一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法与流程

本发明涉及固体废弃物处理及水泥生产技术领域，尤其涉及一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法。

背景技术：

目前，水泥窑协同处理生活垃圾已有一定程度的推广，并形成几种主要工艺技术路线，包括海螺的ckk技术、华新的rdf技术、金隅的水泥窑分质处置生活垃圾技术等等。概括而言，处理的方式分为两种，第一种是将生活垃圾预处理后，单独进行焚烧，产生的高温烟气进入水泥回转窑系统；第二种是将生活垃圾预处理后，直接进入分解炉焚烧。

实际运行中，第一种处理方式对垃圾的预处理要求不高，但高温烟气进入水泥生产系统后，烟气中所含的氯化氢等气体经简单分离、处理后直接排空，易造成二次环境污染，另外低氧含量的烟气大量进入，对窑内煤粉的燃烧效率产生一定影响，由其是烟气在窑头进入时，对尾气中co含量的影响更为明显。而第二种处理方式对垃圾的预处理要求较高，成本有所增加，且垃圾与水泥生料的配比有一定要求，否则将会影响产品质量，或是造成尾气中二噁英超标，从而在一定程度上由于水泥的产能制约了垃圾的处理量，同时为了降低硫、氯和碱等挥发性物质的循环和富集，经常在预热器和窑尾之间增设旁路放风装置，很多时候经旁路放风的废气未经处理就排入大气。

实践也证明，采用以上两种处理方式，对水泥生产成本的降低影响有限。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，能够有效清除烟气中的氯化氢，降低二噁英含量，保证水泥生产线的稳定，整个工艺处理成本低。

本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、将预处理后的生活垃圾在焚烧炉中于富氧环境下进行焚烧处置，焚烧产生高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库；

s2、将高温烟气经余热锅炉产出蒸汽后进入烟气管道中；

s3、向余热锅炉后的烟气管道中喷入氧化钙粉末吸收酸性气体，得含尘烟气；

s4、将含尘烟气依次经脱盐水预热器、富氧空气预热器进行降温；

s5、将降温后的含尘烟气依次经旋风收尘器、布袋收尘器，经气固分离后，得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库；

s6、将除尘烟气与氧气混合，将混合后的气体经管道输送到篦冷机的冷却风机进口处，用于水泥熟料急冷，然后再以二次风的方式被吸入水泥回转窑。

优选地，s1中，富氧环境中氧含量为25-33vt％。

优选地，s1中，富氧环境中富氧空气的过剩系数为1.50-1.65。

优选地，s3中，氧化钙的用量ncao＝(3.0-4.5)ncl+(1.25-1.45)ns，其中，ncl和ns为高温烟气中cl和s元素的摩尔量。

优选地，s3中，氧化钙粉末从喷入到进入旋风收尘器的运行时间在4-8s内。

优选地，s4中，经脱盐水预热器、富氧空气预热器降温后的含尘烟气的温度为50-150℃。

优选地，s6中，将除尘烟气与纯度为85-95vt％的氧气混合，控制混合后气体的氧含量为20-22vt％。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

1.有效清除氯化氢气体。本发明向烟气管道中喷入氧化钙粉末用作氯化氢的吸收剂，吸附效果好且成本低廉易操作，吸收氯化氢的同时还可吸收其它酸性气体；将氧化钙粉末喷入烟气管道中，并限定氧化钙粉末从喷入到进入旋风收尘器的运行时间，有效控制施工成本，现场布置科学合理，避免时间太短吸收不完全，时间过长虽然吸收效果会增加，但管道过长，施工难度加大，建设成本增加。

2.二噁英处理效果有保障。首先，生活垃圾焚烧产生的烟气中的氯元素大部分已被氧化钙所吸收，因此，即使水泥窑尾气在二噁英最佳生成温度时，也可保证由生活垃圾带来的二噁英含量在控制值以下；其次，烟气经降温、除尘后与纯氧混合经管道输送到篦冷机的急冷区域，穿过料层后，温度上升至1000℃以上，随之再进入回转窑内进一步分解，分解时间充足，烟气中夹带的二噁英处理效果进一步得到保障。

3.保证水泥生产线稳定。本发明中采用富氧燃烧技术，垃圾焚烧的烟气量得到明显降低，对水泥窑系统的影响比其他工艺小得多；经预热器预热的烟气与纯氧混合，使其氧含量达到正常空气水平，同时温度降低到50-150℃，进入篦冷机的急冷区域，能够保证窑内煤粉燃烧效率与使用新鲜空气相同。

4.处理成本低。本发明中对生活垃圾的预处理要求不高，生活垃圾经焚烧产生的烟气温度高，提高副产品蒸汽产量和品质，获得更高的发电量或蒸汽外卖价格；此外，作为酸性气体吸收剂的氧化钙经收集后可以作为水泥生料，避免二次处理成本。

附图说明

图1为本发明实施例中的干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法的装置流程示意图；图中，1为焚烧炉、2为余热锅炉、3为过热器、4为脱盐水预热器、5为富氧空气预热器、6为旋风收尘器、7为布袋收尘器、8为篦冷机、9为除氧器、10为水泥生料库。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、将预处理后的生活垃圾在焚烧炉1中于富氧环境下进行焚烧处置，焚烧产生高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库10；

s2、将高温烟气经余热锅炉2产出蒸汽后进入烟气管道中；

s3、向余热锅炉2后的烟气管道中喷入氧化钙粉末吸收酸性气体，得含尘烟气；

s4、将含尘烟气依次经脱盐水预热器4、富氧空气预热器5进行降温；

s5、将降温后的含尘烟气依次经旋风收尘器6、布袋收尘器7，经气固分离后，得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库10；

s6、将除尘烟气与纯氧混合，将混合后的气体经管道输送到篦冷机8的冷却风机进口处，用于水泥熟料急冷，然后再以二次风的方式被吸入水泥回转窑。

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、经过简单分拣、破碎、发酵后的平均低位热值为6500kcal/kg的生活垃圾在焚烧炉1中于氧含量为25vt％的富氧环境下进行焚烧处置，控制焚烧过剩空气系数为1.5，经充分燃烧产生1200℃高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库10。

s2、将高温烟气通过余热锅炉2产出1.0mpa(a)饱和蒸汽，再通过过热器3产出300℃、1.0mpa(a)过热蒸汽，蒸汽进入厂区蒸汽管网统一调配。

s3、高温烟气离开产汽系统后的温度控制在250℃，向烟气管道中喷入氧化钙粉末充分混合以吸收氯化氢等酸性气体，氧化钙用量按照ncao＝3.0ncl+1.4ns进行计算，其中，ncl和ns为高温烟气中cl和s元素的摩尔量，为保证对氯化氢的吸收效果，降低氧化钙使用量，需要维持充分接触状态，也就是从喷入到进入旋风收尘器的运行时间为4s，得含尘烟气。

s4、将含尘烟气通入脱盐水预热器4，将脱盐水加热到100℃左右，然后再进入富氧空气预热器，保证烟气进入旋风收尘器时温度降到50℃；脱盐水预热器和富氧空气预热器均采用立式结构。

s5、将降温后的含尘烟气经旋风收尘器6收集大部分的固体，再经布袋收尘器7收集剩余固体，气固分离后得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库10。

s6、除尘烟气中烟气含量约为9.3vt％，随后在管道中与补充进来的低纯氧(氧含量88vt％)进行混合，使混合气体的氧含量达到20vt％，与新鲜空气氧含量相近，然后将混合气体经管道输送到篦冷机8的冷却风机进口处，根据混合气体的量调节吸入新鲜空气的量，将其送入水泥熟料急冷部分环节，穿过物料的气体温度上升至1000℃以上，接着以二次风的方式被吸入水泥回转窑中，二噁英在此过程中充分分解，排放尾气检测二噁英含量满足排放指标。

实施例2

本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、经过简单分拣、破碎后的平均低位热值为5500kcal/kg的生活垃圾在焚烧炉1中于氧含量为33vt％的富氧环境下进行焚烧处置，控制焚烧过剩空气系数为1.55，经充分燃烧产生1150℃高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库10。

s2、将高温烟气通过余热锅炉2产出0.8mpa(a)饱和蒸汽，再通过过热器3产出220℃、0.8mpa(a)过热蒸汽，蒸汽进入厂区蒸汽管网统一调配。

s3、高温烟气离开产汽系统后的温度控制在200℃，向烟气管道中喷入氧化钙粉末充分混合以吸收氯化氢等酸性气体，氧化钙用量按照ncao＝3.5ncl+1.35ns进行计算，其中，ncl和ns为高温烟气中cl和s元素的摩尔量，为保证对氯化氢的吸收效果，降低氧化钙使用量，需要维持充分接触状态，也就是从喷入到进入旋风收尘器的运行时间为8s，得含尘烟气。

s4、将含尘烟气通入脱盐水预热器4，将脱盐水加热到100℃左右，然后再进入富氧空气预热器，保证烟气进入旋风收尘器时温度降到150℃；脱盐水预热器和富氧空气预热器均采用立式结构。

s5、将降温后的含尘烟气经旋风收尘器6收集大部分的固体，再经布袋收尘器7收集剩余固体，气固分离后得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库10。

s6、除尘烟气中烟气含量约为9.5vt％，随后在管道中与补充进来的低纯氧(氧含量95vt％)进行混合，使混合气体的氧含量达到22vt％，与新鲜空气氧含量相近，然后将混合气体经管道输送到篦冷机8的冷却风机进口处，根据混合气体的量调节吸入新鲜空气的量，将其送入水泥熟料急冷部分环节，穿过物料的气体温度上升至1000℃以上，接着以二次风的方式被吸入水泥回转窑中，二噁英在此过程中充分分解，排放尾气检测二噁英含量满足排放指标。

实施例3

本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、经过简单分拣、破碎、发酵后的平均低位热值为6300kcal/kg的生活垃圾在焚烧炉1中于氧含量为28vt％的富氧环境下进行焚烧处置，控制焚烧过剩空气系数为1.6，经充分燃烧产生1250℃高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库10。

s2、将高温烟气通过余热锅炉2产出1.0mpa(a)饱和蒸汽，再通过过热器3产出250℃、1.0mpa(a)过热蒸汽，蒸汽进入厂区蒸汽管网统一调配。

s3、高温烟气离开产汽系统后的温度控制在220-230℃，向烟气管道中喷入氧化钙粉末充分混合以吸收氯化氢等酸性气体，氧化钙用量按照ncao＝4.0ncl+1.45ns进行计算，其中，ncl和ns为高温烟气中cl和s元素的摩尔量，为保证对氯化氢的吸收效果，降低氧化钙使用量，需要维持充分接触状态，也就是从喷入到进入旋风收尘器的运行时间为7s，得含尘烟气。

s4、将含尘烟气通入脱盐水预热器4，将脱盐水加热到100℃左右，然后再进入富氧空气预热器，保证烟气进入旋风收尘器时温度降到90℃；脱盐水预热器和富氧空气预热器均采用立式结构。

s5、将降温后的含尘烟气经旋风收尘器6收集大部分的固体，再经布袋收尘器7收集剩余固体，气固分离后得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库10。

s6、除尘烟气中烟气含量约为9.8vt％，随后在管道中与补充进来的低纯氧(氧含量95vt％)进行混合，使混合气体的氧含量达到20.5vt％，与新鲜空气氧含量相近，然后将混合气体经管道输送到篦冷机8的冷却风机进口处，根据混合气体的量调节吸入新鲜空气的量，将其送入水泥熟料急冷部分环节，穿过物料的气体温度上升至1000℃以上，接着以二次风的方式被吸入水泥回转窑中，二噁英在此过程中充分分解，排放尾气检测二噁英含量满足排放指标。

实施例4

本发明提出的一种干法水泥窑协同处理生活垃圾的方法，包括以下步骤：

s1、经过简单分拣、破碎后的平均低位热值为5300kcal/kg的生活垃圾在焚烧炉1中于氧含量为30vt％的富氧环境下进行焚烧处置，控制焚烧过剩空气系数为1.65，经充分燃烧产生1050℃高温烟气和垃圾残渣，将垃圾残渣中的金属类物质分选去除后转入水泥生料库10。

s2、将高温烟气通过余热锅炉2产出0.7mpa(a)饱和蒸汽，再通过过热器3产出260℃、0.7mpa(a)过热蒸汽，蒸汽进入厂区蒸汽管网统一调配。

s3、高温烟气离开产汽系统后的温度控制在230-240℃，向烟气管道中喷入氧化钙粉末充分混合以吸收氯化氢等酸性气体，氧化钙用量按照ncao＝4.5ncl+1.25ns进行计算，其中，ncl和ns为高温烟气中cl和s元素的摩尔量，为保证对氯化氢的吸收效果，降低氧化钙使用量，需要维持充分接触状态，也就是从喷入到进入旋风收尘器的运行时间为6s，得含尘烟气。

s4、将含尘烟气通入脱盐水预热器4，将脱盐水加热到100℃左右，然后再进入富氧空气预热器，保证烟气进入旋风收尘器时温度降到110℃；脱盐水预热器和富氧空气预热器均采用立式结构。

s5、将降温后的含尘烟气经旋风收尘器6收集大部分的固体，再经布袋收尘器7收集剩余固体，气固分离后得除尘烟气，收集的固体进入水泥生料库10。

s6、除尘烟气中烟气含量约为10.1vt％，随后在管道中与补充进来的低纯氧(氧含量91vt％)进行混合，使混合气体的氧含量达到21.5vt％，与新鲜空气氧含量相近，然后将混合气体经管道输送到篦冷机8的冷却风机进口处，根据混合气体的量调节吸入新鲜空气的量，将其送入水泥熟料急冷部分环节，穿过物料的气体温度上升至1000℃以上，接着以二次风的方式被吸入水泥回转窑中，二噁英在此过程中充分分解，排放尾气检测二噁英含量满足排放指标。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。