协同处置危险废物对烧成系统的影响


来源:危废前沿   时间:2019-01-10 15:24:31


北极星固废网讯:近几年,由于环保政策的趋紧,水泥窑协同处置危险废物领域也在得到了长足的发展,随着项目的逐渐深入应用,协同处置危险废物对水泥窑系统的影响也逐渐显现。本文列举总结了部分实际案例中遇到的影响并进行了简析和应对措施,给同行共享。

1.国内水泥窑协同处置危险废物的物料特点

1.1危险废物的定义

列入《国家危险废物名录》的定义具有下列情形之一的固体废物和液态废物:

1)具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性的废弃物;

2)不排除具有危险特性,可能对环境或者人体健康造成有害影响,需要按照危险废物进行管理的废弃物。

1.2危险废物的物料特点和现状

1)市场上以半固态、粘稠物料为主,普遍含水率较高

以三态形式区分的话,总结来看国内市场上的危险废物中,固态危废主要以各种包装物、焦渣、废渣类为主,在市场上流通且能到水泥窑协同处置的固态危险废物主要还是以各类包装物为主,所以一般总体占比量较少,约占10%左右。

液态危废主要包括废酸、废碱、废乳化液以及各类废物油等,一般以大宗物料为主但是总体数量不多,在各厂处置规模中占比一般少于20%。

各类半固态、粘稠物料数量巨大,主要包括各类油泥、底泥、药渣、精馏残渣、漆渣、各类化工污泥等等,数量巨大,是目前国内市场上最为主要的危废形态。

2) 成分复杂,对水泥生产的有害元素多

成分复杂,尤其以含有卤素、硫、碱金属等水泥有害成分的废物为大多数 ,物料种类繁多且没有分类,各种杂物都很多,工厂现建有的设施的适应性挑战极大

3)物料运输繁琐,包装、运输点散乱

运输采用专用、密闭箱式货车,装卸车过程繁琐,主要靠人工,包装形式多样:吨袋、标准桶、小袋、罐车、吨箱、小桶等形式都有,危废运输半径较长,每天都有可能接到不同省份、不同成分的危废。

2.国内水泥窑协同处置危险废物的问题现状

2.1专业人员较少,经验匮乏,处置过程粗放

由于行业进入此领域时间较短,各个生产线的处置车间专业人员较少,经验缺乏,尤其是分类、防护等意识淡薄;另一方面,工厂分析手段较少,且过多集中在几个化学成分上,对于物料输送和处置状态影响比较大的物料形态的辨别措施较少,配伍过多的集中在对水泥系统的影响上,对物料之间配伍产生危害关注不多,所以就造成了处置过程粗放,后续优化空间很大。

2.2市场-储存-处置环节的结合能力不强

这个主要体现在市场人员与处置环节的结合能力方面,市场人员对于危废名录、本公司的适合的处置物料了解深度不足,易出现不能处置物料形成死库存或退货,另一方面处置环节对物料形态了解少,所以处置厂家出现气味外溢、物料泄露、输送堵塞污染、窑系统工艺事故等比较频繁。

2.3规范制度亟待完善,经验逐步积累

一方面,适合水泥窑系统处置的物料规范性不强,各企业取证范围差别巨大 ,造成适合水泥生产的实际操作制度不多,监管趋严的条件下,规章制度和储存、预处理工艺都会跟不上。

另一方面,包括设备使用、危废识别、人员防护等方面的培训效果欠账较多。就目前来看,协同处置项目储存、处置规模都很大,目前虽未出现较大的二次污染以及职业健康危害事故,以致于各公司处置过程有越来越大胆、随意的趋势,隐患很大。

3.协同处置危险废物后对水泥窑的影响与分析

3.1对窑系统操作层面的影响

危废投加对窑系统操作层面造成扰动,影响主要有以下几种:

1)窑出料以及主电机电流变得不稳定;

尤其是刚加入的时候窑内会突然涌出不少物料,窑主电机电流出现大幅度下滑,后经过操作人员调整后虽然窑主电机会慢慢提高,但是变得极为不稳定,系统烧成能力下降。

造成此种影响的主要原因是入料危废的水分、热值不稳定造成的,尤其是含有不同热值和水分的危废直接进入回转窑以后,物料直接在窑分解带燃烧或水分汽化,会对分解带热生料的流速形成一个加速现象,乃至于大量未预烧完成的热生料直接窜入烧成带和冷却带形成大股料流。同时,窑内流速的不稳定也造成了主电机电流的稳定,使系统操作难度加大。

目前各厂对于此问题的解决几乎都不约而同的采取了细致配伍尤其是均衡配比水分、稳定入料、优化投加点的办法,就水泥操作控制而言,也是比较典型的做法。

2)系统结皮堵塞的情况增加,窑内窑皮结挂和脱落不规律

大多数生产线,在投加废物一段时间之后,会出现预热器系统结皮明显增加,结皮硬度根据所烧危废的性质不同而不同,系统尤其是窑尾斜坡和分解炉缩口等部位清理工作量明显增加;另外C4、C5乃至C3旋风筒下料管的结皮速度加快,下料口径变小,有结皮脱落的时候极容易造成系统堵塞。

造成这种情况的主要还是由于危废处置过程中有害元素的代入,如上文所说危险废物中大都含有高浓度的K、Na、S、Cl、F等有害元素,在烧成过程中如果添加量和比例合适,会有部分有害元素被熟料带出窑外,但是仍会有一部分残留在系统内被循环富集。部分生产线由于对物料精确掌握,有经验丰富的人员组织,可以做到配伍合适、有效控制,同时现场清理给力,所以生产线结皮情况在可控范围之内,很少发生结皮堵塞情况;但是对于大多数生产线来说,由于缺少经验和物料的混乱,对进入系统的有害元素控制是失控的,也就造成结皮失控、堵塞情况时有发生。对于窑内同样也是由于物料的成分、流动速度、液相含量等变化过大,也会造成主、副窑皮的结挂、脱落波动明显。

对于此类现象,各生产控制人员普遍采取的措施就是加强物料的管理,做好危废预处理配伍工作,以及在实际生产中更加重视热生料硫碱比例控制等措施;几个措施条条重要,并无先后之分。

3)分解炉出口温度虚高,扰乱操作员操作,入窑生料分解率降低

这种现象往往出现在分解炉投加有热值的危险废物的时候,主要表现为:投加废物后分解炉出口温度很快蹿升,投加越多温度越高且很容易超过1000℃,操作人员在这种情况下会很快减少分解炉喂煤,但是需要减少很多分解炉喂煤才能实现温度降低的效果,但是每当如此时候却会伴随着窑主电机电流大幅度下降、窑头时有回火的现象,紧接着还会伴随着窑前发黑、产品合格率下降的后果,最终被迫减少投料或停止投加废物。

这种情况主要是由于危废投加点一般高于C4生料下冲点而高于窑尾喂煤点,另一方面有热值废物的实际粒径较大、燃烧时间较长,投加后燃烧的废物会随着烟气直冲分解炉出口而没有和C4下冲生料充分接触换热,从而导致分解炉出口测温点处烟气温度虚高。这一点虽然比较浅显,但是在生产线初投废物的阶段会迷惑很多操作人员,危害较大。

对于此类现象,需要从操作上进行摸索,可以以C5出口温度可C5下料管温度作为操作依据,同时及时关注测试入窑生料的实际分解率。

4)熟料中铁质的杂物增多,时有造成破碎机溜子、熟料库溜子的现象发生;

尤其是水泥生产线在同时处置危险废物的铁桶等包装物的时候,这种情况更多(如图1),不少熟料大块中往往包裹有未烧融完全的铁片或其他金属杂物,这类熟料大块在经过破碎机破碎后杂物与熟料分离,杂物会有挂在破碎机溜子上的现象进而会造成堵塞。

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这类杂物的主要来源就是在窑尾投加的金属废物,包括危险废物的铁质包装物和内含杂物,这类杂物都会用剪切式破碎机破碎至小块后投加,一般情况下,单片的铁片入窑会很轻易的烧融完全转化为熟料成分,但是在实际机械投加时这部分被破碎后的铁片一般在储存过程中会相互铰链在一块形成一个大块,大块中间往往还会有沾有不少其他废物;大块的铁块入窑后会很快没入热生料中随窑一块翻滚并在翻滚中不断固定一些生料形成料球。大颗粒料球在通过烧成带时并不会充分烧透,以至于铁质杂物并没有被烧融消失,进入冷却机以后就形成了此类杂物。

对于此类情况,采用中间辊破的冷却机效果较好,同时在熟料拉链机上增加除铁器会将绝大部分的铁质杂物清理出来;但是对于目前大多数的锤破系统,则是需要时刻担心下料溜子堵塞,所以采取少入、将铁桶破碎的更加细小同时与较干物料混合后入料的办法效果较好。

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