[發明專利]垃圾衍生篩上物替代水泥窯燃料的方法

有效

• 申請號: 200710177260.6
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN101173196A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 趙啟綱;熊運貴;張覬;甘喜保
• 申請（專利權）人: 北京金隅紅樹林環保技術有限責任公司
• 主分類號: C10L5/46
• 分類號: C10L5/46;C04B2/10
• 代理公司: 北京同匯友專利事務所
• 代理人: 張雅軍;高云瑞

技術領域

本發明涉及一種垃圾衍生篩上物替代水泥窯燃料的方法，屬于能源領域。

背景技術

水泥工業是典型的能源消耗大戶，主要以原煤為燃料，但是目前原煤供應越來越緊張，導致水泥生產成本逐漸升高，因此，如何降低水泥生產的能源消耗，找到可替代燃料的問題亟待解決。目前新興的垃圾資源化利用技術以廢棄物實現原燃材料替代，主要是用可燃廢棄物替代水泥生產的燃料，可以緩解能源危機帶來的燃料價格上漲的情況，降低生產成本。因而，利用城市生活垃圾衍生篩上物替代燃料技術，可以在我國得到推廣應用。

但是，利用垃圾衍生篩上物替代水泥窯的生產燃料還存在許多問題。垃圾衍生篩上物是指垃圾處理廠經篩選后具有一定熱值的垃圾剩余物，未經過破碎和均勻化。垃圾衍生篩上物的成分復雜，經統計，主要包括塑料、橡膠、紙、布、棉和木屑等可燃成分。然而，垃圾衍生篩上物中通常還含有較多的氯元素，在窯內燃燒過程中，能產生大量的氯化物，氯化物熔點低，在700-900℃時蒸汽壓接近為零，也就是在該溫度下幾乎全部凝結在生料表面，隨著生料又返回窯內，或者凝結在相應溫度下的設備內壁，造成設備區域堵塞并形成硬的結皮；當溫度超過1000℃時，氯化堿比其它堿化物具有更大的蒸汽壓，并且在窯內燒成溫度1450℃以下達到沸點，因而在進入窯后不久又重新揮發，到達燒成帶時幾乎全部揮發成氣體，導致在溫度處于800～1000℃區間的預熱器或管道內嚴重結皮，危害窯系統的正常操作；氯化物還能與已生成的硫酸堿形成低共熔點的混合物，粘附在生料表面上，降低了生料流動性，有助長結皮的趨勢；因而，垃圾衍生篩上物中氯的問題也亟待解決。

發明內容

本發明的目的是解決廢棄物處理中的環境污染問題以及水泥生產中采用燃料替代物所存在的技術問題，將廢棄物處理與水泥生產有機地結合起來，以垃圾衍生篩上物替代水泥窯生產的燃料，既能實現廢棄物的無害化處理，保護環境，又能實現廢棄物資源的綜合再利用，符合循環經濟的發展方向，具有深遠的社會意義和良好的發展前景。

本發明垃圾衍生篩上物替代水泥窯燃料的目的是通過以下技術方案實現的：

首先將生活垃圾分篩處理，將主要具有熱值成分的垃圾衍生篩上物經初步破碎后打包為垃圾包；再將垃圾包運輸至破包機破包；然后將破包后的垃圾衍生篩上物輸送至破碎機破碎，并充分攪拌、混合，使其均勻；混合均勻后的垃圾衍生篩上物經過除鐵后，一部分輸送到設于水泥窯尾部的預燃爐中，另一部分從窯頭進入水泥窯內，作為水泥生產的替代燃料進行燃燒；預燃爐的溫度為700℃～900℃，預燃爐入口處為負壓狀態，這樣衍生物就可以充分燃燒。

垃圾衍生篩上物的破碎步驟可以采用三次破碎，即初步破碎、一級破碎、二級破碎；破碎至粒度小于60mm×60mm的顆粒。

破碎后的垃圾衍生篩上物輸送至預燃爐可以通過皮帶傳輸或氣力輸送方式投料，投料量為1～6噸/小時，連續投入。預燃爐入口處的負壓值為-500pa～-800pa。

破碎后的垃圾衍生篩上物從窯頭進入水泥窯的方式為通過多通道噴煤管從窯頭噴入。

垃圾衍生篩上物在水泥窯中燃燒時，采用了水泥窯高溫脫氯技術及氯離子有害組分捕集、分離技術，其過程是：水泥窯中含氯離子有害組分的煙氣通過窯系統本身的壓差進行無動力自抽吸，被抽取進入旁路閉環系統并進行粉塵分離；煙氣在閉環系統中得到減速，煙氣溫度快速從1000℃下降到600℃左右，并在閉環系統中循環；有害成分氯化物被收集下來，并經排卸閥排出閉環系統；經分離處理后的煙氣由于自抽吸作用返回到窯爐系統中從而解決了氯影響窯況的問題。

本發明利用垃圾衍生篩上物替代水泥窯中的燃料，其有益效果在于：

(1)垃圾衍生篩上物主要是塑料、橡膠、紙類和紡織物，含水率達到68％的植物較少，所以篩上物的總含水率明顯低于進場垃圾的總含水率。經過篩分后的篩上物含水率為20％左右，提高了篩上物的熱值，格篩的篩上物濕基低位熱值達到10343kJ/kg，且塑料橡膠等又是高熱值有機物，因此篩上物的濕基低位熱值能超過10000kJ/kg，顯著提高了單位垃圾的發熱量，避免了難降解物質進入填埋場。目前所使用燃料的平均熱值為20700kJ/kg左右，如果年使用垃圾衍生篩上物30000噸，按以上垃圾衍生篩上物成分分析，則可節約燃煤10000-15000噸。

(2)水泥窯內高溫氣體湍流強烈，有利于垃圾衍生篩上物氣固兩相的混合、傳熱、傳質、分解、化合以及擴散。