技術(shù)-水泥窯協(xié)同處置生活垃圾對(duì)氯離子含量的影響

第第頁技術(shù)|水泥窯協(xié)同處置生活垃圾對(duì)氯離子含量的影響0引言隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的提高，我國城市生活垃圾的產(chǎn)生量迅速增加，垃圾處理的問題也越來越嚴(yán)峻。水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾是一種能實(shí)現(xiàn)減量化、無害化和資源化的方法，利用水泥窯特有的高溫、長(zhǎng)流程與堿性環(huán)境特點(diǎn)協(xié)同處置城市生活垃圾[1-2]，能對(duì)各種腐蝕性、有毒性、易燃性、反應(yīng)性的廢物具有很好的降解作用[3]。生活垃圾在水泥窯焚燒處理后，形成的固體物質(zhì)除含有水泥的主要成分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3[4]，以及影響水泥質(zhì)量的化合物，如堿、氯、硫等，其中氯離子會(huì)嚴(yán)重影響水泥燒成過程[5-6]。通過檢測(cè)每個(gè)部位的氯離子含量，對(duì)熟料的煅燒以及旁路放風(fēng)量的控制具有指導(dǎo)意義。

我公司擁有一條4800t/d水泥熟料生產(chǎn)線，200t/d水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項(xiàng)目運(yùn)行后，出現(xiàn)預(yù)熱器錐部結(jié)皮、堵塞等一系列問題。本文測(cè)量了投放垃圾前后出磨生料、入窯生料、C1回灰、C5下料管熱生料、旁路放風(fēng)灰中氯離子含量，通過數(shù)據(jù)分析判斷投放垃圾對(duì)每一部位氯離子含量影響以及采取相應(yīng)措施降低熟料生產(chǎn)過程中氯離子的含量；計(jì)算預(yù)分解窯系統(tǒng)中進(jìn)入循環(huán)富集與結(jié)皮的氯離子量和旁路放風(fēng)除氯效率；針對(duì)旁路放風(fēng)進(jìn)行優(yōu)化，降低預(yù)分解窯系統(tǒng)中氯離子含量，緩解垃圾對(duì)預(yù)分解窯系統(tǒng)的影響。

1氯離子的危害

1.1氯離子循環(huán)富集

氯鹽在熟料燒成系統(tǒng)中具有極高的揮發(fā)性，在回轉(zhuǎn)窯高溫下幾乎全部揮發(fā)，隨熱煙氣返回預(yù)熱器，冷卻后附著在生料上，形成氯離子的循環(huán)富集，導(dǎo)致預(yù)熱器中的生料的氯離子濃度提高近百倍，使其危害性大幅度增大[7-8]。

1.2易形成結(jié)皮

KCl強(qiáng)烈地促進(jìn)了礦物硅方解石2C2S·CaCO3的形成，在預(yù)熱器內(nèi)壁逐漸黏掛形成結(jié)皮，這種礦物在900~950℃之間強(qiáng)度很高，不易清除，而且長(zhǎng)時(shí)間累積，易造成通風(fēng)不良和預(yù)熱器堵塞[7]。

1.3侵蝕耐火材料

在熟料的煅燒過程中，耐火材料內(nèi)側(cè)直接與高溫物料、氣流相接觸，外側(cè)直接貼在保溫材料或窯筒體的鋼板上，內(nèi)外側(cè)表面的溫差較大。隨熱量不斷從內(nèi)部高溫側(cè)向外散失，在其內(nèi)形成溫度梯度場(chǎng)。隨著生產(chǎn)過程中窯系統(tǒng)內(nèi)氯離子的循環(huán)富集，必然會(huì)滲透進(jìn)入到耐火材料中，冷凝結(jié)晶。隨氣態(tài)物的不斷凝聚，結(jié)晶物不斷長(zhǎng)大，產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，引起耐火材料的腐蝕、開裂、剝落，最終結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致停產(chǎn)檢修[9]。

2氯離子的來源及影響

預(yù)分解窯系統(tǒng)可視為一個(gè)整體，Cl-的來源主要通過下面三個(gè)方面：原料（石灰石、鐵粉、硅土、頁巖、黏土等）、燃料（煤）和生活垃圾。

燃料煤中氯離子含量為0.009%，生活垃圾中氯離子含量為1.59%。未投放垃圾時(shí)出磨生料中氯離子含量0.015%，投放垃圾后為0.021%。這是因?yàn)楹新入x子的廚余物進(jìn)入生料磨后與生料混合粉磨使得出磨生料氯離子含量上升；由于廚余物主要由菜葉、果皮、石塊、磚塊等組成，氯離子含量較低，且每小時(shí)喂入廚余物的量很低，在6.6t/h左右，所以上升不明顯。

入窯生料中氯離子含量變化如圖1所示。正數(shù)表示垃圾處理開始運(yùn)行后。未投放垃圾時(shí)和垃圾投放初期，入窯生料中氯離子含量較低且保持穩(wěn)定，隨著垃圾投入，入窯生料中氯離子含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。垃圾投放初期，出磨生料和大布袋回灰中氯離子含量略微上升，出磨生料和大布袋回灰進(jìn)入生料均化庫中，被生料庫均化，與庫中大量原生料均勻混合，因此最初投放垃圾時(shí)，入窯生料中氯離子含量沒有發(fā)生明顯的變化。隨著垃圾