利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低toc排放的方法

利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低toc排放的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，将城市生活垃圾分选出来的厨余物与配制水泥生料所需生料原料混合后，送入粉磨机进行粉磨，所述磨机的出口配置有用于实时监测出磨生料化学成分的γ-Metric分析仪。本发明中生料磨系统加入厨余物改善了生料的易磨性，降低生料磨的电耗，厨余物焚烧后形成的灰渣可代替粘土质原料，同时抑制了水泥生产系统TOC排放量；此外厨余物烘干后含有大量的热值较高的有机物质，在预热器内发热燃烧，使得废气温度上升，能够提高余热发电量；厨余物采用低温烘干粉磨技术，大量地回收利用了水泥厂余热发电后的残留热量，解决了厨余物脱水问题，降低厨余物的生产处理成本。
【专利说明】利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水泥生料粉磨【技术领域】，尤其涉及利用城市生活垃圾改善生料易磨性并降低水泥生产系统TOC产生，降低能耗和TOC排放量。
【背景技术】
[0002]制造硅酸盐水泥熟料的主要原料包括石灰质原料、粘土质原料、铁质校正原料等。由于各种原料的矿物沉积年代不同，其结构也不同，因此，由不同原料配制而成的生料具有不同等级的易磨性。采用立磨粉磨不同的生料，通常的方法是通过调整立磨的操作参数，以保证出磨生料的细度满足水泥生产的控制要求，如调整立磨的磨辊压力、料层厚度、选粉机转速、喷水量和磨机通风量等参数。在保证同样的粉磨细度，粉磨同样吨位的生料，易磨性较差的生料所需的电耗就会增加。对于特别难磨的生料，除调整磨操作参数外，还采用易磨性较好的原料替代一部分难磨的原料参与生料配制。
[0003]由于厨余物组分复杂，其成分随着不同地域、不同季节均会发生较大的变化，因此，将分选出来的厨余物未经发酵或干化直接加入生料磨，容易影响磨机的稳定运行。国外通常的做法是将城市生活垃圾分选剩下的厨余物进行填埋或堆肥处理；若厨余物中的有机质含量较高，则先进行发酵处理，回收沼气进行发电，发酵后剩下的部分再进行堆肥或填埋处理。
[0004]国内专利【CN201110221010.4】公开了一种市政垃圾预处理与水泥窑资源综合利用的联合工艺及其系统，其方法需要将垃圾发酵干化10~20d后，将剩下的惰性组分参与水泥生料配制进入生料磨，从而避免厨余物成分波动对磨机的干扰。该专利技术仅仅是提供了一种处理城市生活垃圾的的工艺方法，而卫队水泥生料生产技术带来改进，且处理前需对垃圾进行发酵处理，工艺复杂。
[0005]另外，发明人于2004年申请的专利号【2004100660883】的专利公开了一种利用新型干法水泥生产系统处理城市生活垃圾的方法，该方法利用干法水泥生产系统有效处理了城市生活垃圾(包括厨余物、不可燃物和可燃物等)，但城市生活垃圾的组分复杂以及随季节气候的变化具有很大的波动，对水泥生料的生产控制带来难度。该专利也仅仅提供了一种利用水泥生产系统进行城市生活垃圾的处理方法，并未发现其中厨余物还能有效提高水泥生料易磨性及降低生产系统TOC的排放量，因此不涉及对对水泥生料生产技术的改进。
[0006]我国刚刚颁布的《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)中，首次将总有机碳(TOC)作为废气排放污染物控制指标之一，该标准的6.5条中指出“在协冋处置固体废物时，水泥窑及窑尾余热利用系统排气筒总有机碳(TOC)因协同处置固体废物增加的浓度不应超过10mg/m3。目前国内外尚没有抑制TOC排放的实用方法。

【发明内容】

[0007] 针对现有技术中存在的缺陷和技术问题，本发明提供了一种利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放量的方法，该方法不仅有效回收处理了城市生活垃圾，还改善了水泥生料的易磨性，实现立磨的节能降耗；同时还有利于减少水泥生产系统TOC排放量
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案:一种利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，将城市生活垃圾分选出来的厨余物与配制水泥生料所需生料原料混合后，送入粉磨机进行粉磨，所述磨机的出口配置有用于实时监测出磨生料化学成分的Y-Metric分析仪。
[0009]作为优选，所述厨余物的添加量为生料原料的5~10%。
[0010]作为优选，所述生料原料包括石灰石、粘土和铁矿石，且石灰石的占生料原料重量的75~95%。
[0011]进一步改进，所述厨余物与石灰石先进行预混合进入石灰石配料仓，再参与生料配制。
[0012]进一步的，与生料原料混合的还包括城市生活垃圾分选出的不可燃物和少量残余的可燃物；其中不可燃为渣土、砖、瓦、砂、石、土、玻璃等，可燃物为纸张、植物碎片、塑料或橡胶碎片。从而在改善水泥生料易磨性的同时，能回收城市生活垃圾降低城市污染。
[0013]进一步的，所述厨余物占厨余物、不可燃物和可燃物的重量最少为60%。
[0014]本发明是将城市生活垃圾分选后的厨余物经过控制后进入立磨系统，以改善生料的易磨性，降低立磨的耗电量，同时抑制水泥生产系统TOC的排放。其助磨作用主要来自于两个方面:其一:由于厨余物中含有一定量的有机渗滤液，其中含有液体助磨剂的成分(如醇类、胺类、羧酸类等)，在粉磨过程中，这些有机渗滤液渗入了石灰石的微细裂缝中，阻止新生裂纹的闭合，促进裂纹的扩展，起到了助磨剂的作用，使得生料的易磨性得到了较大程度的改善。其二，厨余物直接与石灰石预混合，比较均匀，有利于粉磨过程中的磨床稳定。由于生料配制过程中，石灰石的比例通常为75%~90%，是生料原料中比例最大的一种成分；本发明的方法通过带式输送机(2)将厨余物均匀输送至在皮带机(3)上与石灰石混合，由于厨余物含有高比例的水份，并具有一定的粘结性和可塑性，如此一来在入立磨之前厨余物即与石灰石充分混合，与立磨内喷水相比，可以更直接有效的改变物料的流动状态，使得物料在立磨内形成稳定的料床，从而减少或消除了因料床滑移或不稳定而消耗的能量。此外，由于厨余物成分波动较大，本发明采用了 Y-Metric分析仪(10)对出磨生料的化学成分进行实施检测，从而实现了生料配制的动态实时调整，有效克服了因厨余物成分波动对生料成分波动的影响，满足了水泥生产对生料率值的控制要求。
[0015]用于水泥生产的原料如石灰石、粘土等大部分属于沉积岩，其中含有的有机物分子大多为C40以下的小分子有机物，通常每生产Ikg熟料，由常规原料带入的有机碳为
1.5g~6g。这部分有机物在低温加热过程中尤其在350°C以下，极易裂解和挥发形成T0C。本发明其抑制TOC排放的作用主要来自于两个方面:其一:厨余物中所含有的有机物大部分是高分子聚合物，在350°C以下难以分解和挥发，用厨余物替代部分原料，通过减少原料的用量而减少TOC的产生量；其二:厨余物中的高分子聚合物，对小分子的有机物有着网控作用，抑制了其低温的挥发，从而抑制了 TOC的产生。 [0016]有益效果:相对于现有技术，本发明中生料磨系统加入厨余物改善了生料的易磨性，降低生料磨的电耗，抑制了 TOC的产生，厨余物焚烧后形成的灰渣可代替粘土质原料；同时厨余物烘干后含有大量的热值较高的有机物质，在预热器内发热燃烧，使得废气温度上升，能够提高余热发电量；厨余物采用低温烘干粉磨技术，大量地回收利用了水泥厂余热发电后的残留热量，解决了厨余物脱水问题，降低厨余物的生产处理成本。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1为本发明所述厨余物从储坑进入石灰破带机的工艺流程示意图；
[0018]图2为本发明所述水泥生料立磨系统的结构示意图；
[0019]图3为本发明所述加入厨余物前后入磨原料的KH、SM和頂平均值的波动图(Y -Metric 结果)；
[0020]图4为本发明所述加入厨余物前后出磨生料成分的波动图。
[0021]其中，厨余物储坑1、带式输送机2、皮带机3、石灰石配料仓4、粘土质原料配料仓
5、铁质原料配料仓6、校正原料配料仓7、调配计算平台8、立磨9、Y -Metric分析仪10、旋风筒11、收尘器12、烟囱13。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0023]实施例1
[0024]小试试验:小型立磨实验平台，生料喂入量为150kg/h,厨余物添加量为15kg/h。将城市生垃圾分选出来的厨余物与配制生料所需石灰石、粘土、铁矿石等原料充分混合后，送入小型立磨实验平台进行粉磨，并在同等条件下与未添加厨余物的粉磨实验对比。结果表明:加入厨余物以后，小型立磨实验平台的电耗减少了 1.2度/吨生料。
[0025]实施例2
[0026]一条5000t/d的水泥熟料生产线，配套立磨的生料喂入量为420t/h。【具体实施方式】如下:
[0027]I)按照水泥生产过程中生料配制的要求，确定城市生活垃圾分选出来的厨余物的化学成分；国内某城市厨余物的化学成分(干基，%)如下表1所示:
[0028]表1
【权利要求】
1.一种利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:将城市生活垃圾分选出来的厨余物与配制水泥生料所需生料原料混合后，送入磨机进行粉磨，所述磨机的出口配置有用于实时监测出磨生料化学成分的Y -Metric分析仪。
2.根据权利要求1所述利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:所述厨余物的添加量为生料原料的5~10%。
3.根据权利要求2所述利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:所述生料原料包括石灰石、粘土和铁矿石，且石灰石的占生料原料重量的75~95%。
4.根据权利要求3所述利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:所述厨余物与石灰石先进行预混合进入石灰石配料仓，再参与生料配制。
5.根据权利要求4所述利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:与生料原料混合的还包括城市生活垃圾分选出的不可燃物和少量残余的可燃物；其中不可燃为渣土、砖、瓦、砂、石、土、玻璃等，可燃物为纸张、植物碎片、塑料或橡胶碎片。
6.根据权利要 求5所述利用厨余物改善水泥生料易磨性并降低TOC排放的方法，其特征在于:所述厨余物占厨余物、不可燃物和可燃物的重量最少为60%。
【文档编号】C04B7/38GK103936310SQ201410062677
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】蔡玉良, 杨学权, 肖国先, 李波, 董家明, 吴德厚 申请人:中国中材国际工程股份有限公司