[发明专利]兼顾脱硝的水泥窑处置半固态废物的预处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼顾水泥窑烟气脱硝的水泥窑处置半固态废物的预处理装置。

本发明还涉及利用上述装置在水泥窑处置半固态废物的预处理过程中添加脱硝还原剂以兼顾水泥窑尾气氮氧化物减排的方法。

背景技术

随着社会经济发展及人们环保意识觉醒，水泥工业迅猛发展的同时，也肩负越来越多的环保重任。一方面，水泥工业是大气污染物的重要排放源，是氮氧化物排放大户，水泥窑节能减排势在必行。另一方面，水泥窑在废物处置方面有巨大潜力，比传统废物处置方式具有明显优势，越来越受到各方面重视。

首先，水泥工业氮氧化物减排任务艰巨。近年来，我国水泥工业已成为氮氧化物排放第三大户，贡献了10％的总排放量。“十二五”时期，水泥窑烟气脱硝工程被列为“十二五”环境保护重点工程，排放总量要削减10％。2014年实施的最新《水泥工业大气污染物排放标准》中，将氮氧化物排放限值从800mg/m³降到了400mg/m³，特别排放限值最低为300mg/m³(采用独立热源烘干设备)。国家相关政策要求2015年水泥行业氮氧化物排放量控制在150万吨；对新型干法窑降氮脱硝，新、改、扩建水泥生产线综合脱硝效率不低于60％。严峻的环境形势和严格的环保标准将极大促进水泥工业氮氧化物减排技术的应用和推广，也考验着水泥企业创新能力。

与此同时，水泥工业绿色转型的一个重要途径是协同处置废物。水泥窑是发达国家处理固体废物的重要设施，得到了广泛的认可和应用，在我国也越来越得到肯定和重视。利用水泥回转窑燃烧温度高、物料停留时间长、负压状态运行、工况稳定等特点，能有效对各种有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性的危险废物进行降解，而且处置过程不产生废渣、热能利用充分，甚至能取代部分燃料和原料。这种处置方式避免了传统高温焚烧的高成本和二次污染问题，因而被国际公认为处置工业废物的最有效方法。

在此背景下，水泥窑NOx减排和利废方面的环保技术得到了长足发展，但同时也遇到了一些技术瓶颈。

氮氧化物减排方面，目前主要有两大措施，分别是推广低氮燃烧改造和安装烟气脱硝装置。选择性非催化还原(SNCR)是水泥行业已投入商业运行最成熟的脱硝技术。该技术在不采用催化剂的情况下，把氨水或者尿素等还原剂喷入高温烟气中，将氮氧化物还原为N₂和H₂O，脱硝效率为40％-70％。SNCR在投资、建设周期、脱硝效率等方面综合效果最好，适用于水泥行业脱硝项目。目前，虽然SNCR烟气脱硝技术应用较多，但脱硝效率不高、氨逃逸较多是其缺陷。该技术烟气和还原剂必须充分混合才能发挥好的脱硝效果，而且必须在短时间内混合充分，否则会降低选择性。另外，还原剂消耗很大，无论是氨水还是尿素，都要配成一定浓度的溶液喷射入分解炉，由此引入的水会增加燃料消耗。

废物处置方面，利用水泥窑协同处置技术处理半固态工业废物(如漆渣、污泥、油墨等)具有一定的困难。此类废物具有含大块杂物、易干结成块、粘稠等特性，容易对常规的废物入窑输送设备造成堵塞，且无法实现物料连续均一入窑，致使输送设备运转率低；同时，此类废物的化学组成有较大波动，致使废物的组分前后差异较大，直接入窑会影响水泥熟料烧成质量。因此，水泥窑协同处置此类废物时必须采取合理的预处理措施。

公开号CN200710037748.9的发明专利公开了一种含有半固态废物的预处理方法，将固态、半固态、液态废物分类并分别选择不同工艺进行前期处理，前期处理工艺包括加温稀化、破碎等，不同种类废物按照一定的比例进行搅拌混合、挤压成型等处理，最终得到块状固体产物入炉焚烧。该处理方法可得到组分均匀产物，但存在半固态废物掺量较低、处理成本较高等缺点。

公开号CN3143479.7的发明专利公开了一种利用水泥回转窑来处理危险废物的方法，对于半固态危险废物，可将其包装在容器内，并借助特殊的废物输送装置，将其射至水泥窑内的预定区域进行焚烧，但由于各批次废物成分差别较大，且在容器中易发生爆炸，因此对水泥回转窑及熟料质量产生较大影响。