水泥窯協(xié)同處置己內(nèi)酰胺廢液實例分析

鄭剛

0 引言

隨著國內(nèi)新環(huán)保法的公布，確立了生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展的理念，增加了生態(tài)保護紅線規(guī)定，因此，產(chǎn)廢單位必須嚴格處理生產(chǎn)廢渣、廢液、廢氣等污染物，防止污染和其他公害，保障公眾健康，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

面對水泥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩，市場低迷，為了長期穩(wěn)定生存，同時響應國家關于水泥回轉窯協(xié)同處置廢棄物的政策，我公司試處理己內(nèi)酰胺廢液，經(jīng)過一段時間的摸索和總結，在確保排放物達標排放的前提下，降低了熟料的生產(chǎn)成本，縮小虧損程度，面對水泥產(chǎn)業(yè)嚴峻的市場狀況，打下了良好的轉型基礎。

1 己內(nèi)酰胺廢液主要成分組成

己內(nèi)酰胺用于制取己內(nèi)酰胺樹脂、纖維和人造革等，也用作醫(yī)藥原料，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液，成分較為復雜，表1己內(nèi)酰胺廢液分析數(shù)據(jù)：

廢液物理性質(zhì)：液體溫度常溫狀況下，不粘稠，流動性好，不分層、物化特性均一，不含固體雜質(zhì)，常溫下未測出閃點，在80℃情況下，揮發(fā)物能被火星點燃，而且從較高溫度降低至常溫過程中，容易出現(xiàn)析晶現(xiàn)象，晶體不易脫落管壁，易溶于。

2 己內(nèi)酰胺的輸送

為確保己內(nèi)酰胺廢液安全處置，經(jīng)過專業(yè)部門的設計與土建，完成日儲存100t廢液廠房，日處理廢液0～50t，廢液入窯點為窯頭和分解爐，全部系統(tǒng)采用自動化控制。

3 處置該廢液過程中存在的問題

（1）設計時，輸送管道采用高溫塑料管道，實際生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)塑料管道軟化變形等現(xiàn)象，而且采用隔膜泵輸送過程中，由于脈沖的作用，導致塑料管道接口處振裂。

（2）氣動隔膜泵成本較高，內(nèi)部由聚四氟乙烯隔膜來回擠壓液體進行輸送，由于該液體在溫度降低過程中，產(chǎn)生結晶，隨液體進入隔膜泵后，損壞聚四氟乙烯隔膜。

（3）管道內(nèi)部結晶，導致管道橫截面積變小，垂直方向的管道底部和霧化管道進口處經(jīng)常被晶體堵塞。

4 處置過程中對回轉窯的影響

（1）SO3對水泥回轉窯的影響

己內(nèi)酰胺廢液中含有較高的硫含量，對于水泥回轉窯生產(chǎn)而言，硫含量的增加，將會導致一系列生產(chǎn)故障，我公司分解爐系統(tǒng)由低阻型五級旋風預熱器和帶分解管道的RSP型分解爐組成，在處置己內(nèi)酰胺廢液過程中，經(jīng)常出現(xiàn)C4、C5下料管堵料，分解爐錐部縮口部位和煙室頻繁積料，窯尾部位結圈等嚴重影響生產(chǎn)狀況。

積料中的SO3含量有相當高的比例，從現(xiàn)場處理情況看，煙室內(nèi)部的積料和鐘乳石相似。由于積料在高溫狀況下，物質(zhì)間的自由能處于平衡狀態(tài)，易于清理，一旦冷卻后，能級向低溫穩(wěn)定狀態(tài)轉移，致使物料開始硬化，對處理造成很大的困擾，同時，對熟料生產(chǎn)影響較大，由于窯內(nèi)嚴重缺氧，回轉窯電流平均在270A左右波動，熟料質(zhì)量不夠理想，窯內(nèi)窯皮出現(xiàn)倒喇叭狀形狀，改造時發(fā)現(xiàn)，三次風管幾乎3/4面積被堵。

為了徹底解決煙室積料及分解爐縮口積料問題，我公司主要提出兩個方案：

？回轉窯系統(tǒng)進行改造;

主要內(nèi)容：旋風筒掛件、下料管撒料箱、旋風筒進風口、C5下料管、煙室、三次風閥、窯頭罩、篦冷機頂部、喂煤系統(tǒng)、生料輸送系統(tǒng)等。

主要目的：提高回轉窯用風;

技改后，窯尾煙室負壓從平均-90pa下降至-130pa，三次風管負壓從-750pa增加至-650Pa左右，同時產(chǎn)能增加260t/d，窯頭罩溫度從900℃增加至1150℃，窯皮均勻，熟料質(zhì)量優(yōu)越，己內(nèi)酰胺廢液停止協(xié)同處置時，煙室無積料現(xiàn)象。

？采用高壓水槍處理煙室積料;

己內(nèi)酰胺廢液協(xié)同處置時，煙室積料明顯增加，煙室負壓變?yōu)楦脑烨柏搲籂顩r，而且員工每天需要2小時進行一次清理，工作量較大，我公司決定通過高壓水槍對煙室進行清理，利用水瞬間氣化，產(chǎn)生膨脹作用，將積料清除，經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，效果非常明顯，每天清理一次即可，快速而有效的解決了含硫較高廢液處置過程中對回轉窯的影響。

（2）溫度對窯的影響

由于己內(nèi)酰胺具有一定的熱值，窯頭和分解爐的溫度分布都會受到一定的影響，窯頭、窯尾噴入時，喂煤相應的需要降低，窯頭噴入時，窯頭罩溫度多在1200℃，分解爐噴入時，往往都是溫度呈倒掛狀態(tài)，由于切入點和霧化程度的影響，造成分解爐內(nèi)溫度場不均勻，C1溫度從350℃提高至370℃，經(jīng)過分析認為，造成C1出口溫度增高的原因是水蒸氣引起，溫度升高增加了窯尾鍋爐的蒸發(fā)量。結合實際生產(chǎn)狀況，總結出溫度對正常生產(chǎn)影響較小，有助于煤耗降低，經(jīng)過統(tǒng)計，協(xié)同處置己內(nèi)酰胺廢液時，可以使生產(chǎn)每噸熟料降低煤粉10kg。

（3）酸性氣體對回轉窯的影響

己內(nèi)酰胺廢液中含硫較高，內(nèi)部又含有較高的水分，在高溫情況下，形成酸性氣體，窯頭噴入時，很容易腐窯頭罩頂部澆注料和窯口澆注料，據(jù)統(tǒng)計，因協(xié)同處置己內(nèi)酰胺廢液造成窯頭罩和篦冷機澆注料脫落占總停機時間的32%，同時，對我公司窯頭鍋爐管道的腐蝕同樣非常嚴重，經(jīng)常造成省煤器內(nèi)部管道焊口漏水事故;分解爐噴入時，對整個系統(tǒng)響應較小，但對掛件存在一定的腐蝕，最終選擇分解爐處置效果最為理想。

（4）通風量的降低

己內(nèi)酰胺廢液中含有35%的水分，按照理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT和標況下理想氣體體積為22.4L/mol，進行計算，可知2瓶礦泉水進入分解爐后，溫度達到900℃時，體積增加至88瓶的數(shù)量，因此，己內(nèi)酰胺廢液進入分解爐后，回轉窯內(nèi)的用風明顯減小，C1出口負壓從-6100pa變動為-5800pa左右，影響到回轉窯的用風，生產(chǎn)過程中，將高溫風機轉速從830r/min調(diào)節(jié)為860r/min，電流從120A增加至126A，確?；剞D窯用風充足，在熟料質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，增加己內(nèi)酰胺廢液的處置量，才是當前生存之道。

（5）氮氧化物的環(huán)保排放

正常生產(chǎn)情況下，窯尾氮氧化物排放控制在≤300μg/m3，日平均200μg/m3，在協(xié)同處置過程中，己內(nèi)酰胺廢液中含有大量的氨根離子，每噸廢液中大約含有15%的硫銨，相當于每噸氨水中氨含量的三分之二?；剞D窯和分解爐中產(chǎn)生的大量氮氧化物氣體，經(jīng)過鵝形管處，被氨水降解，然后達標排放。己內(nèi)酰胺廢液從分解爐中部噴入后，氮氧化物日平均120μg/m3，氨水每天節(jié)省大約6t，實現(xiàn)協(xié)同處置的同時，降低生產(chǎn)成本。

5 總結

（1）己內(nèi)酰胺廢液屬于高濃度廢液，含有較高的SO3，對于水泥回轉窯而言，處理該種含硫較高的物質(zhì)，必須要確保窯內(nèi)通風良好，通過熟料將窯內(nèi)富裕的SO3帶出系統(tǒng)。

（2）對于水泥回轉窯而言，協(xié)同處置含有熱值的廢棄物有益于成本的降低，像己內(nèi)酰胺這種低熱值的廢液，對于高熱值的物質(zhì)需要不斷的摸索和總結。

（3）協(xié)同處置己內(nèi)酰胺廢液可以降低氨水的損耗，降低氮氧化物對環(huán)境的污染，同時降低生產(chǎn)成本。

（4）協(xié)同處置己內(nèi)酰胺廢液過程中，由于水份進入，導致窯尾大布袋的負荷提高，尾排煙囪水氣明顯增加，確保達標排放的前提下，不斷攻克技術難關，實現(xiàn)轉型升級。