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土壤修復技術之水泥窯協同處置技術

2016-12-21 來源: 中國振動機械網
  1.技術原理   利用水泥回轉窯內的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩定性好、堿性環境、無廢渣排放等特點,在生產水泥熟料的同時,焚燒固化處理污染土壤。有機物污染土壤從窯尾..

  1.技術原理

  利用水泥回轉窯內的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩定性好、堿性環境、無廢渣排放等特點,在生產水泥熟料的同時,焚燒固化處理污染土壤。有機物污染土壤從窯尾煙氣室進入水泥回轉窯,窯內氣相溫度最高可達1800℃,物料溫度約為1450℃,在水泥窯的高溫條件下,污染土壤中的有機污染物轉化為無機化合物,高溫氣流與高細度、高濃度、高吸附性、高均勻性分布的堿性物料(CaO、CaCO3 等)充分接觸,有效地抑制酸性物質的排放,使得硫和氯等轉化成無機鹽類固定下來;重金屬污染土壤從生料配料系統進入水泥窯,使重金屬固定在水泥熟料中。

  2.使用條件

  適用于污染土壤,可處理有機污染物及重金屬。

  不宜用于汞、砷、鉛等重金屬污染較重的土壤,由于水泥生產對進料中氯、硫等元素的含量有限值要求,在使用該技術時需慎重確定污染土壤的添加量。

  3.技術路線

  (1)技術路線

  

  (2)關鍵技術參數

  影響水泥窯協同處置效果的關鍵技術參數包括:水泥回轉窯系統配置、污染土壤中堿性物質含量、重金屬污染物的初始濃度、氯元素和氟元素含量、硫元素含量、污染土壤添加量。

  1)水泥回轉窯系統配置:采用配備完善的煙氣處理系統和煙氣在線監測設備的新型干法回轉窯,單線設計熟料生產規模不宜小于2000 噸/天。

  2)污染土壤中堿性物質含量:污染土壤提供了硅質原料,但由于污染土壤中K2O、Na2O 含量高,會使水泥生產過程中中間產品及最終產品的堿當量高,影響水泥品質,因此,在開始水泥窯協同處置前,應根據污染土壤中的K2O、Na2O 含量確定污染土壤的添加量。

  3)重金屬污染物初始濃度:入窯配料中重金屬污染物的濃度應滿足《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》(HJ622)的要求。

  4)污染土壤中的氯元素和氟元素含量:應根據水泥回轉窯工藝特點,控制隨物料入窯的氯和氟投加量,以保證水泥回轉窯的正常生產和產品質量符合國家標準,入窯物料中氟元素含量不應大于0.5%,氯元素含量不應大于0.04%。

  5)污染土壤中硫元素含量:水泥窯協同處置過程中,應控制污染土壤中的硫元素含量,配料后的物料中硫化物硫與有機硫總含量不應大于0.014%。從窯頭、窯尾高溫區投加的全硫與配料系統投加的硫酸鹽硫總投加量不應大于3000mg/kg。

  6)污染土壤添加量:應根據污染土壤中的堿性物質含量、重金屬含量、氯、氟、硫元素含量及污染土壤的含水率,綜合確定污染土壤的投加量。

  (3)配置設備及藥劑

  水泥窯協同處置主要由土壤預處理系統、上料系統、水泥回轉窯及配套系統、監測系統組成。

  土壤預處理系統在密閉環境內進行,主要包括密閉貯存設施(如充氣大棚),篩分設施(篩分機),尾氣處理系統(如活性炭吸附系統等),預處理系統產生的尾氣經過尾氣處理系統后達標排放。

  上料系統主要包括存料斗、板式喂料機、皮帶計量秤、提升機,整個上料過程處于密閉環境中,避免上料過程中污染物和粉塵散發到空氣中,造成二次污染。

  水泥回轉窯及配套系統主要包括預熱器、回轉式水泥窯、窯尾高溫風機、三次風管、回轉窯燃燒器、篦式冷卻機、窯頭袋收塵器、螺旋輸送機、槽式輸送機。

  監測系統主要包括氧氣、粉塵、氮氧化物、二氧化碳、水分、溫度在線監測以及水泥窯尾氣和水泥熟料的定期監測,保證污染土壤處理的效果和生產安全。

  4.技術成本

  處理周期與水泥生產線的生產能力及污染土壤添加量相關,而污染土壤投加量又與土壤中污染物特性、污染程度、土壤特性等有關,一般通過計算確定污染土壤的添加量和處理周期,添加量一般低于水泥熟料量的4%。國內的應用成本為800-1000 元/m?。

  5.修復效果

  國外發展較成熟,廣泛應用于危險廢物處理,但應用于污染土壤處理相對較少。國內已有工程應用。


本文關鍵詞:

水泥回轉窯

責任編輯:劉麗娟
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