几类危险废弃物水泥窑协同处置工艺初步设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1设计目的和意义

危险废物包含固、液、气等俱全的危险废物、工业废料，它们的长期堆放不仅浪费了资源占压了大量的土地，而且污染了水源土壤和周围的空气，严重影响了城市的生态环境和居民的生命财产安全。

一、危险废物占用土地

危险废物的长期堆放占压了大量的生活用地和建筑用地以及大量的林地和耕地。大量危险废物未经有效处理处置而直接进入环境，已经成为环境领域亟待解决的重大问题；2010年我国混凝土年产量达到65亿/m3，需要运输车辆超过6500万辆/次。按每车残留300kg计算，残余混凝土达到2000万吨，2010年后我国每年将要排放近亿吨燃煤电厂烟气脱硫的副产品脱硫石膏，同时每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏4000多万吨。随着中国城镇污水处理设施的高速建设，危险废物产量急剧增加，这些危险废物不仅破坏了居民生活环境，还引发了一系列的社会和自然问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究基本内容及目标

2.1.1研究内容

一、工艺比选

表2-1各种处理方法的比较

今随着人们对雾霾的厌恶和对环境的进一步要求，废物再利用得到不断的突破。水泥回转窑在处理危险废物上表现出优越的潜力，不仅可以解决废物的污染，还具有降低燃烧费用及生产成本等诸多优势。水泥回转窑在处理危险废物中有如下优势。

1、水泥行业可以利用大量废物，是因为水泥行业本身是一种耗用大量能源的工业，除了燃料、石灰石、粘土等消耗也很大，一般116吨原料才能生产出1吨水泥，而1吨燃煤能生产612吨水泥。一个日产2000吨熟料的干法生产线来说，每年消耗的原料和燃料近百万吨，所以水泥窑利用废物的潜力十分巨大。

2、水泥回转窑内的物料温度在1450℃-1550℃，而气体温度则高达1700℃-1800℃。在高温下，废物中有毒有害成分彻底的分解，而焚烧炉内烟气和物料温度只能达到1200℃-850℃。

3、水泥回转窑是一个热惯性很大、十分稳定的燃烧系统。它由回转窑金属筒体、窑内砌筑的耐火砖以及在烧成带形成的结皮和待煅烧物料组成，质量巨大，而且耐火材料具有隔热性能，不会因为废物投入量和性质的变化而造成大的温度波动，系统易于稳定和控制。

4、生产水泥采用的原料成分决定了回转窑内是碱性气氛，有效地抑制酸性物质的排放，使得二氧化硫等化学成分化合成盐类固定下来，减少或避免了一般燃烧后产生二噁英的现象。

5、焚烧所产生的灰烬将随水泥产品一起排出，能做到污染零排放；在焚烧过程中，废物所含的热值将被充分利用，可替代部分燃煤，节约能源。

6、当处理危险废物的工艺同时包括一种产品的制造时，就要考虑到处理的过程中对于产品质量的影响，以及在更长的时间内会不会产生二次污染的问题。而经过调查发现，利用水泥回转窑处理危险废物对水泥质量几乎没有影响。

二、工艺流程

具体处置流程为：危险废物经过运输、接收、储存和预处理中心通过入窑设备进入回转窑直接焚烧代替部分原煤，不可燃危险废物、酸碱废物直接与石灰石一起经过破碎后作水泥熟料原材料进入回转窑煅烧形成熟料。

根据市场调研情况，危险废物来料原始物理状态不外乎固态、半固态和液态的物品、物质，本项目危废预处理分两条工艺线，即固体(含纤维状)危废、半固体（浆状）预处理工艺线和液状危废工艺线。

首先是对危险废物的分类，分类后按类别设计。

①固体、半固体危废处置流程

为避免混入放射性工业废物进厂后进入水泥窑，固体（含纤维状、粉状固体）、半固体（浆状）危险废物由密闭式汽车运进厂后，首先会检测其运输来源，待实行台帐记录并向签署过协议的危废产生方或承运方确认无误后，方可让其通过地中衡称其重量。

危险废物进厂后，首先要根据废物产生单位提供的信息对废物组成和特性进行分析，不相容的废物分区储存（危废储存区采用活动混凝土挡墙分区，可根据危废存量情况对分区数量和范围进行灵活调整），分开处理和处置。对于无法获得确切成分的废物，在储存和处理处置过程中有可能与其他废物接触或混合的，需先进行相容性试验，若不相容，则需严格控制其分开储存和处置，防止其相互接触。

处理时由密闭自卸车运至危废预处理车间接收池封闭门前，封闭门开启后，密闭式自卸车将其中同类危废卸入接收池中。

根据接收池中危险废物的不同类别进行预处理和处置，具体方法如下：

图2-1固体、半固体工业危险废物预处理方式图

对于GRⅠ、GRⅡ、GRⅢ类危废，由于其一般都是粒径较大或者有大的包装的物质，因此需要破碎工序。由提升重量为5t的抓斗将卸料坑内的危废抓起，投入至中转池旁的破碎机（破碎能力40t/h）中，将粒径破碎至50mm以下，用除铁器选出其中的金属等不可燃物，制成块状固体可燃物（CSC），破碎后经由V型胶带输送机运输至中转池中。不可燃物单独收集后破碎入窑掺烧协同处置。

对于GRⅣ、GRⅤ类废物，通过抓斗抓取后放至混合池旁的双轴螺旋输送机中，通过双轴混合机后进入混合池中，将其按一定比例混合均匀，控制混合物的含水率和外观性状在适宜运输和处置的状态，制成粉末状固体可燃物 (FSC)。

通过抓斗将处理后的可燃物产品抓取至储存池中暂存，待要处理时用抓斗将物料抓取至两条液压式推动卸料装置的定量给料机生产线中，经由V型胶带输送机输送至原有RDF入窑机械输送通道中，最终进水泥窑窑尾分解炉协同处置。

②液态危废处置工艺

液态危险废物处置流程工艺如下：

图2-2液体工业危险废物预处理方式图

在确定这些处置流程后，开始对水泥窑进行设计，同时考虑废气处理以及污水处理方案，再对废气处理及污水处理设施进行设计。

对于POPs/化学瓶，根据包装袋进行区分，再投入分解炉中焚烧处置。同类物质作为一批次处置，以免不同物质同时投入窑内时发生反应。控制投入量使其对窑工况不产生影响。

对于桶装液废（LIQs），用叉车将其倒入倾倒池，再通过泵送转入特制的玻璃钢储罐中进行混合搅拌和储存。对于槽罐车运来的液废，用泵将其从罐车直接转入特制的玻璃钢储罐中储存。高热值液废（≥1500kcal/kg）和低热值液废（＜1500kcal/kg）在储罐中按一定比例混合搅拌后制成液态可燃物（LC），储罐中的液态可燃物通过泵打入分解炉焚烧处置。危废储罐外围做收集池将储罐包围，以收集消防废水和意外事故产生的漏液，倾倒池和危废储罐均做排气系统，装载作业时进行抽风将废液挥发气体收集送至水泥窑焚烧处置。

2.1.2研究目标

使水泥窑能正常运行，且产值不减，同时在其运行过程中对环境的影响满足国家规定，使各种气体排放指标均与处置危险废物前差别不大，远低于相关标准规定的数值。危废焚烧后的残渣进入水泥熟料中，其主要有害物—重金属固溶在熟料矿物中，经过水泥的水化反应重金属被牢牢的包裹在水化产物之中。水泥产品的重金属浸出浓度值很低，尤其是对人体有害的As、Pb、Cd、c艘出液含量远小于国家标准，不会对环境和人类的健康造成伤害。

2.1.3研究步骤及措施

通过查阅相关文献以及导师所给的相关资料，仔细阅读，确定自己设计的基本步骤，然后按照步骤进行设计，在设计过程中对自己有疑惑的地方做记号，并及时向老师请教，并对自己之前的设计进行修改，在有一定理论基础后开始画图，画工艺流程图以及相关构筑物的结构图，并参考与本设计相关实体工程的设计图，进行比较，对自己的设计图纸进行修改，最后拿给导师进行修改，在图纸与设计说明书都完成后，交给导师，听取导师的意见后再次修改，直到自己与导师都满意为止。

3. 研究计划与安排

一、2016.03.07-2016.03.20查阅相关文献资料，明确设计工作内容，计

划进度，完成开题报告，答辩；

二、2016.03.21-2016.05.15工艺比选，优化设计方案，优化方案设计，图

4. 参考文献（12篇以上）

[1]中华人民共和国国家环境保护标准，水泥窑协同处置固体废物环境保护技

术规范（hj662-2013）

[2]水泥窑协同处置固体废物污染控制标准（gb30485-2013）