根據(jù)環(huán)保部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國每年未加利用的工業(yè)固體廢物的量就有十幾億噸，危險廢物每年有上千萬噸，全國每年城市生活垃圾清運(yùn)量近兩億噸，其中填埋量仍占很大比例。在經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)發(fā)展中對廢物的有效利用和無害化處置已成為工業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程中需要認(rèn)真對待和解決的問題。

  能利用水泥窯協(xié)同處置的廢物種類繁多，性能各異，要使水泥窯能夠很好適應(yīng)這些不同的要求，又能夠切實(shí)消除有害物，應(yīng)該對燒成系統(tǒng)進(jìn)行有效地整合，使處置廢物的系統(tǒng)簡捷，投資不宜太高，對水泥生產(chǎn)影響盡可能小，能耗盡可能低。應(yīng)采取何種技術(shù)路線及適合推廣應(yīng)用的方法，能否將廢物盡量做到無害化處置，同時不要造成二次污染，有效消除異味擴(kuò)散對周邊環(huán)境的影響，也都是課題研究需要解決的問題。本課題圍繞焚燒過程及裝置、預(yù)處理過程及裝置和異味處置方案三個主要方面進(jìn)行了調(diào)研、試驗(yàn)及研究，通過多項研發(fā)創(chuàng)新，形成了集成化處置的技術(shù)路線。

  1 水泥窯燒成系統(tǒng)整合滿足集成化焚燒要求

  1.1 焚燒爐的技術(shù)性能指標(biāo)

  由于不同品種的廢物成分及特性各異，在焚燒過程中要盡量促使有害物質(zhì)分解或消除，其焚燒條件也有所差異。焚燒爐的主要技術(shù)性能指標(biāo)要求見表1。

  表1 焚燒爐的主要技術(shù)性能指標(biāo)

  1.2 焚燒方式

  焚燒過程與水泥窯燒成系統(tǒng)關(guān)聯(lián)密切的主要是在分解爐和窯頭，根據(jù)焚燒的條件要滿足集成化焚燒要求僅靠分解爐是很有限的，如果全部從窯頭焚燒也有一定難度及合理性問題，因此增加預(yù)燃爐裝置是有必要的。但對現(xiàn)有的水泥窯裝備不能做過度的修改和變動，也不能對水泥窯正常生產(chǎn)構(gòu)成太大的影響，同時還要滿足不同焚燒條件的要求，因此，預(yù)燃爐的形式和構(gòu)造以及與水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的銜接方式是很重要的。

  預(yù)燃爐作為多品種、多相態(tài)廢物的焚燒裝置需要滿足不同的焚燒條件，其工藝參數(shù)應(yīng)該能控制可調(diào)，針對不同廢物的特點(diǎn)，焚燒系統(tǒng)要對處置廢物化學(xué)及物理性能適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)的操作和調(diào)控措施簡便易行，在實(shí)際生產(chǎn)中能夠靈活掌控；焚燒裝置系統(tǒng)不能太復(fù)雜，便于現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)改造，系統(tǒng)自身能耗要低，減少額外熱損失及外循環(huán)電耗；焚燒廢物時盡量減少影響水泥熟料正常生產(chǎn)，要調(diào)控好焚燒后的灰渣及廢氣與水泥煅燒系統(tǒng)的銜接；從分解爐和窯頭兩個焚燒點(diǎn)而言，預(yù)燃爐更適合設(shè)置在窯尾，可以處置替代原料和替代燃料，與現(xiàn)有生產(chǎn)裝備分解爐銜接滿足焚燒條件是可行的，同時窯頭燃燒器可以處置替代燃料，根據(jù)廢物的情況也可將窯尾煙室作為某些廢物的入料點(diǎn)。

  1.2.1 窯尾設(shè)置預(yù)燃爐

  預(yù)燃爐的設(shè)計需要滿足的技術(shù)條件：

  1）焚燒溫度：焚燒溫度是指廢物焚燒所能達(dá)到的最高溫度。焚燒溫度在爐內(nèi)分布是不均衡的，一般廢物表層靠近燃燒火焰區(qū)域內(nèi)溫度最高，按照焚燒爐的主要性能指標(biāo)，爐內(nèi)溫度應(yīng)為800~1 250℃可控。大多數(shù)有機(jī)物的焚燒溫度在800~1 000 ℃之間，危險廢物是在1 100℃，多氯聯(lián)苯是1 200℃，脫臭處理采用800~950℃焚燒溫度可取得良好效果，含氯化物的廢物焚燒溫度應(yīng)在800~850℃以上，含氰化物廢物焚燒溫度達(dá)850~900℃時，氰化物幾乎全分解。焚燒溫度的控制可根據(jù)所處置的廢物自身熱值的多少補(bǔ)充燃料，使焚燒溫度達(dá)到分解有害物的要求，升降溫度可通過增減燃料、調(diào)節(jié)入預(yù)燃爐三次風(fēng)量或抽取調(diào)節(jié)除臭的冷風(fēng)量進(jìn)行控制，也可以考慮加入少量冷生料進(jìn)行調(diào)節(jié)。

  2）停留時間：停留時間包括焚燒物停留時間和煙氣停留時間。焚燒物的停留時間是指從廢物進(jìn)爐開始到焚燒后的殘渣從爐中排出所需的時間；煙氣停留時間是指從廢物焚燒產(chǎn)生煙氣到煙氣排出焚燒爐所需的時間。停留時間需根據(jù)所處置廢物的不同性質(zhì)決定，實(shí)際操作中，焚燒物在爐中的停留時間應(yīng)大于理論上干燥、熱分解、燃燒所需的總時間，焚燒煙氣的停留時間應(yīng)保證煙氣中氣態(tài)可燃物完全燃燒。停留時間的長短直接影響焚燒的完善程度，停留時間也是反映爐體容積尺寸的重要依據(jù)。廢物進(jìn)入爐內(nèi)的形態(tài)及粒度對焚燒所需時間影響甚大，所以爐體形式及構(gòu)造應(yīng)該滿足不同廢物的停留時間需求。當(dāng)其他條件保持不變時，停留時間越長，焚燒效果越好，但停留時間過長會使?fàn)t子的處置能力降低，同時增加熱耗，但停留時間過短也會使有害物分解不完全，所以停留時間可控是很重要的。一般煙氣停留時間≥2s，廢氣除去惡臭的停留時間一般