水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項(xiàng)目預(yù)處理生產(chǎn)線的技術(shù)改造評(píng)估

許 佳（葛洲壩中材潔新（武漢）科技有限公司，湖北 武漢 430000）

0 背景

某水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項(xiàng)目建于2015年，設(shè)計(jì)規(guī)模為500t/d。該項(xiàng)目將原生生活垃圾進(jìn)行破碎、篩分等預(yù)處理過(guò)程之后，分選為可燃物（塑料、紙張、織物、木頭、樹葉、雜草等）與不可燃物（廚余物、渣土、石頭、玻璃等），可燃物送入水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的分解爐用作替代燃料，不可燃物送入水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的生料磨用作替代原料[1]。經(jīng)過(guò)近5年的運(yùn)行，該項(xiàng)目暴露出如破碎機(jī)磨損較快、滾筒篩堵塞、分選效率不高等問(wèn)題，導(dǎo)致預(yù)處理后的可燃物和不可燃物分選效率不高。為解決上述問(wèn)題，對(duì)生活垃圾預(yù)處理生產(chǎn)線進(jìn)行了技術(shù)改造，在原有工藝流程的基礎(chǔ)上新增風(fēng)選機(jī)一臺(tái)，調(diào)整了物料走向，突出強(qiáng)化了風(fēng)選分選的作用，優(yōu)化了整個(gè)預(yù)處理生產(chǎn)線的運(yùn)行流程。本文通過(guò)比較分析技術(shù)改造前后可燃物與不可燃物成分變化情況，對(duì)技術(shù)改造之后的效果進(jìn)行評(píng)估，并跟蹤水泥窯系統(tǒng)運(yùn)行變化情況。

1 評(píng)估方案

1.1 生產(chǎn)線說(shuō)明

該項(xiàng)目生活垃圾預(yù)處理生產(chǎn)線技術(shù)改造前后的工藝流程圖見圖1。

圖1 技術(shù)改造前后工藝流程圖

1.2 分析方法

對(duì)該項(xiàng)目生活垃圾預(yù)處理生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)進(jìn)出料進(jìn)行取樣，分選出可燃物與不可燃物（分類標(biāo)準(zhǔn)見表1），并分別稱重，計(jì)算可燃物與不可燃物的占比（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），進(jìn)而評(píng)估可燃物與不可燃物的分選效率。

表1 生活垃圾中可燃和不可燃組份分類標(biāo)準(zhǔn)[2]

2 分析討論

2.1 技術(shù)改造前

2.1.1 取樣位置

根據(jù)該項(xiàng)目生活垃圾預(yù)處理工藝，共設(shè)置11個(gè)取樣點(diǎn)（見圖1改造后圖）：#1破碎機(jī)、#1滾筒篩篩上、#1滾筒篩篩下、#2破碎機(jī)、#2滾筒篩篩上、#2滾筒篩篩下、#3滾筒篩篩上、#3滾筒篩篩下、風(fēng)選輕質(zhì)料、風(fēng)選重質(zhì)料、入倉(cāng)可燃物。

2.1.2 數(shù)據(jù)分析

從以上各取樣點(diǎn)的物料中分選出可燃物與不可燃物，分別并計(jì)算其占比，結(jié)果見表2。

表2 技術(shù)改造前預(yù)處理各環(huán)節(jié)物料成分分析表

從入倉(cāng)可燃物中的物料情況來(lái)看，可燃物占比為45.21%，不可燃物占比為54.79%，可燃物占比偏小，不可燃物占比偏大。由圖1可知，可燃物倉(cāng)的物料來(lái)源于#2滾筒篩篩上物、#3滾筒篩篩上物和風(fēng)選輕質(zhì)料。由表2可知，#2滾筒篩篩上物中可燃物占比為89.52%，#3滾筒篩篩上物中可燃物占比為20.43%，風(fēng)選輕質(zhì)料中的可燃物占比為80.30%，由此可見，#3滾筒篩分選效果較差，篩上物可燃物占比較低，最終影響了入倉(cāng)可燃物的品質(zhì)。結(jié)合生產(chǎn)線實(shí)際分析可知，#3滾筒篩進(jìn)料為經(jīng)過(guò)破碎后的#1滾筒篩和#2滾筒篩篩下物的混合物。其中#1滾筒篩的篩下物僅經(jīng)過(guò)一次預(yù)破碎，尺寸較大，同時(shí)不可燃物密度較大，含水率較高，在滾筒篩轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中容易壓實(shí)、粘結(jié)成塊、成球[3]，而#3滾筒篩孔徑（Ф42mm）較小，所以大量不可燃物遺留在滾筒篩篩上，最終影響分選效果。

可燃物倉(cāng)物料直接進(jìn)入后端水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的分解爐，不可燃物占比偏大，一方面會(huì)在下落過(guò)程中破壞預(yù)熱器、煙室等部位的保溫材料，另一方面可燃物中的不可燃組分未經(jīng)過(guò)預(yù)熱過(guò)程直接從分解爐進(jìn)入，影響后端的熟料生產(chǎn)及質(zhì)量[4]。因此，需要對(duì)原有生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。

2.2 技術(shù)改造效果評(píng)估

2.2.1 技術(shù)改造方案

為解決§2.1中所述的#3滾筒篩分選效果差、入倉(cāng)可燃物中不可燃物占比較高的問(wèn)題，在本次技術(shù)改造中新增風(fēng)選機(jī)一臺(tái)，調(diào)整物料走向，優(yōu)化整個(gè)預(yù)處理生產(chǎn)線的運(yùn)行流程，將#2滾筒篩和#3滾筒篩篩上物引入風(fēng)選機(jī)（編號(hào)為#1風(fēng)選，見圖1），再經(jīng)過(guò)一次篩分，突出強(qiáng)化風(fēng)選機(jī)的分選作用，進(jìn)而提高入倉(cāng)可燃物的品質(zhì)。

2.2.2 取樣位置

為了評(píng)估新增風(fēng)選機(jī)的工作效率，針對(duì)風(fēng)選機(jī)的進(jìn)出料情況共設(shè)置8個(gè)取樣點(diǎn)：#1風(fēng)選進(jìn)料、#1風(fēng)選輕質(zhì)料、#1風(fēng)選重質(zhì)料、#2風(fēng)選進(jìn)料、#2風(fēng)選輕質(zhì)料、#2風(fēng)選重質(zhì)料、入倉(cāng)可燃物、入倉(cāng)不可燃物。

2.2.3 數(shù)據(jù)分析

從上述各取樣點(diǎn)的物料中分選出可燃物與不可燃物，分別計(jì)算其占比，結(jié)果如表3所示。

表3 技術(shù)改造后預(yù)處理環(huán)節(jié)物料成分分析

由圖1可知，新增風(fēng)選機(jī)的輕質(zhì)物料直接進(jìn)入可燃物倉(cāng)，重質(zhì)物料進(jìn)入不可燃物倉(cāng)，因此風(fēng)選機(jī)的分選效率對(duì)入倉(cāng)可燃物與不可燃物的品質(zhì)有直接影響。由表3可知，#1風(fēng)選機(jī)輕質(zhì)物料可燃物占比為73.16%，不可燃物占比為26.84%；#1風(fēng)選機(jī)重質(zhì)物料可燃物占比為1.05%，不可燃物占比為98.95%?？梢姡略鲲L(fēng)選機(jī)分選效率較高，出料的品質(zhì)均較高。分析對(duì)比表2與表3數(shù)據(jù)可知，入倉(cāng)可燃物中可燃物占比提高至84.32%，不可燃物占比降至15.68%，入倉(cāng)可燃物中的不可燃物占比明顯降低。綜合分析可知，技術(shù)改造后，并顯著提高了入倉(cāng)可燃物的品質(zhì)。

2.3 對(duì)水泥窯系統(tǒng)的影響分析

2.3.1 對(duì)生料磨密封喂料器運(yùn)行影響

在改造之前，由于經(jīng)常有輪胎、鞋子、大塊織物等物料進(jìn)入生料磨，易卡跳密封喂料器導(dǎo)致生料磨臨停，經(jīng)過(guò)此次改造，新增風(fēng)選機(jī)之后，輪胎、鞋子、大塊織物等物料進(jìn)入到可燃物料中，減少了對(duì)密封喂料器的影響，跳停次數(shù)明顯下降，具體見表4。

表4 改造前后生料磨密封喂料器跳停情況對(duì)比

2.3.2 對(duì)熟料煅燒的影響

（1）C1出口回灰量變化。對(duì)改造前后C1出口回灰量進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算，數(shù)據(jù)見表5。

表5 改造前后C1出口回灰量變化 t/h

分析可以看出，改造后C1回灰量上升，由于新增風(fēng)選機(jī)后，入窯可燃物品質(zhì)提高，可燃物總量增大，燃燒后的灰分增加，從而導(dǎo)致C1回灰量增加。

（2）C1出口溫度。在對(duì)垃圾預(yù)處理進(jìn)行改造后，對(duì)C1出口溫度變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)見表6。

表6 C1出口溫度變化 ℃

從表6中數(shù)據(jù)可以看出，改造后，C1出口溫度均值上升9℃，分析認(rèn)為，此次技術(shù)改造后，進(jìn)入窯系統(tǒng)的可燃物總量增加，部分可燃物進(jìn)入窯系統(tǒng)內(nèi)被氣流帶到更高的部位燃燒，導(dǎo)致出預(yù)熱器溫度上升。

（3）對(duì)熟料煤耗的影響根據(jù)折線圖2可以看出，改造后煤耗明顯下降，且喂煤量更穩(wěn)定。分析認(rèn)為，改造后入窯可燃物料品質(zhì)提高，入窯后窯內(nèi)煅燒工況好轉(zhuǎn)，煤耗降低。

圖2 投喂可燃物前后煤耗頭尾煤耗對(duì)比

3 結(jié)論

綜合前文的分析結(jié)果可知，經(jīng)技術(shù)改造后，有效提高了原生活垃圾預(yù)處理生產(chǎn)線可燃物與不可燃物的品質(zhì)，減少了對(duì)生料磨運(yùn)行的影響，降低了噸熟料煤耗，技術(shù)改造效果顯著，能夠滿足生產(chǎn)的要求。