图2-1 前处理及供料系统图2.2垃圾焚烧系统该系统由稳定向气化焚烧炉内输送垃圾的供料装置及气化垃圾的气化炉组成。垃圾喂料仓中的垃圾经过密封喂料机、打散机均匀地喂入垃圾气化焚烧炉内。垃圾与蓄热介质接触,一部分垃圾进行气化燃烧,燃烧产生热量用来保持蓄热介质的温度,使垃圾持续气化;另一部分垃圾形成气化产品输出到水泥窑系统中进行燃烧。垃圾供料装置通过特殊结构的螺旋叶片,定量向气化炉内稳定供料,形成稳定的垃圾气化过程。气化焚烧炉炉内壁砌筑耐火材料、防止高温气体对炉内造成损伤,同时蓄热保温,提高热效率,垃圾焚烧系统见图2-2。
图2-2 垃圾焚烧系统图2.3不燃物处理系统该系统是将垃圾燃烧后的不燃物由气化炉排出,由能够有效维持气化炉的性能的排出装置、各种输送设备及分离装置、砂循环提升装置、砂储存装置构成。气化炉内垃圾燃烧后产生一定量的灰渣(不燃物)在流动介质中一边沉降一边移动,沉到炉底部时通过砂分级装置从垃圾中进行分离排出。分离排出的灰渣通过磁选机、铝分选机分离出铁质和铝质物品,剩下的灰渣(不燃物)送入储仓内储存。灰渣可做为原料送到生料磨的循环斗提或做为混合材送入水泥粉磨系统,详见图2-3。
图2-3 灰渣处理系统图2.4供风系统该系统由向气化炉内提供燃烧空气的供风系统及气化炉产生的可燃气体向分解炉输送的管道系统组成,为保证垃圾坑内的臭气味不外泄,需要抽垃圾坑内的空气保证其负压,抽取的空气作为气化炉的燃烧空气同投入气化炉内。气化炉停运时,通过另设的一套除臭机,通过除臭机抽取综合用房内臭气净化后排出室外,使综合用房内的气味不外泄。2.5点火及喂煤系统该系统是为将气化炉起动、停止以及低热值垃圾进行助燃而设置的装置。焚烧炉的启动依靠燃油热风炉提供的热风来加热流化介质到一定温度,再投入垃圾进行气化燃烧。当垃圾热值很低时需要加入适量的碎煤进行助燃,以保证垃圾的稳定燃烧,点火及喂煤系统详见图2-4。
图2-4 点火及喂煤系统图2.6垃圾污水处理系统垃圾中的污水是浓度非常高的有机污水,按照通常的排水处理难以进行。垃圾储库渗出的污水经垃圾污水过滤器送入垃圾污水贮存槽,根据其主要成份是有机物,具有不耐热的特性,采用密闭的泵将污水提升,向气化炉内喷射,通过高温水泥窑进行蒸发氧化处理,完全分解有机成分,实现无害化,实现生产污水为零排放。垃圾污水处理系统见图2-5。
图2-5 垃圾污水处理系统图2.7有害物质分离系统该系统是将水泥生产的碱、氯等有害物质,排出系统外的装置。在窑尾烟室部位,聚集有高浓度的碱、氯等元素,在此设抽取口抽出含高浓度有害物质的气体,鼓入冷风对其进行快速冷却,使其产生氯类结晶体,经过袋收尘收集下来,将有害物排出系统。收集下来的粉尘做为混合材掺入水泥中或另行处理,详见图2-6。
图2-6 有害物质分离系统图三、水泥窑炉降解二噁英的机理垃圾焚烧产生的二噁英等有毒物质,利用新型水泥干法采用气化炉焚烧法完全可以控制在安全排放的范围内,这是由新型干法水泥工业窑和炉的内部环境状况和采用气化炉处理工艺决定的。二噁英的基本概念。众所周知,采用常规低温(<800℃)城市废弃物焚烧方法,极易形成恶毒性很强的有机多氯代二苯并噁英(PCDDS)和多氯代二苯呋喃英(PCDFS),结构图见图2-7。
2-7 “二噁英”的分子结构图(Doxin)二噁英的生成机理复杂,下列情况可能导致二噁英的产生。1、温度范围:200℃-500℃;2、不完全燃烧:CO浓度较高;3、潮湿有水蒸气:H2O蒸气 4、有氯源存在:Cl—浓度较高;5、有催化剂:Fe+3存在; 6、苯环类物和氯代物存在。生活垃圾组分和HCl产生的关系组分厨余废纸废布橡胶皮革塑料其他合计贡献率%9.1212.332.681.3474.260.27100发生源%调味料盐漂白剂,印刷化学纤维合成皮革,电线含氯塑料~~垃圾处理中产生二恶英的氯源主要有名称单体聚合物来源Cl—含量(%)聚氯乙烯氯化聚氯乙烯CH2 –CHCl-CH2 –CHCl管材、棒材、建筑材料、化工设备、日用品、pvc塑料56.45氯乙烯一偏二氯乙烯CH2 –CHClCH2 –CCl2-CH2–CHCl–CH2–-CH2 -CCl2颠纶、工业合成纤维66.46乙酸乙烯酯氯烯共聚物CH2 –CHOCOCH3CH2 –CHCl∣-C- C-OCOCH3H2 H–CH2 -CHCl维氯纶、合成纤维30.1氢丁橡胶氢化橡胶CH2=CCl-CH=CH2∣–CH2–CCl-C= CH2H2 H轮胎、电缆、废电线39.78含有氯原子的聚合物塑料采用气化的方式利用水泥窑炉的工艺特点能充分分解二噁英。一是遏制前体物产生条件及控制前体物产生。大量实验表明,二恶英族类物在500℃时开始分解,到800℃,2、3、7、8—PCDD可以在2.1s内完全分解,如果温度进一步升高,分解时间将进一步缩短。利用现代水泥干法烧成系统,生活垃圾气化后气体喂入口温度一般高达900℃-1000℃之间,且气体在分解炉内的时间高达7s,固体物料的停留时间高达20s以上,可以有效分解二恶英。二是消除或吸收产生的二恶英的氯源。水泥生料中的综合cl-1离子的限量<0.015%;不会对窑系统的操作构成影响,而以2CaO.SiO2,CaCl2(稳定温度1084-1100℃)的形式被水泥生料裹挟到回转窑内,氯酸盐和铁铝酸盐的溶剂型矿物中被带出烧成系统。水泥窑中微量氯源自行控制过程如下:进入系统氯很少,即:Cl-<0.015%。氯在熟料的形成过程中,形成含氯矿物CaO.SiO2.CaCl2(稳定温度1084-1100℃)被熟料带出系统,不参与合成二恶英。CaO+2HCl→CaCl2+ H2O CaO+ SiO2+ CaCl2→CaO.SiO2.CaCl2三是硫分对二噁英的产生有抑制作用。有关研究证明,燃料中或其它物料夹带的硫分对二噁英的形成有一定的抑制作用:一则由于硫分的存在控制了Cl-,使得Cl-以HCl的形式存在;二则由于硫分的存在降低了Cu的催化活性,使其生成了CuSO4;三则由于硫分存在形成了黄酸盐酚前体物或含硫有机化合物(联本并噻蒽或联本并噻吩),阻止了二噁英的生成。四是水泥窑炉添加碱性氧化物足以控制二恶英的产生。对于一般焚烧垃圾的专用炉,向炉内喷钙,即有利于吸收HCl控制氯源,较细的钙又具有一定的吸附作用,达到钝化金属催化剂作用的目的,以抑制二噁英生成。而对于现代干法水泥烧成系统,其系统内部均匀分散着高浓度的石灰石粉(CaCO3,平均细度约35μm),且在高温(800~900℃)下分解成CaO,使其更具有吸附性。四、利用新型干法水泥窑采用气化炉焚烧法处理城市生活垃圾系统的优点海螺集团开发的城市生活垃圾处理技术,是新型干法窑和垃圾气化焚烧技术的有机结合,该系统利用水泥窑稳定高温环境完全降解垃圾焚烧产生的二噁英,实现无害化处理;系统采用特殊的供风系统和负压操作,有效控制和处理臭气,防止了臭气排放;垃圾中的污水收集后采用密闭的泵将污水喷射到气化炉内,通过高温水泥窑进行蒸发氧化处理,完全分解有机成分,实现无害化和污水零排放;焚烧时利用垃圾自身热量实现自然,一般不需要燃料,且垃圾燃烧的热能可替代水泥熟料生产所需要的部分燃料,灰烬用作水泥原料,无废弃物排出;对水泥生产及产品品质不产生任何影响;工艺流程简单,设备全部实现国产化,且水泥生产设备可替传统代垃圾焚烧所需的部分设备,节省了投资。利用新型水泥干法采用气化炉焚烧法处理城市生活垃圾,可以将城市生活垃圾完全处理,做到了垃圾处理的“无害化、减量化、资源化”,是我们借鉴国外先进技术,结合我国国情,研发出的适合我国国情的先进的垃圾处理技术。它的开发和成功运用,是水泥工业发展循环经济、打造绿色环保产业的有益途径。防水之家是专注防水,泥水,防水材料,防水涂料的新闻资讯和防水,防水材料,防水涂料等各十大品牌的装修效果图和网上购物商城,敬请登陆防水之家:http://fangshui.jc68.com/