CN1247841A

CN1247841A - 以城市垃圾做原料,用干法预热器窑烧制水泥的方法

Info

Publication number: CN1247841A
Application number: CN99119739A
Authority: CN
Inventors: 陈华魁; 江瑞莲; 朱克文; 朱文捷; 朱剑峰; 陈志�; 陈燕; 陈青
Original assignee: 陈华魁
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2000-03-22

Abstract

本发明为一种以城市垃圾做原料,用干法预热器窑烧制水泥的方法,本方法分为四个步骤,分选后的无机成分,除去金属,余下全作水泥原料,将其送入焚烧炉煅烧为垃圾灰,生成废气也在立筒预热器系统中经过高温CaO的吸收,将有害气体变为无害物,烧完的垃圾灰一部分送干法原料磨和其他配料配成生料;另一部分送到水泥磨头仓和水泥一同粉磨作为水泥的混合材,系统所用燃料为煤粉,供给烧煅炉和回转窑,此方法是一种变废弃物为再生资源的有效途径。

Description

以城市垃圾做原料，用干法预热器窑烧制水泥的方法

本发明涉及一种以城市垃圾做原料，用于法预热器窑烧制水泥的方法，属于生活垃圾处理及水泥生产技术领域。

现有的城市垃圾处理方法有露天堆放、填埋、焚烧等方法、露天堆放和填埋，占地面积大，且造成地面和地下水污染，正逐步取消和限制此种方法；目前采用焚烧法较多，但焚烧的烟气中含有Cl₂，F₂，SO₂等有害成分，污染大气，焚烧后的垃圾灰中也存在有害物质，而且垃圾灰量也很大，找不到适当的用途而大量占用农田。

本发明的目的是提供一种以城市垃圾做原料，用干法预热器窑烧制水泥的方法，因为水泥回转窑内温度可达1500℃左右，在这种高温环境中，垃圾中有害物质，大都会分解，水泥原料及垃圾灰中存在大量的CaO，在高温下CaO是很好的吸收剂，能将有害气体Cl₂，F₂，SO₂气吸收，生成CaCl₂，CaF₂，和CaSO₄，这样使废气中只含有常规粉尘和废气，有害气体极少，而垃圾灰的成分，根据所含物质的成分计算，相当于天然矿物长石成分，完全可调整配料，配成常规的硅酸盐水泥生料成分；而其中间如果有点有害成分，也可以在水泥水化和固化过程中固化在混凝土中，不会造成危害。所以城市垃圾作原料，用干法预热器窑烧制水泥，能彻底处理掉城市垃圾。

为达到上述目的，本发明的实施方案如下述：

首先将城市垃圾经人工选，风选、磁选，金属类送冶炼厂，余下的主要物质有：砂子、陶瓷、玻璃、炉灰、混凝土、黄土、砖，耐火材料等物质，除可燃物外，经计算其成分大致为：

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₂	CaO	MgO	SO₃	Cl^-(氯化物)
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₂	CaO	MgO	SO₃	Cl^-(氯化物)	40～60％	10～20％	5-10％	20～60％	1～5％	2-8％	2-10％

以上大致相当于是长石成分，很适合作为水泥原料。以下参见附图1，以城市垃圾做原料，用干法预热器窑烧制水泥的工艺流程图，步骤如下：

1.将分选后的无机物除去金属，余下全作水泥原料，首先送入焚烧炉(1)，经用煤粉当燃料焚烧，生成的废气经排风烟道(2)进入立筒预热器(3)，依次经过II级旋风筒(4)，I级旋风筒(5)，增湿塔(6)，排风机(7)，电收尘器(8)进入烟囱(9)、排至大气。在气体通过的全部设备和管道中，由于有大量的CaO颗粒、且温度高，活性大，路线长，与垃圾焚烧产生的有毒气体硫、氯、氟作用，变成无毒的CaCl₂，CaF₂，和CaSO₄。

2.垃圾在焚烧炉中焚烧生成的垃圾灰，分别送至原料磨头仓(10)和水泥磨头仓(11)；送至原料磨头仓(10)的垃圾灰，与石灰石；粘土、铁粉配合，经计量，送入干法原料磨(12)，垃圾灰的加入比例，按重量计为20～60％，根据生料成分要求，变化上述比例范围，经粉磨的原料粉送到气力提升泵(13)，然后按次序进入I级旋风筒(5)，II级旋风筒(4)和立筒预热器(3)，最后送进回转窑(14)；在窑中经1400℃～1600℃烧成熟料，流入冷却机(15)，最后送至水泥磨头仓(16)。

3.烧成的水泥熟料，经计量加入适量石膏和从焚烧炉(1)送来的5～15％的垃圾灰，混合进入水泥磨(22)磨成水泥。

4.燃料系统：原煤送到煤磨磨头仓(17)，喂入煤磨(18)，出煤磨煤粉送到煤粉仓(19)，其中一部分经喂料机(20)喂入焚烧炉(1)内煅烧垃圾，另一部分经喂料机(21)喂入回转窑窑内煅烧水泥。

流程图中全套系统均为水泥常规流程，常规设备，只将垃圾的处理系统引入水泥制造流程，作为原燃料利用，既处理了垃圾又增产了水泥，降低了水泥成本，又经高温CaO在此过程中吸收了有毒气体，变为无害的水泥成分。

制成的水泥成分范围如下：

SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	SO₃	12～20％	8～15％	2-7％	50～65％	0.5～1％	3-8％

制成的水泥符合水泥标号中国标准425^#，525^#和625^#三种，为普通硅酸盐水泥，早强水泥和水工水泥，可用于城市下水工程，农村排水工程，地下基础工程，公路、铁路工程等。

本发明的优点为：

1.用城市垃圾作为原料烧水泥是一种变废弃物为再生资源的有效途径，而且生产的水泥可达到普通硅酸盐和早强水泥的水平，可制南425^#、525^#、625^#三种符合水泥标号中国标准的水泥。

2.在水泥回转窑煅烧系统中，温度可达1400℃～1600℃，而且在这种高温环境下，原料中的CaO，活性高，作为化学吸收剂可和烧垃圾产生的有害气体Cl₂，F₂，SO₂产生化学反应生成CaCl₂，CaF₂和CaSO₄等无害成分；垃圾灰成分如表1所示，重金属及有害元素含量都未超过水泥原料允许范围。而如有少量有害物如铬，使用中也可固化在混凝土中不会造成危害。

3.以垃圾作原燃料，以干法预热器窑烧制水泥全系统都与水泥常规流程，常规设备，不增加任何新设备，新技术，可大大降低原燃料成本。

4.以北京为例，每日产生生活垃圾量为13000吨，如用6条φ3.5×60米回转窑生产线，每条生产线处理垃圾(未筛选的原状垃圾)为2200吨/日，六条线为13200吨/日，能完全处理掉北京市的生活垃圾，且能每日生产6000吨水泥。

附图说明：图1为城市垃圾做原料，用干法预热器窑烧制水泥的工艺流程图。

城市生活垃圾经筛选除去其它工业能用的物质后，可全部供给水泥厂，因筛选时已经破碎，可先进行密封堆放，然后经自动计量由皮带输送机送至焚烧炉内，被吹进的粉煤加热，炉温可达1200℃，垃圾中的有害物被氧化，有些分解温度更高的有害物，尚留在垃圾灰中，此时出炉废气约1000℃左右，进入窑尾系统与回转窑的废气一起处理，先后经过立筒预热器；II级旋风筒；I级旋风筒，与系统中的高温高浓度吸收剂CaO作用，使垃圾废气中的氯气、氟气和二氧化硫气体生成无害的氯化钙、氟化钙和硫酸钙，这些物质被后面的增湿塔与电收尘器收下，排除无毒废气。在焚烧炉(1)烧过的垃圾灰，经配料粉磨后，和电收尘器收下的粉尘，经计量后，和其它原料一起喂入窑尾，经预热进入窑内，窑内煤粉燃烧温度为1400℃～1600℃，将生料烧至半熔状态，停留时间约半小时，细菌、病毒可全部消灭、垃圾灰中存留的有毒矿物，在高温中重新分解，并组成新的物质，个别有毒物，如Cr(铬)，不与别的物质产生作用，最后使用时，加水变成混凝土，固化在混凝土中，对人类不会再有什么危害。

Claims

1.一种以城市垃圾做原料，用干法预热器窑烧制水泥的方法，步骤如下：

1)将分选后的无机物，除去金属后，全作为水泥原料，首先送入焚烧炉(1)，经用煤粉作燃料焚烧，生成的废气经排风烟道口(2)进入立筒予热器(3)，依次经过II级旋风筒(4)，I级旋风筒(5)，增湿塔(6)，排风机(7)，电收尘器(8)，进入烟囱(9)，排至大气，在气体通过的全部设备和管道中，由于有大量的CaO颗粒，且温度高，活性大，路线长，与垃圾焚烧产生的有毒气体，氯、氟、硫作用变成无毒的CaCl₂、CaF₂，和CaSO₄

2)上述在焚烧炉中生成的垃圾灰，分别送至原料磨头仓(10)和水泥磨头仓(11)；送至原料磨头仓(10)的垃圾灰，与石灰石，粘土，铁粉配合，经计量，送入干法原料磨(12)，垃圾灰的加入比例，按重量计为20～60％，根据生料成分要求，变化上述比例范围，经粉磨的原料粉送至气力提升泵(13)，然后，依次进入工级旋风筒(5)，II级旋风筒(4)和立筒预热器(3)，最后送至回转窑(14)，在窑中经1400℃～1600℃烧成熟料，流入冷却机(15)，最后送入水泥磨头仓(16)。

3)烧成的水泥熟料，经计量加进适量石膏和从焚烧炉(1)送来的5～15％的垃圾灰，混合进入水泥磨(22)磨成水泥；

4)燃料系统：原煤送到煤磨磨头仓(17)，喂入煤磨(18)，出煤磨煤粉送到煤粉仓(19)，其中一部分经喂料机(20)喂入焚烧炉(1)内煅烧垃圾灰，另一部分经喂料机(21)喂入回转窑中煅烧水泥。