坑进行规划分区管理，结合对入厂危险废物的分析检测结果，按照热值高低及主要有害元素、敏感重金属含量、含水率等，将物料放置到不同储坑，或者经判断可放入同一料坑内进行混合，或者利用行车抓斗按照配伍方案照方抓药，从而实现对危险废物预处理前的配伍控制。（3）库房配伍，目的主要是解决好危险废物贮存的“时空”问题，合理有效利用库房，保证出库与入库危险废物的性质与重量均衡性,将可以配伍的危险废物同库贮存或者根据库房贮存危险废物进行合理搭配出库。库房配伍要解决好危险废物的相容性问题，要特别关注危险废物的安全风险。（4）车间配伍，对进行预处理的物料适当配伍，根据车间的预处理工艺对车间需要进行预处理的物料进行均质均化，可将不