利用水泥迴轉窯來處理危險廢物的方法
2023-11-01 05:08:27 5
專利名稱：利用水泥迴轉窯來處理危險廢物的方法
技術領域：
本發明涉及利用水泥迴轉窯來處理危險廢物的方法。
背景技術：
所謂危險廢物，是指根據國家同一規定的法規，鑑別認定的具有毒性、易燃性、易爆性、腐蝕性、化學反應進行性等性質的，對人體健康和環境能造成危險的廢物。
危險廢物的合理處理，對保護環境、防止汙染和造福人類具有極其重要的意義。在我國，目前對危險廢物的主要處理方法有1.作為鄉鎮企業燒制磚瓦等的燃料。
2.送入焚燒爐焚燒處理，這些焚燒爐大多是小型的，而且存在技術落後、管理不嚴以及收費高等現象。
3.在海灘、荒野等處就地焚燒或填埋。
上述的各種處理方式不僅不能做到「減量化、資源化、無害化」的危險廢物處理要求，而且往往會對環境造成二次汙染。
國外工業化國家從七十年代開始採用水泥迴轉窯來處理工業危險廢物。利用水泥迴轉窯焚燒處理危險廢物具有下列優點1)窯內焚燒溫度高，燒成帶的最高溫度可達1600-1700℃，從而保證廢物焚毀率達到99.99％以上；2)物料在窯內停留時間長，有充分的焚燒時間；3)窯內紊亂程度高，供氧充分，因而絕大多數危險廢物在窯內能被徹底降解；4)焚燒所產生的灰燼將隨水泥產品一起排出，能做到汙染零排放；以及5)在焚燒過程中，廢物所含的熱值將被充分利用，可替代部分燃煤，節約能源。
能利用水泥迴轉窯處理的危險廢物來源於化工、製藥、汽車、機械等各行各業，按物理形態可分成液態、固態和半固態。液態廢物包括有機溶液、非滷代溶劑等；固態廢物包括汙泥、染料、玻璃、陶瓷等；半固態廢物包括廢礦物油、樹脂或纖維粘膠物等。對不同形態的危險廢物有不同的處理方法。
在輸送時，液態廢物可以用泵來輸送，固態廢物可以用傳統的固體物料輸送機械(如提升機、輸送帶、噴料管等)來輸送。而半固態廢物則不能用以上辦法來輸送。由於對半固態廢物缺乏專門的輸送設備，因而不能在水泥迴轉窯內對此類廢物進行有效的處理。
另外，以前利用水泥迴轉窯來處理危險廢物的工藝和設備往往較為複雜，並且沒有很好地利用原來的水泥生產線上的設備。
發明內容
鑑於以上缺點，本發明的目的在於，分別針對固態、液態和半固態的危險廢物，提出利用水泥迴轉窯來進行處理的簡單、合理的方法。
為實現上述目的，本發明的第一方面在於，提供一種利用水泥迴轉窯來處理固態危險廢物的方法，該方法包括如下步驟a)將熱值較低的固態危險廢物由第一運輸裝置送入生料磨機；b)使固態廢物在磨機內與生料混合，在進磨熱風與磨機的共同作用下，將物料烘乾和磨細；c)通過選粉機選出粒度達到要求的合格細粉；d)利用旋風分離器進行氣—固分離；e)使分離出來的物料由第二運輸裝置和第三運輸裝置送入均化庫進行物料均化；以及f)使均化後的物料通過第四運輸系統進入預熱系統進行預熱，最後從窯尾進入水泥迴轉窯焚燒。
較佳的是，所述第一運輸裝置是一皮帶運輸機，第二運輸裝置是一空氣輸送斜槽，第三運輸裝置是一鬥式提升機，以及第四運輸系統包括斜槽和提升機。
較佳的是，所述預熱系統包括四個旋風預熱器。
藉助本發明的方法，能以安全、簡單、合理的工藝流程將液態、固態和半固態的危險廢物送入水泥迴轉窯進行處理。可以使各種危險廢物徹底降解，並且焚燒所產生的灰燼將隨水泥產品一起排出，能做到汙染零排放。另外，廢物所含的熱值可被充分利用，從而起到節約能源的作用。
因此，採用本發明的方法，利用水泥迴轉窯來處理危險廢物，基本上能達到「減量化、資源化、無害化」的危險廢物處理要求。
本發明的目的、優點和特徵將通過以下結合附圖描述的較佳實施例而變得更加清楚。附圖中圖1是液態危險廢物處理工藝流程的示意圖；圖2是固態危險廢物處理工藝流程的一個實施例的示意圖；圖3是固態危險廢物處理工藝流程的另一個實施例的示意圖；以及圖4是一特別適於處理半固態危險廢物的輸送裝置的示意圖。
具體實施例方式
下面將結合圖1來描述液態危險廢物的處理工藝流程。一般來說，液態的危險廢物可在水泥窯內替代燃料燃燒。
如圖1所示，利用安全槽車1將液態危險廢物運至適當地點，卸入過濾槽2。用離心泵3將廢液送入裝有攪拌裝置的調配槽4，對不同品種的廢液進行調配。
上述的調配步驟對液態的、固態的和半固態的廢物都是必須的。這是因為水泥窯處理危險廢物是在水泥生產過程中進行的，因而進水泥窯處理的廢物是有選擇性的，並不是所有廢物都能在水泥窯中進行處理。能進水泥窯處理的廢物必須滿足下列要求1)不能影響水泥窯的正常生產；2)不能影響水泥產品的質量；3)不能對生產設備造成損壞；4)在處理過程中不能對操作工人健康造成危害及影響廠區環境。
在目前條件下，經試驗，申請人對進廠的廢料(包括液態、固態和半固態)提出了如下要求1)無放射性；2)無強腐蝕性；3)重金屬含量＜3000ppm；4)水分＜20％；5)含氯量＜3％；6)作為燃料的熱值≥4000千卡/千克。以上條件中的後三點可根據廢物量的多少和物理形態的不同而作適當調整。當具備更好的調配和預處理設施後，可根據廢物來源情況對這三項指標作修正。
在調配之後，用離心泵5將調配好的廢液送入貯槽6貯存。至一定量後，用容積泵7將廢液加壓，經霧化噴管8霧化後，從窯頭送入水泥迴轉窯9焚燒。雖然圖中沒有表示，但在該實施例中，噴管8安裝在原水泥生產線的噴煤管內。廢液噴管噴液和噴煤管噴煤可以同時進行。
採用上述工藝流程，以一種含氟異丙醇廢液進行試驗，結果如下
從上表中可以看到，利用水泥迴轉窯對含氟異丙醇廢液進行處理，不但對水泥生產毫無影響，而且可以減少燃料用量。另外，據檢測，在摻燒含氟異丙醇廢液後，水泥迴轉窯的有害氣體(如∑F、Cl2、H2S、NO2和HCl)排放量不升反降，根本不存在對大氣的二次汙染問題。再者，摻燒含氟異丙醇廢液對水泥質量也沒有任何影響，相反能使其28天抗壓強度提高5-6Mpa。
下面將結合圖2來描述固態危險廢物處理工藝流程的一個實施例。在該實施例中，將固態危險廢物(如廢氟化鈣、廢含油硅藻土)作為原料供給到水泥迴轉窯內進行處理，這些廢物的熱值較低，很難或根本不能作為燃料燃燒。
如圖2所示，卡車11將固態危險廢物送至適當地點，經皮帶運輸機12送入生料磨機13。固態廢物在磨機內與生料(主要成分為石灰石、鐵粉等)混合，在進磨熱風(t＝380℃)與磨機的共同作用下，將物料烘乾和磨細。隨後，選粉機14利用選粉原理，將粒度達到要求的合格細粉選出。接著，利用旋風分離器15進行氣-固分離。分離出來的物料由空氣輸送斜槽16和鬥式提升機17送入均化庫18進行物料均化。均化後的物料通過由斜槽和提升機組成的輸送系統進入由四個旋風預熱器19組成的預熱系統進行預熱，最後從窯尾進入水泥迴轉窯9焚燒。
下面將結合圖3來描述固態危險廢物處理工藝流程的另一個實施例。在該實施例中，將固態危險廢物作為燃料供給到水泥迴轉窯內進行處理，這些固態廢物的熱值較高，可以代替水泥窯的燃料。
如圖3所示，卡車11將固態廢物運至適當地點，卸入地坑22。由抓斗23將廢物送至廢物倉24，經定量鎖風餵料器(或稱星形給料器)25取出與燃煤混合。用高壓風將混合物料送入磨機26進行粉磨。磨細後的物料隨氣流進入料倉28進行氣-固分離。物料經鎖風分格輪27進入計量倉29進行計量，然後經螺旋輸送機30、鎖風分格輪31與由高壓風機32送來的高壓風混合，最後經噴料管33從窯頭噴入水泥迴轉窯9進行焚燒。
採用該實施例的方法，以廢丁苯膠乳和含油硅藻土進行試驗。結果表明，它們可以部分地取代燃煤，對窯的操作沒有影響，尾氣排放低於規定標準，而且對水泥質量也沒有影響。
對既不能用固體輸送機械又不能用液體輸送機械輸送的半固態危險廢物，本發明提供了一種特殊的輸送裝置。下面將結合圖4來描述這種特別適於處理半固態危險廢物的輸送裝置的結構和工作原理。
如圖4所示，該危險廢物輸送裝置50的外形和功能類似於戰場上的大炮，由於它是專門用於將危險廢物發射入水泥迴轉窯，為方便起見，在下文中我們將稱之為「窯炮」，而且它的各組成部件也用相應的名稱來表示。
窯炮50包括炮身41，用於貯存壓縮氣體；一通過閃發裝置42連接於炮身41的炮管46，該炮管內形成有炮膛44，在炮管上還設有一用於裝填危險廢物的裝料口49以及一用於使裝料口打開或關閉的炮栓(氣缸)45；一用於支承所述炮身和炮管的炮架47；以及一由若干個電控氣動元件組成的控制裝置48。
當需要處理半固態的危險廢物時，先用容器(例如塑料瓶或編織袋)將廢料包裝成「炮彈」。將窯炮50對準水泥迴轉窯的窯口，藉助控制裝置48將壓縮空氣送入炮身41，藉助電控氣動的炮栓45使裝料口49打開和關閉而完成炮彈上膛的動作。發射時，通過電磁換向閥，使閃發裝置42突然動作，貯存在炮身41內的壓縮空氣在瞬間噴發，經集流裝置43束流之後，進入炮膛44。壓縮空氣的壓縮能轉化為炮彈的動能，使炮彈以很大的初速度飛離炮管46，飛向水泥迴轉窯內的設定區域(離窯口15-20米)，並在那裡被焚燒。
上述的有關「窯炮」的內容已另外向中國專利局提出了實用新型專利的申請，該申請題為「危險廢物輸送裝置」，申請日為2000年1月31日，其內容可援引在此以供參考。
採用這種方法，以半固態的二甲苯精餾殘渣進行試驗。結果表明，採用上述的窯炮50，可以準確地將廢料發射到離窯口15-20米的區域。由於該區域屬於水泥迴轉窯的燒成帶，其溫度最高(可達1500℃以上)，因而能使廢物的焚毀率達到99.99％。試驗表明，在水泥窯內對這種半固態廢物進行處理不會對水泥的生產、質量有任何影響，也不會增加有害尾氣的排放，而且可以減少燃料用量。
當然，如果需要，也可以用窯炮50來處理固態的和液態的危險廢物。若形態合適，甚至不需要容器，可以直接將危險廢物作為炮彈發出。
雖然以上結合若干個較佳實施例對本發明進行了描述，但應該理解，熟悉本技術領域的人員在不偏離本發明實質的基礎上仍可以作出種種等價的變換。例如，各種形態的廢料可以同時、平行地在水泥窯中加以處理。因此，本發明的保護範圍應由所附權利要求書來限定。
權利要求
1.一種利用水泥迴轉窯來處理固態危險廢物的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟a)將不能作為燃料燃燒的固態危險廢物由一個第一運輸裝置(12)送入一個生料磨機(13)；b)使固態廢物在一個磨機(13)內與生料混合，在進磨熱風與磨機的共同作用下，將物料烘乾和磨細；c)通過一個選粉機(14)選出粒度達到要求的合格細粉；d)利用一個旋風分離器(15)進行氣—固分離；e)使分離出來的物料由一個第二運輸裝置(16)和一個第三運輸裝置(17)送入一個均化庫(18)進行物料均化；以及f)使均化後的物料通過一個第四運輸系統進入預熱系統進行預熱，最後從窯尾進入一個水泥迴轉窯(9)焚燒。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一運輸裝置(12)是一皮帶運輸機，第二運輸裝置(16)是一空氣輸送斜槽，第三運輸裝置(17)是一鬥式提升機，以及第四運輸系統包括斜槽和提升機。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預熱系統包括四個旋風預熱器(19)。
全文摘要
本發明提出了利用水泥迴轉窯來處理液態、固態、半固態危險廢物的簡單、合理的方法。對液態危險廢物，主要用泵來傳送，並從窯頭噴入水泥窯焚燒。對固態危險廢物，可以視其熱值大小，分別作為原料和燃料，從窯尾和窯頭送入水泥窯焚燒。對半固態危險廢物，可將其包裝在容器內，並藉助特殊的廢物輸送裝置，將其射至水泥窯內的預定區域進行焚燒。利用本發明的方法，可以在保證安全的前提下，使危險廢物處理系統儘可能的簡單、合理。
文檔編號F23G5/02GK1495382SQ0312723
公開日2004年5月12日 申請日期2000年1月31日 優先權日2000年1月31日
發明者戴民華, 方偉, 錢德鑣 申請人:上海萬安企業總公司