水泥回转窑处置危险废物技术研究（2）

　　在同时试烧三种废物的情况下，各项测试数据也都符合国家及上海市排放标准，其中SO2及三苯的含量，因含量太微，无法测到。这也充分说明了处置结果的彻底。NOx的含量与单独处置含氟异丙醇时有区别。单独处置含氟异丙醇时，工况1的NOx＞工况2。而三种废料同时处置时，工况1的NOx含量小于工况2，这可能与窑的操作情况有关，因为NOx与窑内烧成带温度关系较大，温度高NOx含量也高。
同时焚烧三种废物废报排放对照表：
　有害物质排放量（kg/h）
工况1:SO2--未测到 HC--11.8 NOx--25.9 苯--未测到 甲苯--未测到 二甲苯--未测到 粉尘--6.06
工况2:SO2--未测到 HC--1.69 NOx--28.0 苯--未测到 甲苯--未测到 二甲苯--未测到 粉尘--10.2
排放标准:SO2--110 HC--10 NOx--31 苯--5.6 甲苯--30 二甲苯--10 粉尘--100
　　所以利用水泥回转窑处置危险废物不但不会加大对环境污染，而且与其它焚烧炉相比，有其特殊优点。
    五、对水泥生产和水泥质量的影响
    危险废物中的碳氢有机物在焚烧后生成CO2和H2O，对水泥生产和水泥质量没有影响。对水泥生产和质量影响较大的主要是其它化学成份。如K、Na、C1、S、F等，废料中的水份对水泥回转窑操作也会带来较大影响。K、Na、C1、F、S都是引起悬浮预热器结皮的主要原因，对水泥质量也有较大影响。K、Na过高会产生碱骨料反应，所以应在废料进厂前严格控制。但适量的F、S含量在水泥煅烧时可起到矿化作用，氟离子和水泥原料中石灰石生成CaF2，CaF2可以加快碳酸钙分解，破坏SiO2的晶格，促进固相反应。
    其反应式为：CaF2+H2O----CaO+2HF 
               4HF+SiO2-----SiF2+2H2O
             2HF+CaCO3-----CaF2+H2O+CO2
    下表是不同温度下，生料中有无CaF2的碳酸钙分解率对比：
   温度--700℃ 无CaF2--15% 有CaF2--25%
   温度--800℃ 无CaF2--30% 有CaF2--60%
 　 以氟洛氛废液为例，氟洛氛废液替代煤9.0%时，生料中氟含量为.0025%，一般生料中氟含量控制在0.5%以内，所以不会对水泥生产和质量带来影响。这可以从送中国建材设计研究院的试烧对比检验报告中看出，焚烧废液后水泥质量非但没有影响，其28天强度反而提高了5—6Mpa。
  强度对照表：    
    工况1:经重3.16比表面积（m/kg）295安定性（沸煮）合格28天抗压强度(mpa)58.1
    工况2:经重3.17比表面积（m/kg）297安定性（沸煮）合格28天抗压强度(mpa)64.3
　　我厂98年99年二年中用焚烧废物所生产的水泥送中国建材科学院测试均符合国家标准。　所以只要控制好进厂废料中有害成份含量就不会对水泥生产及质量引起不利，相反控制适当，其中有些微量元素还有助于水泥质量提高。
　　废料中水份对操作肯定会有影响，它可能会引起火焰温度降低，黑火头延长。但只要将其控制在一定范围内，通过加强操作还是能满足水泥生产的。美国水泥企业在焚烧液态废物时，要求水份控制在20%以内，先灵葆雅的氟洛氛废液所含水份在10%，所以对操作影响不大，通过试烧时观察，及近二年的实践证明，氟洛氛废液喷入量小于1吨/时，火焰形状变化不大，当喷入量大于1吨/量，黑火头有延长趋势。
    六、废料控制
     水泥窑处置危险废物是在水泥生产过程中进行的，因此对进水泥窑处置的废物是有选样性的。并不是所有废物都能在水泥窑处理，进水泥窑的废物必须满足下列要求：（1）不能影响水泥窑正常生产；（2）不能影响水泥产品质量；（3）不能对生产设备造成损坏；（4）在处置过程中不能对操作工人健康造成危害及影响厂区环境。
    由于目前废物的调配和预处理条件不完善，我们对目前进厂的废料提出了如下要求：
1、无放射性
2、无强度腐蚀性
3、重金属含量＜3000ppm
4、水份＜20%
5、含氯量＜3% 含碱量＜4% 含硫量＜2%
6、作为燃料热值≥4000kal/kg
　　以上条件后三点可根据废物量多少及物理形态作适当调整，当具备调配和预处理设施后，可根据废物来源情况对这三项指标作修正。
七、工艺流程及设备
　　危险废料的物理形态可分为二大类，可泵送型（液态）和非泵送型（固态和半固态）。
1、液态废物的处置工艺
　　液态废物的处置工艺方案相对简单，废液由喷射泵喷入窑内。通过几次改进，我公司已具备较为成熟的液态废料的处置系统。可适用不同性质的液态废料，在液态工艺线的设计中应注意以下几个因素：
（1）在保证安全的前提下，系统应尽可能简单，减少中间环节，以便于操作。
（2）在设计时按系统工作压力提高一个压力等级设计，安装时要注意泄漏问题，使操作人员在操作时不接触废液。
（3）泵的选型要满足雾化喷嘴要求。
2、固态废物的处置工艺
　　我们采用的办法主要是对一些化学性质相对较为稳定，并能被粉磨的固态废料，通过煤磨，与原煤一起进行烘干，粉磨，然后进入窑内焚烧。采用此方法，我们为巴斯夫染料体公司处理了400吨废染料，较为成功，但在处置过程中应注意废料加入的均匀性。否则会引起煤粉热值的波动而影响操作。
　　对于其它一些利用以上办法不能处理的废料，我们自行研制了一种废料输送装置，我们称它为WA型窑炮。先用容器将废料进行包装（炮弹）然后装入窑炮，利用压缩空气将炮弹送入窑内。目前采用的容器主要为塑料瓶和编织袋，考虑到成本问题，以编织袋为主。由于废料没有经过粉磨及雾化处理，进入窑内不会马上全部燃尽，所以炮弹的落点是非常重要的。炮弹落点应保证炮弹在水泥窑最高温度区城内有足够的停留时间，保证其焚毁率达到99.99%。由于整个工作尚处在探索研究中，同时废料来源有限，所以目前窑炮操作过程为人工操作。
　　采用窑炮输送废物为间歇进料，其优点是对废物的适应性强，只要用一定规格的容器将废物进行包装后就将将其送入窑内处置。缺点是需增加容器成本，并且处理能力较小。
八、结论
　　根据目前的研究结果我们认为：
1、水泥窑处置危险废物，不会对环境造成二次污染，而且还具有其他焚烧炉所不具备的优点。
2、通过对废物的控制，不会影响水泥质量。
3、目前已初步具备处置各种废料的技术能力及处置能力。
4、水泥窑处置危险废物是一种先进、科学、合理的处置方法，具有处理量大，结果彻底，投资少的优点。
5、要使该技术产业化，需建立危险废物调配厂，将废物进行调配和预处理，以满足水泥生产的需要。
　　水泥窑处置危险废物技术的研究成功，迈出了水泥企业向环保企业转型的一大步，开创了“生态水泥”的新局面。