技术 | 新型干法水泥生产中的6种热解处理技术

一、前言

现阶段，我国对危险废弃物进行处理的时候，以填埋、焚烧两种方式为主，但是这两种方式存在一些方面的不足，这样就需要寻找一种新的技术。而利用新型干法水泥生产中的热解处理技术对城市危险废弃物进行处理，不仅可以利用可以燃烧的废弃物来对重金属离子进行处理，还能对这些重金属离子进行固话，确保城市危险废弃物进行有效处理，科学合理的固化重金属离子。

二、危险废弃物概述

相比其他的污染，危险废弃物对于环境的影响更加的严重。在实际中水和大气的污染在一定环境下，会得到一定的缓解，但是危险废弃物却不一样，如果环境管理人员没有对这些废弃物采取处理方式，那么其将会一直存在自然环境中，不仅会给环境造成严重的污染，还会使得土地资源出现浪费现象。因此对于这方面治理，环境管理人员应该更加的重视，加大资源投入促进危险废弃物良好处理。

三、新型干法水泥生产工艺的特点

1、污染少，较为环保

因为应用“均化链”技术，因此可将在传统开采方式中很好的利用需要丢弃的石灰石资源：应用预分解、悬浮预热与新型多通道燃烧器，能很好利用再生及低质燃料，不仅如此还可将系统的废气排放量有效降低，其空气当中所形成的 NO2 含量也可降低，以此使其对环境的污染得以减少。

2、品质优良

生料设备基本是应用原料配料、矿山开采以及生料空气搅拌均化等几个环节相互进行现阶，并紧密的进行配合，以此对预分解窑以及悬浮预热新技术对其生料质量所提出的相应要求予以满足。其产品质量与湿法相同，能让干法所生产出来的熟料有所保障。

3、消耗较低

应用新型粉体输送与高效多功能挤压粉磨装置能将输送机粉磨的能耗有效节约，而預分解与悬浮预热技术能将传统回转窑当中物料的分解方法很好的改变，而熟料煅烧所需的能耗会不断下降。现阶段熟料的热耗不断降低，而已经烧成的热耗降至3000kJ/kg 以下，其水泥单位的电耗也会降至 90kW·h/t 之下。

4、建设周期长

因为新型干法水泥生产技术对生产设备技术有较高的要求，并且对交通、地质以及资源的要求也非常高，并且耐火材料消耗非常大，所以整体的投资也相对较大。

四、危险废弃物在新型干法水泥生产中的热解处理技术的应用

1、利用干法水泥技术处理危险废弃物的可行性

如果把城市废弃物的处理与水泥生产过程有效结合起来，直接利用现有的新型干法水泥生产中的热解处理技术既处理了城市废弃物，又可以部分解决水泥工业对原燃料的巨大需求问题，其意义不言而喻。国外早在上个世纪70年代初就着手利用可燃性危险废弃物作为替代燃料应用于水泥生产的研究。美国国家环保总署对此给予了充分肯定，认为此项技术已经成熟,应积极鼓励推广应用。而国内对于此项技术尚无深入系统的研究。

新型干法水泥生产中的热解处理技术是：

（1）回转窑内焚烧气体温度在1700～1800℃, 物料温度最高在1450℃。这远远高于废弃物焚烧炉的850～1200℃。在高温情况下废弃物中有毒有害成分彻底分解。

（2）焚烧时间长，高温气体通过时间长达 4-6s，物料在高温区通过时间在10min以上。而在焚烧炉中气体通过时间只有2s。

（3）回转窑内热力强度高，气体、物料均处于动态, 有利于气、固两相的混合, 传热、分解化合。焚烧全过程均在负压下完成, 不会对外排放有害气体。

（4）水泥熟料煅烧的碱性条件有利于废弃物中的氯、硫和氟等被窑内的碱性物质完全中和。

（5）废弃物焚烧残渣通过固相和液相反应进入水泥熟料中, 均以分子形式被固化在熟料中，无法逸出，不会造成二次污染。

（6）可燃的废弃物通过燃烧提供了熟料煅烧所需要的部分热量, 且燃烧产物为无害气体，同时达到了废弃物处理、能源节约和CO₂排放减少的多重效果。和专业的焚烧装置相比，在水泥生产过程中焚化处理可以被水泥行业吸纳的废弃物在运行成本上也具有相当大的优势。

首先, 从基建投资上看, 由于可以完全利用水泥窑系统固有的高温煅烧过程、强烈的碱性气氛及适宜的尾气处置温度和高效良好的收尘系统, 在整个废弃物处理过程中, 设备和土建投资都是很小的。

其次, 从生产运行来看, 废弃物焚烧处理需要大量的监测管理人员和完备的残渣、烟气后处理工作, 而当它们在水泥窑中处理时, 这些繁复的工作可以通过少量增加化验人员和部分兼职的管理人员完成, 烟气的处理也不需要对水泥窑的烟气处理进行大的技术改造, 残渣通过矿物化学反应被固化到水泥熟料中, 不存在复杂的后处理过程。

最后，从运行的角度来看，焚烧炉炉容越小对废弃物的热值、组分的要求越严格。而废弃物本身来源复杂, 这导致往往需要比较复杂的预处理工艺才能满足焚烧炉的要求。而在生产规模远大于废弃物量的水泥窑内庞大的焚烧炉容，其它燃料的稳定燃烧, 以及生料的稀释作用，导致水泥窑系统相比于专业的废弃物焚烧炉具有更高的稳定性和适应性，也有利于废弃物的及时处理。

2、利用干法水泥技术处理危险废弃物的工艺可行性

（1）利用垃圾焚烧炉焚烧工业和生活垃圾，再把焚烧灰做水泥生产的原料，通过配料计算加入原料中来烧制水泥熟料，日本的水泥生产企业特别重视这项技术。

（2）把工业或城市废弃物在水泥回转窑中焚烧，熟料煅烧综合了废弃物焚烧和熟料烧成，同时废弃物焚烧灰又可以充当水泥原料，欧盟和美国的水泥行业侧重于研究这方面的问题和技术。

（3）把部分有胶凝性的工业废弃物和某些废弃物焚烧灰作为胶凝材料掺加到水泥中去, 作为混合材料使用。采用回转窑焚烧有毒有害废弃物烧制水泥时，根据有毒有害废弃物在水泥生产中的作用。

目前国外对水泥回转窑处理各种医疗废弃物入窑方式可采用以下几种方式：

a 从窑尾上升的烟道喂入窑内；

b 将废弃物加入窑尾预分解炉内；

c 直接从回转窑中部加入窑内；

d 从窑头罩投入窑内；

e 通过主燃烧器喷入窑内。从窑尾和中部喂入的方法相对较简单, 对废弃物的预处理并不是很高。相对来说从窑头燃烧器喷入窑内的方式，对废弃物的预处理系统统要求较高。窑头喂入对有毒有害气体的焚烧率最高，从窑尾喂入固体物料在窑内停留时间最长。

五、结束语

综上所述，伴随我国科技的不断发展，我国新型干法水泥生产技术有了很大的发展，与国际先进水平并驾齐驱，但是还有很大的发展空间。而利用新型干法水泥生产中的热解处理技术来焚烧处理城市固态废弃物，既可以利用可燃废弃物解决部分原燃料来源，又可以固化危险废弃物中的重金属离子，所以具有很好的发展前景，只有这样才能使新型化工业道路越走越广。

来源：《中国建材集团合肥水泥研究设计院有限公司》

作者：高敏

中国水泥备件网微信公众号（关注查询更多资讯）

（本文来源网络，若涉及版权问题，请作者来电或来函联系！）