水泥窯協同處置固體廢物設計中需要注意哪些問題
近幾年來我國社會經濟快速發展產業化進程加快隨之而來各種固體廢物包括生活垃圾、工業固廢、污泥、危廢等產生量也迅速增加但相應的處置設施的處置規模卻未有同步提高處置能力與產生量的不匹配嚴重影響了城鄉居民的生產、生活和可持續發展。環保部的統計數據顯示每年全國城市生活垃圾清運量近兩億噸工業固廢、污泥及危廢等產生量同樣也規模巨大越來越多的廢棄物凸顯出無處可去的窘境。
水泥窯處置固廢廢物是發達國家公認的處置固廢廢物的重要途徑目前由中材國際環境工程（北京）有限公司針對國內固體廢棄物的特性開發出了多條協同處置技術路線并投運了多條生活垃圾、污泥、危廢處置生產線根據投運工廠運行的具體情況積累了豐富的經驗并以此來反饋設計本文根據系統實際運行過程中遇到的一些問題分析利用水泥窯協同處置固體廢物設計中需要注意哪些問題。
物料性質的影響
不同固體廢物物料的性質對所選取的預處理及輸送工藝影響巨大在預處理及輸送設計過程中主要考慮物料的物理性質包括：容重、含水率、黏性、粒徑、休止角、物理組分等。
其中容重關系到設計料倉容積以及各種預處理及輸送設備的能力通常碰到的問題是設計容重與實際容重偏差較大造成料倉容積以及各種預處理及輸送設備的能力偏小或偏大引起能力不足或投資浪費。
物料含水率變化在生活垃圾及污泥處置中影響較大較大的含水率同時也伴隨黏性的增加以污泥為例含水率60%是個分水嶺低于60%污泥黏性降低低于50%可基本視為干燥無黏性料含水率超過60%物料黏性增加設計時就要按照類似粘土的性質來考慮預處理及輸送機械。對于生活垃圾而言含水率不僅影響容重同時會影響在預處理過程中擠出水分量的大小從而影響匹配的滲濾液處置系統的規模另外南北方、季節性及區域性差異同樣會影響含水率的大小因此在設計時需充分考慮上述的影響因素。
另外黏性、粒徑、休止角影響料倉以及輸送設備最大角度設計在倉板及溜槽設計過程中要充分考慮休止角的影響防止物料結拱造成堵料同時在設計輸送設備尤其是皮帶輸送機時要考慮最大輸送角度對于優化設備布局較為有益粒徑影響預處理設備的選型合適的選型能避免出現卡料及通過率不佳的問題。
最后物理組分的準確分析對整套預處理及輸送系統存在重要的影響對于生活垃圾準確的物料組分分析影響垃圾分選后的不同組分的輸送設備及倉儲能力的設計對于危廢而言物料中鐵質組分的含量影響破碎機的工作效率以及后續SMP系統的運行穩定性。
因此在設計過程中充分考慮及調研擬處置固廢的物理性質能有效避免設計參數與實際運行工況的不匹配增加運行設備的穩定性。
投料口設置的影響
投料口的設置要考慮的因素主要有物料的理化性質、輸送量同時結合水泥窯燒成系統的參數選擇合適的位置以及合適的喂料裝置才能保證最大限度的喂料以及保持燒成系統的穩定性。
喂料點在選擇過程中主要考慮在保證物料在分解爐內有足夠停留時間的同時盡可能的減少塌料影響因此喂料點的選擇比較依賴于經驗太高或者太低均不太合適。
另外喂料裝置的選擇也很重要我司在具體工程中曾經分別設計過以下3種喂料裝置在喂料量較少及物料性質較為穩定的時候使用重錘鎖風閥+撒料箱的方式當物料黏度較大，數字式超聲波探傷儀容易結拱的情況下采用螺旋鎖風強制喂料器當物料粒度及喂料量較大的情況下采用預燃外掛爐的方式喂料。上述喂料方式中預燃外掛爐的適應性最好撒料箱適應性最差螺旋鎖風喂料器適中從現場的運行情況看預燃外掛爐能適應各種固體廢物包括RDF、固態/半固態危廢、污泥及其他工業固態廢棄物得到越來越多的應用。
我司與德國thyssenkrupp公司合作引進的PrepolSC外掛預燃爐能夠適用于多種物料該設備如圖1所示能達到1000s的停留時間彌補了喂料波動從而更適合熱值低的物料入爐焚燒整個送料裝置無機械結構僅通過空氣炮逐級助流增加了高溫高塵環境下整套設備的穩定性同時所有的維護設備都位于外部檢修方便�？梢灶A見未來水泥窯協同處置固體廢物系統中外掛預燃爐將是不可或缺的重要設備。
固廢來源市場的影響
固廢來源市場的影響更多的是不同區域的固廢組成其理化性質差異較大如果在預處理及輸送系統設計中未考慮周全容易造成匹配問題影響系統處置量及運行穩定性。
從生活垃圾來說不同區域的生活垃圾其組分及含水量變化差異很大城市生活垃圾中可燃物比例就顯著多于村鎮生活垃圾實施垃圾分類地區的可燃物組分含量也明顯優于未實施垃圾分類地區的垃圾同樣陳腐垃圾與新鮮垃圾也存在很大差異因此在設計垃圾預處理工藝時必須要考慮擬處置區域的垃圾狀況。
生活污泥同樣如此不同含水率的污泥需匹配不同的預處理及輸送方式如果考慮后續擴展處置其他物料就需要額外采用適用性更強的設備，時代超聲波探傷儀如齒輥破適合污泥破碎但是不適合RDF破碎如果想同時處置兩種物料就需要選擇更合適的破碎機。同時要考慮市場未來的變化隨著國家政策的調整市面上可能越來越少見80%的污泥60%以下的會逐漸增多這種發展趨勢必須要考慮。
針對目前的熱門危廢協同處置市場調研更是重要目標市場的危廢種類及價格直接決定了申領危廢許可證的危廢種類以及預處理設施的配置（固態/半固態/液態的處置量）如果兩者出現很大差異最終造成的結果就是產能浪費產值降低。從我司的實際系統匹配來看將目標市場的危廢種類進行分類能夠最大限度的提高處置能力，手持式測振儀如設計專門的SMP系統輸送漿狀物料SCC系統輸送固態物料SMC系統輸送工業污泥LMP系統輸送廢液能夠根據物料特性合理分配輸送系統使之不互相干擾更好的適應目標市場及水泥窯工況的需求。
因此固廢來源市場的調查非常重要甚至關乎項目成敗。
針對水泥窯協同處置固體廢物系統的設計物料性質調研、投料方式匹配及固廢來源市場調研非常重要這也是體現設計單位設計實力的重要參考如此才能夠最大限度的發揮水泥窯協同處置技術的優勢而且對于協同處置系統的穩定運行及效益發揮至關重要。
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