固废综合 水泥窑协同处置之问题与措施

一、问题回顾
$ k8 T" t7 r  u, \. @% _/ G; r1 V

) n, ?. L8 L9 s既然是完结篇，首先在此对之前的一些重要结论进行回顾：
3 C% ?4 ]9 {0 j$ p  |1 q
水泥窑处置固体废弃物通常由分解炉加入，部分随烟气向上运动，部分直接掉入烟室。对于随烟气运动的废弃物，燃尽率是关键；对于掉入烟室的废弃物，重点在于减少掉入烟室的废弃物数量。
5 [8 R; s$ y- a6 Z1 P关于燃尽率：
7 r0 ~7 ~) v7 i' A/ f
废弃物所含热量真正能发挥最用的（对节煤有贡献的）比例仅为35%，当废弃物燃尽率更低时，这个比例更小，甚至为负，即要“倒贴”煤。

' {2 K/ Q! U! O, v& ^当废弃物燃尽率较低时，分解炉出口CO含量明显升高，升高了C1出口温度，并增加了化学热损失，通常1000ppm的CO多带走4kcal/kgcl热量。
( y# V+ L9 X  N, r6 }1 ?9 V
; J8 ^* K9 P9 h% p2 m9 T8 Z影响废弃物燃尽率的关键是废弃物处置量、含水率、尺寸大小及反应时间。其中，“仅”考虑分解炉的话，废弃物停留时间仅数秒；降低废弃物的含水率、尺寸大小通常经济上不可行。因此，废弃物处置量的关键还是在于延长反应时间。
" p( Z* J4 N2 N/ J1 _6 P* J9 |
关于掉入烟室：
+ {! e( [; U* f6 Q+ ^" B) q
当废弃物直接喂入分解炉时，对于直径≤8mm的废弃物，基本不会落入烟室；对于直径≥10mm的废弃物，将会落入烟室。
  \5 q- q: }; }7 t$ O掉入烟室的废弃物不仅会影响熟料质量，其引起的局部还原气氛还会导致大量的硫释放，加剧硫的循环和富集现象，影响窑稳定运行，进而影响到窑产量和废弃物处置量。
  w/ x1 K# t4 ]6 |+ j. }
二、解决问题
) O+ u# D: ^9 [- Y3 c7 F+ p7 u  |
( z# J' A$ x2 \( C+ }如何解决这两个棘手的问题呢？

答案就是：采用外部燃烧装备。

8 T* [. `4 c0 `3 X; V- `在不改变分解炉本身的情况下，将废弃物喂入外部燃烧装备中，出外部燃烧装备的废弃物及其烟气再进入分解炉内燃烧，其优势在于：
8 J# j7 F/ u5 \; B6 f0 k
（1）废弃物在外部燃烧装备中提前燃烧，尤其是那种具有很长停留时间（数十分钟）的外部燃烧装备（分解炉内停留时间仅数秒），从而显著提升废弃物的燃尽率，解决燃尽率这一难题。
8 W. c% W5 z5 y3 Q
: r& k% k! R. ]（2）废弃物经过在外部燃烧装备内的加热、水分蒸发、挥发分析出、裂解等化学反应过程，小尺寸的废弃物直接燃尽；大尺寸的废弃物经过数十分钟的燃烧过程，尺寸也会逐步变小。当其再喂入分解炉之后，也会大大减少掉入烟室的数量，减少对窑运转的影响。
9 e- j6 [; b8 M8 H0 T/ Q! _, p
三、产品介绍

市场上有很多适用于水泥窑协同处置废弃物的外部燃烧装备，在此重点介绍一个产品：史密斯公司的热盘炉（Hotdisc）。
. C. ~- A2 M) F/ L5 X$ V& e* q
热盘炉如下图所示，三次风从右上角接入热盘炉，废弃物从热盘炉炉顶靠近三次风管位置喂入；热盘炉本身是一个旋转的炉面，通过调节旋转速度，废弃物在炉面上的停留时间最长可以达到45分钟；为了保持热盘炉内的温度，设有喷煤点和C4生料喂入点；经过数十分钟的停留时间后，燃尽后的废弃物残渣和烟气进入上升烟道。
( P  ?+ x1 \2 z/ E


0 p9 S# \& k0 |
从介绍中可以看出，热盘炉符合上面提到的外部燃烧装备的两个优势：①停留时间，保证废弃物燃尽率；②废弃物落在炉面上燃烧，经过裂解等过程，废弃物或燃尽，或尺寸显著缩小，减少掉入烟室的比例。
$ v) K! r. M/ G1 l, Q
8 A; o! O6 m; i( |2 _实际运行也证明了，与直接处置废弃物相比，采用热盘炉后：
4 d$ a  i( ~" I( p
生产系统运行稳定性明显提升（得益于落入烟室的废弃物量显著减少）
* l( C8 R7 b% J) E; _
& P5 l- X, a8 Q; T/ o1 e废弃物处置量增加一倍至两倍（对于5000t/d生产线，生活垃圾日处置量≥500t/d，危废≥200t/d）
  O8 e$ S/ a% K3 H
. e& y4 j+ q" U4 Q9 ^% G处置废弃物所带来的节煤效果更加突出，以前单位熟料节煤少甚至“倒贴”煤的，采用热盘炉后吨熟料实物煤耗明显降低（如某企业采用热盘炉处置生活垃圾，吨熟料实物煤耗节约了5-10 kg，取决于废弃物处置量和热值等）（得益于废弃物的燃尽率显著提升）

) w  V- t! \; _- q余热发电量明显提升（得益于废弃物处置量增大，单位熟料烟气量更大，C1出口烟气温度也更高，但由于废弃物自身燃尽率高，吨熟料实物煤耗还降低了）
# I" w0 F9 I4 l" w5 [
目前，热盘炉在国内外已投产30余台套，系统运行稳定、操作简单、运维费用很低，而且对窑产量及质量几乎无影响。

6 `& ?& j( o5 X, S3 e  Z