水泥窯廢棄物處置技術(shù)和裝備介紹
1 概述
1.1 國(guó)內(nèi)固體廢棄物現(xiàn)狀
伴隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的逐步加快，城市生活垃圾、市政污泥、醫(yī)療垃圾、工業(yè)廢棄物以及危險(xiǎn)廢棄物的處置問(wèn)題日益突出。“垃圾圍城”、“填埋場(chǎng)拒收市政污泥”、“工業(yè)廢棄物堆積成山”、“危險(xiǎn)廢棄物隨意丟棄”的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。
相對(duì)于水處理和大氣污染控制，我國(guó)的固體廢棄物處理雖起步較晚，但近年來(lái)由于國(guó)家環(huán)保力度的加大，社會(huì)各界的環(huán)境意識(shí)逐步提升，國(guó)外先進(jìn)固體廢棄物處理技術(shù)不斷被引進(jìn)、消化、吸收和創(chuàng)新，新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，固體廢物處理從最初的一片空白發(fā)展到現(xiàn)在的百家爭(zhēng)鳴。
利用水泥回轉(zhuǎn)窯對(duì)廢棄物進(jìn)行最終處置或者綜合利用，近十年在國(guó)內(nèi)均處于摸索階段，不僅水泥企業(yè)對(duì)這一領(lǐng)域非常關(guān)注，傳統(tǒng)的環(huán)保行業(yè)（污水處理、垃圾處理）、各大設(shè)計(jì)院和科研單位以及石化、電子、冶金等大規(guī)模產(chǎn)廢單位都逐漸開(kāi)始參與其中。
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利用水泥回轉(zhuǎn)窯對(duì)廢棄物進(jìn)行最終處置，從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具備其他處理方式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：
與其他的焚燒方式相比較，水泥回轉(zhuǎn)窯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
◇ 溫度更高 —— 物料最高1450℃，氣體最高1750℃
◇ 停留時(shí)間更長(zhǎng) —— 氣體（>1100℃）的通過(guò)時(shí)間>4秒
◇ 慣量大，工況穩(wěn)定
◇ 高溫氣體湍流強(qiáng)烈
◇ 窯系統(tǒng)始終為堿性氣氛
◇ 窯系統(tǒng)負(fù)壓狀態(tài)
◇ 重金屬離子固定在熟料晶格中，無(wú)法逸出
◇ 無(wú)殘?jiān)划a(chǎn)生二次污染
◇ 煙氣中二口惡英和呋喃生成幾率非常低
水泥企業(yè)在正常生產(chǎn)的同時(shí)，開(kāi)展各類廢棄物處理工作，在承擔(dān)起社會(huì)責(zé)任的同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)非�？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
同樣，水泥企業(yè)使用替代原、燃料，其經(jīng)濟(jì)性也不言而喻，為企業(yè)節(jié)省的生產(chǎn)成本顯而易見(jiàn)，這樣的例證已屢見(jiàn)不鮮。
1.2廢棄物接收、暫存、預(yù)處理和輸送系統(tǒng)的特性和要求
廢棄物由于其自身特性，以及處理方式的不同，在處理系統(tǒng)中，對(duì)廢棄物的接收、暫存、預(yù)處理和輸送環(huán)節(jié)的要求相對(duì)較高并且不盡相同。
其接收、暫存和輸送系統(tǒng)的最基本原則應(yīng)該是：安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，對(duì)
廢棄物特性變化的適應(yīng)能力強(qiáng)，不與人體直接接觸、不對(duì)環(huán)境造成二次污染。
20世紀(jì)90年代初至今，德國(guó)普茨邁斯特公司（Putzmeister）已為全球的
水泥企業(yè)提供了大量的廢料接收、暫存、預(yù)處理和輸送系統(tǒng)及其中的主要設(shè)備，并且在上述的各種處理工藝中都有實(shí)際應(yīng)用的業(yè)績(jī)。
1.3 普茨邁斯特公司簡(jiǎn)介
普茨邁斯特（Putzmeister，以下簡(jiǎn)稱PM）公司成立于 1958年，總部位于德國(guó)斯圖加特附近的Aichtal。公司始建時(shí)主要生產(chǎn)液壓柱塞式沙漿泵和混凝土輸送泵。如今，其生產(chǎn)的液壓柱塞泵已廣泛應(yīng)用于建筑、隧道施工、礦冶、化工、電廠、環(huán)保和水泥等行業(yè)，主要用于輸送高含固率、高黏度、高磨蝕性、成分復(fù)雜的漿狀或泥狀物料。迄今為止，PM公司已在全球11個(gè)國(guó)家擁有18個(gè)子公司或代表處，雇員約3200人，2008年P(guān)M公司全球的營(yíng)業(yè)額達(dá)到了12億歐元。
2 PM廢料接收和輸送系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)
根據(jù)廢棄物的性狀，PM的接收和輸送系統(tǒng)可分為兩類系統(tǒng)。
A．泥/漿渣狀廢料的接收和輸送系統(tǒng)
B．固體廢物（生活垃圾、工業(yè)廢棄物和危險(xiǎn)廢棄物）的預(yù)處理和輸送系統(tǒng)
2.1泥/漿渣狀廢料的接收和輸送系統(tǒng)
![]() onmousewheel="return bbimg(this)" height=180 src="http://cement114.com/manage/eWebEditor/UploadFile/2010510174047344.jpg" width=304 onload=resizepic(this) align=right border=0> 2.1.1 系統(tǒng)組成和描述
該系統(tǒng)主要由接收、分揀（分離）、輸送、儲(chǔ)存和泵送輸送部分組成。
卡車運(yùn)來(lái)的漿狀或泥狀的廢料被倒入接收倉(cāng)中，磁力分撿設(shè)備把其中的金屬?gòu)U料分撿出來(lái)。通過(guò)分撿后的廢漿進(jìn)行重力濃縮，濃縮產(chǎn)生的淤泥通過(guò)PM的KOS泵輸送進(jìn)儲(chǔ)存料倉(cāng)，上部較稀的液體可與送來(lái)的其它稀廢漿用離心脫水機(jī)進(jìn)行脫水，產(chǎn)生的脫水泥餅也通過(guò)PM的KOS泵輸送進(jìn)儲(chǔ)存料倉(cāng)。儲(chǔ)存料倉(cāng)可起到緩沖的作用，以保證輸送系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。最后安裝在儲(chǔ)存料倉(cāng)底部的KOS泵將廢泥直接送入轉(zhuǎn)窯。由于泵的排量無(wú)級(jí)可調(diào)，用戶可根據(jù)轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度情況隨時(shí)控制廢料的輸送量。對(duì)于固體廢料，用戶可用抓斗直接進(jìn)行輸送。
2.1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
獨(dú)特的廢料輸送泵：系統(tǒng)采用了PM KOS泵來(lái)作為廢料的輸送和輸送設(shè)備。這種KOS采用了沒(méi)有閥體的特殊設(shè)計(jì)，兩個(gè)輸送缸的切換是通過(guò)S管的擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此即使泥狀廢料中含有大的顆粒，只要不大于輸送缸徑的三分之二，都可以順利泵送。同時(shí)KOS泵采用了液壓驅(qū)動(dòng)，最大可達(dá)到120bar的輸送壓力，因此即使廢料的含固率很高，黏度很大，也沒(méi)有任何問(wèn)題。此外KOS泵的移動(dòng)（磨損）部件極少，而且主要磨損件采用了雙層鍍鉻，具有很強(qiáng)的抗腐蝕性和耐磨性，因此大大降低了泵的維護(hù)費(fèi)用。
獨(dú)特的接收和儲(chǔ)存料倉(cāng)：PM公司的料倉(cāng)采用有限元分析法設(shè)計(jì)，受力情況好。料倉(cāng)底部的液壓驅(qū)動(dòng)的特殊破拱滑架，可防止廢料在倉(cāng)內(nèi)架橋�；芟路脚溆须p螺旋卸料機(jī)，可有效把廢料從倉(cāng)內(nèi)擠入到輸送泵中。料倉(cāng)內(nèi)裝有超聲波料位計(jì)，可連續(xù)輸出料位信號(hào)。
由于廢料采用管道泵送方式，極大地方便和簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布置。同時(shí)料倉(cāng)和管道的密封性使廠區(qū)清潔無(wú)臭氣。
2.1.3已成功運(yùn)行并處理過(guò)的泥/漿狀廢料
市政/工業(yè)污水處理廠的脫水污泥、工業(yè)廢油和油泥、廢棄硅/橡膠、漆泥、廢紙泥、廚余垃圾、屠宰廢料和清淤淤泥等，均可以經(jīng)PM系統(tǒng)管道輸送到水泥廠作為替代燃料。
黏土(建筑施工)、陶瓷泥、赤泥、煤矸石、尾礦和粉煤灰等可使用PM系統(tǒng)為水泥廠提供替代原料。
2.2 SMP系統(tǒng)－（工業(yè)廢棄物和危險(xiǎn)廢棄物）的預(yù)處理和輸送系統(tǒng)
![]() onmousewheel="return bbimg(this)" height=272 src="http://cement114.com/manage/eWebEditor/UploadFile/2010510174047990.jpg" width=394 onload=resizepic(this) align=right border=0> 2.2.1 系統(tǒng)組成和描述
該系統(tǒng)主要由進(jìn)料、破碎、攪拌和泵送部分組成。其中破碎（S）、攪拌（M）和泵送（P）最為關(guān)鍵，所以該系統(tǒng)也簡(jiǎn)稱SMP系統(tǒng)。
桶裝的、固體散裝的和其他形式包裝的有害廢料被全部投入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后的物料在攪拌機(jī)中與加入的廢油進(jìn)行攪拌，最后通過(guò)PM特殊的EKO泵直接送入轉(zhuǎn)窯焚燒。
2.2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
破碎：通過(guò)剪切、撕裂和擠壓等來(lái)減小物料尺寸達(dá)到破碎的要求。根據(jù)實(shí)際破碎效果,可采用單軸、雙軸、三軸或四軸。由于這種破碎機(jī)的設(shè)計(jì)很特殊，有害廢料及其包裝，如鐵皮或鉛皮桶、塑料桶、玻璃罐和陶瓷容器等，都可被直接放入破碎機(jī)并進(jìn)行破碎。破碎后的最大顆粒約為250mmx60mm。
攪拌：連續(xù)軸流式攪拌，如右圖。破碎后的廢料和廢油從攪拌腔的左上部進(jìn)入，經(jīng)攪拌漿葉攪拌后，從右下方擠出。
泵送：相對(duì)于破碎機(jī)和攪拌機(jī)，PM EKO泵送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最為特別。泵進(jìn)口上部裝有兩個(gè)錘型砸料器，一個(gè)負(fù)責(zé)把泵斗里的粗大物料砸碎，一個(gè)負(fù)責(zé)把物料砸進(jìn)泵腔中。金屬冠狀頭的柱塞把物料直接推入管道中，泵出口的液壓閘板閥可切斷任何將未進(jìn)入管道的物料，以保證下一個(gè)泵送沖程的順利進(jìn)行。由于砸料器的最大沖擊力為80 噸，泵的進(jìn)料口為760x360 mm，活塞缸徑為350 mm，所以即使有大塊未被破碎的物料進(jìn)入料斗中，也能被順利地泵送。
同樣由于廢料采用管道泵送方式，極大地方便和簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布置。管道的密封性使危險(xiǎn)廢物與環(huán)境完全隔絕，氮?dú)獬涮罴夹g(shù)大大提高了操作的安全性。該套系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制、穩(wěn)定運(yùn)行、免維護(hù)，單線最大年處理能力為8.5萬(wàn)噸左右。
3 PM系統(tǒng)在水泥企業(yè)對(duì)泥/漿渣狀廢棄物的處理和綜合利用領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用
PM公司的這種系統(tǒng)在全球已經(jīng)有幾十個(gè)工程實(shí)例，這些實(shí)例根據(jù)工藝流程的細(xì)小差異可分為四種形式。
3.1 第一類實(shí)例：直接泵送形式
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多種泥狀廢料由鏟車或抓斗裝入KOS泵的料斗中，然后由KOS泵直接送入轉(zhuǎn)窯中。由于廢料中有時(shí)帶有較大的固體顆粒，所以在泵送管道上安裝了捕捉器。同時(shí)，為了減低管道壓力損失，減小電能消耗，PM公司還在輸送管道上配備了一套注膜潤(rùn)滑減壓系統(tǒng)BLI。這種減壓系統(tǒng)的原理是，通過(guò)環(huán)型噴嘴注入水或有機(jī)物在管道內(nèi)壁形成一層潤(rùn)滑膜，從而減小管壁與物料的摩擦。實(shí)際運(yùn)行表明，減壓效果能達(dá)到20-80%。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)最簡(jiǎn)單，投資最少�？梢曰旌咸幚矶喾N泥狀廢料。
缺點(diǎn)：自動(dòng)化程度低，系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性稍差。
3.2 第二類實(shí)例：料倉(cāng)直接接收+泵送形式
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卡車直接將泥狀廢料倒入PM的接收料倉(cāng)中，料倉(cāng)底部的卸料裝置再將廢料擠入KOS泵中，然后直接泵入轉(zhuǎn)窯中。同樣PM公司在泵送管道上安裝了除雜裝置和管道注膜潤(rùn)滑減壓系統(tǒng)。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，投資較少。接收料倉(cāng)可起到一定的緩沖作用。
缺點(diǎn)：不能充分混合多種廢料。
3.3 第三類實(shí)例：混合后料倉(cāng)接收+泵送形式
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多種泥狀廢料由鏟車或抓斗進(jìn)行混合后被倒入PM的接收料倉(cāng)中，料倉(cāng)底部的卸料裝置再將廢料擠入KOS泵中，然后直接泵入轉(zhuǎn)窯中。用戶也選擇了PM公司的大顆粒捕捉器和注膜潤(rùn)滑減壓系統(tǒng)BLI安裝在泵送管道上。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，投資較少�？梢曰旌咸幚矶喾N泥狀廢料。
缺點(diǎn)：接收料倉(cāng)的緩沖容量有限，難以保證24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
3.4 第四類實(shí)例：接收料倉(cāng)+儲(chǔ)存料倉(cāng)+泵送形式
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多種泥狀廢料（也可用鏟車或抓斗進(jìn)行混合）先被倒入PM的接收料倉(cāng)中，裝在接收料倉(cāng)底部的KOS泵再把廢料送入一個(gè)較大的緩沖儲(chǔ)存料倉(cāng)中，最后由安裝在儲(chǔ)存料倉(cāng)底部的KOS泵直接泵入轉(zhuǎn)窯中。同樣PM公司的大顆粒捕捉器和注膜潤(rùn)滑減壓系統(tǒng)也十分有必要。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)完善，廢料的接收（混合）和儲(chǔ)存區(qū)域完全分開(kāi)，廠區(qū)內(nèi)干凈、整潔，沒(méi)有異味。同時(shí)由于大容量緩沖倉(cāng)的存在，可保證系統(tǒng)24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。
缺點(diǎn)：相對(duì)于前三種投資稍大。
4 PM系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)廢棄物、危險(xiǎn)廢物處理領(lǐng)域－SMP系統(tǒng)
該系統(tǒng)的流程圖和工藝描述如本文2.1.1中所述。典型實(shí)例有德國(guó)柏林的Schöneiche危險(xiǎn)廢物處理中心和法國(guó)的PEC Tredi危險(xiǎn)廢物處理中心。
該SMP系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是極高的安全性，在整個(gè)制備和輸送過(guò)程中，有害廢料都是處于完全封閉隔絕的狀態(tài)，另外，SMP系統(tǒng)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，方便調(diào)整工藝狀況，且不會(huì)對(duì)環(huán)境和操作人員造成任何的污染和危害。目前該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于世界各地的危險(xiǎn)廢棄物處理中心和水泥企業(yè)。
5 結(jié)論
根據(jù)已有用戶的實(shí)際使用情況證明，在水泥企業(yè)焚燒處置工業(yè)廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物、市政污泥和生活垃圾，以及替代原、燃料的使用領(lǐng)域，用PM特殊設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)對(duì)廢棄物和替代原、燃料進(jìn)行接收、儲(chǔ)存、輸送以及預(yù)處理，是一種切實(shí)可行的技術(shù)。德國(guó)普茨邁斯特公司的系統(tǒng)、產(chǎn)品、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)転樗嗥髽I(yè)解決一些具體的問(wèn)題。
目前，德國(guó)PM公司的技術(shù)和裝備已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的多家水泥企業(yè)，例如廣州越堡水泥有限公司、拉法基重慶南山工廠以及華新（宜昌）水泥有限公司等，該公司產(chǎn)品的可靠性，技術(shù)和服務(wù)均獲得了用戶的一致認(rèn)可。 |
