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污染土壤水泥窑共处置技术案例

2017年02月23日作者:环境修复部来源:北京金隅红树林环保技术有限责任公司

1 水泥窑协同处置技术简介

水泥窑焚烧技术是利用水泥窑中的高温,将土壤中的有机物焚烧成为无毒无害的CO2H2O。水泥窑焚烧目前主要应用于现有的具有先进工艺技术装备的新型干法水泥生产线,其技术原理是利用水泥回转窑内的高温、气体长时间停留、热容量大、热稳定性好、碱性气氛、无废渣排放等特点,在生产水泥熟料的同时,焚烧处理污染土壤,既可有效节省资源,又能保护环境,具有良好的经济、社会效益。

污染土壤属于高灰分、低热值的无机废物,且含有一定量的有毒有机成分。适用于水泥窑处置的污染土壤,一般是污染浓度较高,需要作彻底处理的废物。水泥窑协同处置技术适用于有机污染土壤及大部分重金属污染土壤处置。目前水泥窑协同处置技术是化工农药、焦化类污染土壤修复的主流技术。

以下为北京金隅红树林环保技术有限责任公司在2007年实施的北京某涂料厂的项目案例: 

处置方式

水泥窑共处置

修复开始时间

2007

场地名称

北京某涂料厂

合同额

1.28亿元

主要污染物

六六六、DDT

修复周期

3

污染土方量

255000m³

月均处置量

7000m³/

土壤中污染物最高浓度

2210mg/kg

修复效果

达到场地评价修复目标标准

 

说明: 未命名

2水泥窑协同处置的技术优势

目前我国主要采用水泥回转窑对污染土壤进行焚烧处置,此类技术在发达国家广泛应用。水泥回转窑处理土壤类废物具有很大的优越性,主要体现在以下几个方面:

1)焚烧温度高。水泥回转窑内物料温度高达1450,气体温度则高达1750左右。在水泥窑内的高温下,废物中的毒性有机物将产生彻底的分解,焚毁去除率可达99.99%以上,实现废物中有毒有害成分的彻底摧毁解毒

2)停留时间长。水泥回转窑是一个旋转的筒体,一般直径3.0-5.0,长度45-100,以每小时100-40转的速度旋转,焚烧空间很大,废物在回转窑高温状态下停留时间长。根据一般统计数据,物料从窑头到窑尾总的停留时间在40分钟左右;气体在温度高于950以上的停留时间大于8秒,高于1300以上停留时间大于4秒,可以使废物长时间处于高温之下,更有利于废物的燃烧和彻底分解。

3)焚烧状态稳定。水泥回转窑焚烧系统由金属筒体、窑内砌筑的耐火砖以及在烧成带形成的结皮和待煅烧的物料组成,热惯性很大,燃烧状态稳定,而且新型回转式焚烧炉运转率高,一般年运转率大于90%,不会因为废物投入量和性质的变化,造成大的温度波动而影响焚烧效果。

4)良好的湍流。水泥窑内高温气体与物料流动方向相反,湍流强烈,有利于气固相的充分混合、传热传质与热化学反应的进行。

5)废气处理效果好。水泥工业烧成系统和良好的废气处理系统使燃烧之后的废气经过较长的路径进入冷却和收尘设备,污染物排放浓度较低。

6)没有废渣排出。在水泥生产的工艺过程中,只有生料和经过煅烧工艺所产生的熟料,收尘器收集的飞灰返回原料制备系统重新利用,没有废渣排出。

3水泥窑协同处置工艺流程

水泥窑处理污染土壤,先要对污染土壤的成分进行化验分析,根据化验分析的结果,结合水泥生产的要求,确定单位时间的焚烧量,进入水泥窑内进行锻烧。本项目中利用水泥窑焚烧的污染土壤,主要污染物为多环芳烃。水泥窑内气体温度和物料温度分别高达17501450,而且气体(>1100)通过时间长,可长达4秒以上。在这种高温及长时间的停留状态下,多环芳烃可以被彻底焚毁。另外,熔融状态的水泥熟料经急速冷却,不具备再次生成二恶英的条件。水泥的配料之一是粉煤灰,污染土壤的成分与其近似,可以部分替代水泥的原料粉煤灰,最后锻烧为水泥的熟料。

污染土壤从窑尾烟气室进入水泥回转窑,窑内气相温度最高可达1800,物料温度约为1450,气体(>800)停留时间长达20s以上,完全可以保证污染土壤中的有机物完全燃烧和彻底分解。在水泥窑的高温条件下,污染土壤中的有机污染物迅速蒸发和气化,高温气流与高温、高细度、高浓度、高吸附性、高均匀性分布的碱性物料(CaOCaCO3SiO2Al2O3Fe2O3等)充分接触,有效地抑制酸性物质的排放,使得SO2Cl等有机化学成分化合成无机盐类固定下来。


编辑:治废专家02

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