技术丨水泥窑联合处理城市生活垃圾的特点和一些量的计算

水泥窑联合处理城市生活垃圾的特点和一些量的计算

1、利用水泥窑联合处理城市生活垃圾的好处

   （1）减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%～90%。

   （2）消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解，彻底杀灭病原菌；特别是二噁英的排放量远远低于欧洲标准。

   （3）减轻或消除后续处置过程对环境的影响；没有或少有二次污染，灰渣可直接入窑煅烧成熟料，固化在水泥熟料中的重金属也不会对水泥制品和建材、土壤等有污染。

   （4）有利于实现城市垃圾的资源化，充分利用垃圾焚烧技术转化为再生能源。

   （5）可全天候操作，不易受天气影响；节约水泥烧成用煤量，增加水泥产量。

   （6）垃圾处理车间占地面积小，可在原有的城市周边的水泥厂建设，也可在新建的水泥厂建设，既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离，对于经济发达的城市尤为重要。

2、垃圾处理的热平衡计算

    关于水泥窑联合处理城市生活垃圾的文献很多，但是少有相对应的热平衡计算方法，现在已有的文献基础上，总结完善一下热平衡计算公式。

    水泥窑联合处理城市生活垃圾无论用什么形式的焚烧设备，但通常都是将热风引至三次风管，所以，热平衡计算开始于三次风管；又由于焚烧的生活垃圾废气温度要求在900~1100℃才可有效摧毁二噁英成份，所以热平衡计算截止温度设为1100℃。垃圾成分取国家平均值。

2.1 最低热值的要求（见表1）

 
    求出需最低垃圾热值≈4700kJ/kg。

    另外，如出口废气温度900℃，其他条件调整变化后，可求出需最低垃圾热值2500kJ/kg。

    若已知垃圾中各元素的质量分数，则垃圾低位发热量可用门捷列夫经验公式计算：

2.3、举例

    以5000t/d水泥窑为例，窑尾排风可利用风量41000(Nm3/h)，替代煤减少空气量，设煤替代率15%，1kg煤产生烟气估算量8.1Nm3，分解炉用煤8.2t/h。

    可日处理垃圾量为{（41000-8.2×1000×8.1×15%）/1.615}×24/1000=460t/d。

    则在不增加窑尾排风机风量的情况下可处理垃圾量460t/d。

    此处只给出计算方法，可与现有的文献结果比较，也可以按实际的工况要求计算。

3、结束语

    从以上计算可知：水泥窑联合处理城市生活垃圾，需要的最低垃圾热值在本热平衡中为2500kJ/kg，因计算条件和所设工艺条件不一样，其他文献结果为1600kJ/kg。

    垃圾水分大，热值低，所生成烟气量大，对窑尾排风机要求富裕系数大。反之对窑尾排风机富裕系数要求小。

    以上计算仅通过窑尾排风机的要求得出垃圾的燃烧量，我们还要根据垃圾的化学成份分析综合考虑氯含量，碱含量和KH、SM、AM值对熟料的影响。由于需要在生料配料公式中计算，这里就不一一列出。

作者：毛艳明

来源：《四川水泥》

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