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杭世珺:多个工艺路线及案例了解污泥水泥窑协同处置现状

时间:2019-08-12 15:19

来源:给水排水

作者:杭世珺

3.1 污泥脱水——窑尾烟室投加

《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》(GB 50757—2012)规定,含水率为30%~80%的污泥可从窑尾烟室处进料,但是宜设置喷枪等强制给料设备,且烟室内温度下降宜控制在100 ℃以内,以防造成局部堵塞结皮。《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ662-2013)提出,含水率高或块状废物应优先选择从窑尾烟室投入。目前国内应用最广泛的水泥窑协同处置技术是含水率70%~80%的脱水污泥直接进入窑尾烟室焚烧,占全部处置生产线的50%以上。

重庆全市有48条新型干法水泥熟料生产线,其中17条生产线利用水泥窑协同处置污泥,以上绝大部分设施均为脱水污泥直接泵送至窑尾烟室。重庆主城区脱水污泥利用水泥窑协同处置已呈常态化,截至2015年,重庆水泥企业已处置主城区污泥26万t。重庆拉法基南山工厂的污泥处置设施自2008年即投产运行,该厂设有2000 t/d和2500t/d生产线各1条,脱水污泥通过柱塞泵分别输送至2条生产线的窑尾烟室。目前设施运行状况良好,脱水污泥设计设计总处理量100t/d,实际处理量为120~130t/d,最高可达150t/d。

江苏某水泥窑协同处置企业将脱水污泥以5 t/h 的投加量通过柱塞泵输送至分解炉,发现在做好入窑前分析并严格控制添加比例的情况下,投加市政污泥对水泥熟料的f-CaO及28 d抗压强度等质量指标没有明显影响;对水泥生产无明显影响。

3.2 污泥深度脱水——分解炉投加

《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》(GB 50757—2012)规定,含水率不大于30 %的污泥可从分解炉处进料,这就需要对污泥进行干化处理,但实际上很多千赢国际娱乐手机官网中深度脱水污泥也进入分解炉协同处置。

上海万安华新水泥有限公司设有1 500 t/d生产线1条,脱水污泥设计处理能力60 t/d,实际处理量可达6 t/h。污泥在污水处理厂深度脱水后(含水率50%~55%),投入分解炉底部。污泥经隔式板框压滤机处理,污泥调质主要采用采用石灰(10%~15%),其余药剂均不含氯,从而保证了水泥窑的操作条件,见图1。

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华新水泥(武穴)有限公司水泥熟料生产线规模分别为6000t/d和4800t/d,建有污泥深度脱水及直接干化处置设施,利用水泥窑三次风作为热源,在球磨机内将污泥由55%干化至30%以下,设计脱水污泥处置能力1500t/d。干化污泥投入分解炉焚烧处置。

华新水泥(黄石)有限公司2条水泥熟料生产线规模为5500t/d,对RDF和污泥协同处置,脱水污泥设计处理能力100t/d。污泥在预处理厂深度脱水后(含水率50%),与RDF在同层投入分解炉。

山东山铝水泥有限公司水泥熟料生产线规模分别为3000t/d和3500t/d,脱水污泥设计处理是2×200t/d,设计、接收污泥含水率为30%,实际接收污泥含水率为55%,2条生产线实际处理污泥250t/d,污泥进入分解炉焚烧处置。在水泥熟料不减产的情况下,两条生产线可处置含水率55%污泥250t/d,见图2。

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遵义三岔拉法基瑞安水泥有限公司水泥熟料生产线规模为4600t/d,对RDF、地煤灰和污泥协同处置,脱水污泥设计处理能力360t/d。污泥在污水处理厂深度脱水至含水率60%以后,经汽车运输至水泥厂,投加至分解炉下部,见图3。

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3.3 污泥直接/间接干化——分解炉投加

广州市越堡水泥有限公司水泥熟料生产线规模为6000t/d,设计脱水污泥处理能力600t/d。脱水污泥在厂内经直接干化处理后(含水率控制在25%以下),投入分解炉中部。在污泥直接干化单元中,利用窑尾烟气作为热源,烟气经高效旋风收尘器收尘后通过风机升压进入干燥机,污泥和烟气在干燥机内完成热交换后向上旋流运动,通过布袋收尘器进行气固分离。烟气由石灰石-石膏脱硫系统和高温生物滴滤塔除臭系统净化后排放。越堡公司目前干基污泥处置量为水泥熟料产量的3%,这是由热源限制、污泥有害成分控制和水泥生产要求多重因素影响的。根据其运行经验计算,保守条件下干污泥添加比例可为5%,最大投加量可达6%~8%,见图4。

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北京水泥厂水泥熟料生产线规模分别为2000 t/d和3000t/d,利用其中的3000t/d水泥回转窑对危险废物和污泥协同处置,设计脱水污泥处理能力500t/d。脱水污泥在厂内经涡轮薄层干化处理后,含水率从80%降至35%(半干化)或10%(全干化),投入分解炉之上的预燃炉。在污泥涡轮薄层干化单元中,利用2条生产线的窑尾烟气作为热源,烟气经导热油换热用于加热干燥器内的污泥,干化污泥和气体经过旋风分离器和袋式收尘器分离,污泥经螺旋冷却后进入分解炉底部;蒸汽经过离心机抽取循环后经热交换器重新被加热后大部分返至干燥器的始端。为保证干燥回路在常压和微负压状态下运行,从污泥干燥过程回路抽取少量蒸汽经过冷却塔冷却后(不凝气体)送入水泥窑焚烧。污泥协同处置对熟料品质基本无影响,见图5。

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3.4 污泥脱水——气化炉投加

部分水泥企业依托水泥窑设置气化炉等专用焚烧炉对垃圾和污泥混合处理。

胡芝娟等在2000年在上海市万安集团利用水泥窑流态化焚烧分解炉进行了焚烧污泥半工业试验。通过对含水率75%的生活污泥、石化污泥及其自然干燥物(含水率约65%)进行焚烧处理,流态化焚烧分解炉的燃烧区温度850~900 ℃,气体停留时间≥5.3 s,同时在悬浮态下进行能够保证气体中的有害物燃尽。焚烧后的物料随气流进入旋风筒,经旋风筒分离后进入水泥生产系统。

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