生活垃圾热解气化水泥窑协同处置技术研究成果示范.docx

世界水泥与混凝土2014年中国水泥技术年会论文集特刊生活垃圾热解气化水泥窑协同处置技术研究成果示范陈晓东1顾军1刘海兵1郝利炜1 北京建筑材料科学研究总院／固废资源化利用与节能建材国家重点实验室北京，100041从20 10年开始，我院水泥环保技术研究所承担了有关水泥窑利用替代原燃 料和协同处置生活垃圾计划有关的2项“国家973课题”和l项“国家十二五支 撑课题”研究。根据课题研究成果，2014年1月北京建筑材料科学研究总院在 金隅集团所属水泥公司完成了生活垃圾热解气化水泥窑协同处置的示范工作。现 将部分示范工作内容介绍如下。1成果说明1．1国内首次在水泥窑协同处置生活垃圾工程中采用移动床热解气化技术 采用的热解气化炉是国内研究开发的专利技术，在国内是首次应用于水泥窑协同处置生活垃圾。生活垃圾气化入分解炉技术已由北京建筑材料科学研究总院 申请了多项专利，部分专利己得到国家知识产权局授权。该系统对于垃圾的适应性较好，40％以下的含水率垃圾均能处理，对热值要 求较低，处置能力稳定且排放达标。1．2解决的关键技术问题1)解决了生活垃圾低热值筛下物或混合垃圾难以直接利用水泥窑协同处置 的关键技术问题在技术方案选择上进行了创新，在此前我院开发的可燃筛上物直接喂入分解 炉技术的基础上，进一步开发出原生垃圾或预分选后的筛下物经生物干化后进行 热解气化后气体进入分解炉的技术，以及通过两种技术进行组合的大批量处置生 活垃圾处理技术。此外，该项技术也可以直接处置混合生活垃圾。 2)通过对水泥窑系统进行热工标定、反求分析诊断，对水泥窑系统加以必要的优化、改造，解决了生活垃圾气化水泥窑协同处置工艺适应性问题，使水泥 窑系统工艺技术以及操作控制技术满足协同处置的要求。 1．3生活垃圾热解气化水泥窑协同处置技术路线生活垃圾低热值筛下物或混合垃圾，经热解气化炉处置后，产生的可燃热气 体进入分解炉内处置并回收垃圾热解气化热量；热解气化后产生的灰渣用作原料 配料和水泥混合材配料。木国家973计划前期研究专项低热值固废解热机理及水泥窑能源利用技术研究(2012CB724603)木国家科技支撑计划课题工业水泥窑协同处置城市垃圾技术及示范(2012BACl5804)世界水泥与混凝土2014年中国水泥技术年会论文集特刊16世界水泥与混凝土2014年中国水泥技术年会论文集特刊2生活垃圾热解气化示范工艺介绍2．1生活垃圾热解气化示范概貌生活垃圾气化车间全貌气化气体入分解炉系统 生活垃圾气化过程多瓣式抓斗将垃圾垃圾经料封管和双辊气化炉底部鼓入自然 喂入步进式给料机喂料机喂入气化炉空气和气化底渣卸料图2生活垃圾热解气化示范线概貌2．2生活垃圾热解气化示范规模及工艺流程叙述1)示范规模 处置原生生活垃圾lOOt／d。最高设计能力150t／d。 2)示范技术路线(工艺流程)①垃圾进场后送往热解气化炉车间的垃圾接收坑，并通过行车垃圾抓斗将 垃圾倒运至垃圾储存库。(见图3)②在热解气化炉运行时，垃圾储库内的垃圾经行车垃圾抓斗抓取后送往热 解气化炉的喂料设备一一步进式给料机。(见图4)图3车间内垃圾接收和储存图4多瓣式垃圾抓斗行车世界水泥与混凝土2014年中国水泥技术年会论文集特刊③垃圾在步进式给料机内经7个可以交替、往返运动的推板，被送至热解 气化炉的垃圾喂料锁风竖井。(见图5)④喂料竖井总体高度达到5m，利用垃圾在竖井中形成的料柱，实现可靠锁 风，防止热解气化炉内的气化气体外溢。(见图6)图5步进式垃圾给料机图6垃圾锁风竖井⑤喂料竖井内的垃圾经由垃圾双辊给料机，被喂入垃圾热解气化炉内，进 行热解气化。(见图7)⑥热解气化炉炉体可以围绕炉体中心旋转，以便于垃圾在炉内均匀布料。 垃圾热解气化后的底渣经炉底的出渣机排出，可送往水泥粉磨车间作为磨制水泥 的混合材料。(见图8)图7垃圾双辊给料机图8气化炉体和炉底出渣机⑦热解气化介质采用自然空气，通过一台高压离心鼓风机将空气从热解气 化炉体的底部鼓入热解气化炉内。根据鼓入风量不同，垃圾热解气化的程度不同， 气化后的气体中可燃成分比例和气体温度不同。(见图9)⑧垃圾热解气化后的气体由热解气化炉出口经气体输送管道送往水泥窑系 统窑尾分解炉内进一步燃尽，释放出的热量用于分解炉内碳酸盐的分解。(见图 10、图11)图9热解气化炉高压离心鼓风机图1 0热解气化炉气化气体出风管道18世界水泥与混凝土2014年中国水泥技术年会论文集特刊图1 1入分解炉气体输送管道(热解气化炉车间外部)2．3示范运行结果和对环境的影响情况分析2014年1月2 1日，进行示范线第一次烘炉，一次成功并连续处置生活垃圾3天；2014年2月10日进行示范线第二次烘炉，一次成功并连续处置生活垃圾4天。1)垃圾试烧量 试烧过程中的垃圾投喂量实际平均为4．5t／h，折合日处置生活垃圾约1