新型干法水泥窑协同处置村镇生活垃圾的研究

摘要

在对广西全区村镇生活垃圾和水泥熟料生产线分布调研的基础上，提出利用新型干法水泥窑协同处置村镇生活垃圾的新模式。本研究以4500 t/d新型干法水泥窑生产线为依托，对生活垃圾简单预处理之后，由上料设备喂入三次风管末端，被三次风带入分解炉中彻底焚烧;监测和探讨了在水泥窑系统中定量掺烧20、50和80 t/d生活垃圾过程中对水泥窑工况参数及产量，水泥熟料质量和污染物排放情况的影响。主要研究成果如下:
　　(1)村镇生活垃圾的含水量大，热值低。垃圾灰分含硅量最高，其次是钙、铁、铝，与煤灰的化学成分相似。
　　(2)水泥窑掺烧80 t/d范围内的村镇生活垃圾可降低单位水泥熟料的热耗，且不影响水泥熟料的产量。当掺烧量为80 t/d时，与未掺烧生活垃圾的热耗相比降低了10％。
　　(3)掺烧一定量的生活垃圾会引起水泥窑系统的瞬时温度和负压波动增大，特别是掺烧生活垃圾的量为50 t/d时影响较大，但喂料稳定后瞬时温度与负压又恢复正常，生产工况的各参数波动仍处于可控范围之内;同时对水泥窑系统各监测点的平均温度和负压几乎无影响，且未显示出对窑内衬材料造成结皮的危害。
　　(4)水泥窑掺烧生活垃圾后生产的水泥熟料的石灰石饱和系数(KH)略为降低，硅率(SM)和铝率(IM)变化不大。生活垃圾的掺烧可能导致水泥28 d强度的略为降低，但仍符合国家现行标准通用硅酸盐水泥中P·I42.5水泥的要求。
　　(5)采用ICP-MS分别对生活垃圾灰分和水泥熟料中14种重金属含量进行了检测。生活垃圾中含量最多的为铬、锰、镍、铅，在水泥窑内强氧化环境和碱性气氛等条件下经高温煅烧后，最终大部分重金属被固定到水泥熟料当中。
　　(6)掺烧80 t/d范围内的村镇生活垃圾不会增加水泥窑窑尾排放烟气中NOX、 SO2和颗粒物的含量。烟气颗粒物中可挥发性重金属含量会随生活垃圾掺烧量的增大而增加，而难挥发性重金属在颗粒物中的含量很低，且均符合国家现行标准。
　　(7)生活垃圾掺烧量为80 t/d时，水泥窑系统窑尾烟气中二噁英的浓度经检测为0.0040 ng TEQ/Nm3，远远低于国家现行标准的0.100 ngTEQ/Nm3。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 村镇生活垃圾概述

1．1．1 村镇生活垃圾的定义、分类和危害

1．1．2 村镇生活垃圾的特点

1．1．3 村镇生活垃圾及其处理研究现状

1．2 水泥窑协同处置生活垃圾国内外研究现状

1．2．1 水泥窑处置生活垃圾模式

1．2．2 对水泥窑系统的危害研究

1．2．3 对水泥熟料品质的影响研究

1．2．4 对水泥窑污染物排放的影响研究

1．2．5 水泥窑中重金属的迁移转化研究

1．3 研究背景、路线及意义

1．3．1 研究背景

1．3．2 研究内容

1．3．3 研究目的和意义

第二章 试验内容

2．1 广西村镇生活垃圾的现状调研

2．2 村镇生活垃圾的预处理

2．3 生活垃圾的特性分析

2．4 水泥窑协同处置生活垃圾试验

2．5 在线监测数据的采集与处理

2．6 样品的采集与检测

2．6．1 水泥熟料的采集与P·I型水泥的制备

2．6．2 质量检测数据的采集

2．6．3 烟囱颗粒物的采集与检测

2．6．4 重金属的测定方法

2．6．5 二噁英检测样品的采集与检测

第三章 掺烧生活垃圾对水泥窑系统稳定性的影响

3．1 对窑系统温度的影响

3．2 对窑系统负压的影响

3．3 水泥窑结皮风险评价

3．4 本章小结

第四章 掺烧生活垃圾对水泥熟料的影响

4．1 水泥熟料产量

4．2 水泥熟料质量

4．2．1 水泥熟料矿物组成

4．2．2 水泥熟料的物理性能

4．3 重金属在水泥熟料中含量分析

4．4 本章小结

第五章 掺烧生活垃圾对窑系统污染物排放的影响

5．1 对水泥窑常规检测污染物的排放影响

5．2 对烟气颗粒物中重金属的排放含量影响

5．3 烟气中二噁英的分析

5．3．1 二噁英的形成机理及防控措施

5．3．2 窑尾烟气中二噁英的含量分析

5．4 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 主要结论

6．2 建议

参考文献

致谢

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