利用水泥回转窑来处理危险废物的方法 本发明是申请号为00111640.1、申请日为2000年1月31日、题为“利用水泥回转窑来处理危险废物的方法”的分案申请。
【技术领域】
本发明涉及利用水泥回转窑来处理危险废物的方法。
背景技术
所谓危险废物，是指根据国家同一规定的法规，鉴别认定的具有毒性、易燃性、易爆性、腐蚀性、化学反应进行性等性质的，对人体健康和环境能造成危险的废物。
危险废物的合理处理，对保护环境、防止污染和造福人类具有极其重要的意义。在我国，目前对危险废物的主要处理方法有：
1.作为乡镇企业烧制砖瓦等的燃料。
2.送入焚烧炉焚烧处理，这些焚烧炉大多是小型的，而且存在技术落后、管理不严以及收费高等现象。
3.在海滩、荒野等处就地焚烧或填埋。
上述的各种处理方式不仅不能做到“减量化、资源化、无害化”的危险废物处理要求，而且往往会对环境造成二次污染。
国外工业化国家从七十年代开始采用水泥回转窑来处理工业危险废物。利用水泥回转窑焚烧处理危险废物具有下列优点：
1)窑内焚烧温度高，烧成带的最高温度可达1600-1700℃，从而保证废物焚毁率达到99.99％以上；
2)物料在窑内停留时间长，有充分的焚烧时间；
3)窑内紊乱程度高，供氧充分，因而绝大多数危险废物在窑内能被彻底降解；
4)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；以及
5)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。
能利用水泥回转窑处理的危险废物来源于化工、制药、汽车、机械等各行各业，按物理形态可分成液态、固态和半固态。液态废物包括有机溶液、非卤代溶剂等；固态废物包括污泥、染料、玻璃、陶瓷等；半固态废物包括废矿物油、树脂或纤维粘胶物等。对不同形态的危险废物有不同的处理方法。
在输送时，液态废物可以用泵来输送，固态废物可以用传统的固体物料输送机械(如提升机、输送带、喷料管等)来输送。而半固态废物则不能用以上办法来输送。由于对半固态废物缺乏专门地输送设备，因而不能在水泥回转窑内对此类废物进行有效的处理。
另外，以前利用水泥回转窑来处理危险废物的工艺和设备往往较为复杂，并且没有很好地利用原来的水泥生产线上的设备。
【发明内容】
鉴于以上缺点，本发明的目的在于，分别针对固态、液态和半固态的危险废物，提出利用水泥回转窑来进行处理的简单、合理的方法。
为实现上述目的，本发明的第一方面在于，提供一种利用水泥回转窑来处理固态危险废物的方法，该方法包括如下步骤：a)将热值较低的固态危险废物由第一运输装置送入生料磨机；b)使固态废物在磨机内与生料混合，在进磨热风与磨机的共同作用下，将物料烘干和磨细；c)通过选粉机选出粒度达到要求的合格细粉；d)利用旋风分离器进行气—固分离；e)使分离出来的物料由第二运输装置和第三运输装置送入均化库进行物料均化；以及f)使均化后的物料通过第四运输系统进入预热系统进行预热，最后从窑尾进入水泥回转窑焚烧。
较佳的是，所述第一运输装置是一皮带运输机，第二运输装置是一空气输送斜槽，第三运输装置是一斗式提升机，以及第四运输系统包括斜槽和提升机。
较佳的是，所述预热系统包括四个旋风预热器。
借助本发明的方法，能以安全、简单、合理的工艺流程将液态、固态和半固态的危险废物送入水泥回转窑进行处理。可以使各种危险废物彻底降解，并且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。另外，废物所含的热值可被充分利用，从而起到节约能源的作用。
因此，采用本发明的方法，利用水泥回转窑来处理危险废物，基本上能达到“减量化、资源化、无害化”的危险废物处理要求。
【附图说明】
本发明的目的、优点和特征将通过以下结合附图描述的较佳实施例而变得更加清楚。附图中：
图1是液态危险废物处理工艺流程的示意图；
图2是固态危险废物处理工艺流程的一个实施例的示意图；
图3是固态危险废物处理工艺流程的另一个实施例的示意图；以及
图4是一特别适于处理半固态危险废物的输送装置的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合图1来描述液态危险废物的处理工艺流程。一般来说，液态的危险废物可在水泥窑内替代燃料燃烧。
如图1所示，利用安全槽车1将液态危险废物运至适当地点，卸入过滤槽2。用离心泵3将废液送入装有搅拌装置的调配槽4，对不同品种的废液进行调配。
上述的调配步骤对液态的、固态的和半固态的废物都是必须的。这是因为水泥窑处理危险废物是在水泥生产过程中进行的，因而进水泥窑处理的废物是有选择性的，并不是所有废物都能在水泥窑中进行处理。能进水泥窑处理的废物必须满足下列要求：1)不能影响水泥窑的正常生产；2)不能影响水泥产品的质量；3)不能对生产设备造成损坏；4)在处理过程中不能对操作工人健康造成危害及影响厂区环境。
在目前条件下，经试验，申请人对进厂的废料(包括液态、固态和半固态)提出了如下要求：1)无放射性；2)无强腐蚀性；3)重金属含量＜3000ppm；4)水分＜20％；5)含氯量＜3％；6)作为燃料的热值≥4000千卡/千克。以上条件中的后三点可根据废物量的多少和物理形态的不同而作适当调整。当具备更好的调配和预处理设施后，可根据废物来源情况对这三项指标作修正。
在调配之后，用离心泵5将调配好的废液送入贮槽6贮存。至一定量后，用容积泵7将废液加压，经雾化喷管8雾化后，从窑头送入水泥回转窑9焚烧。虽然图中没有表示，但在该实施例中，喷管8安装在原水泥生产线的喷煤管内。废液喷管喷液和喷煤管喷煤可以同时进行。
采用上述工艺流程，以一种含氟异丙醇废液进行试验，结果如下： 使用废液之前 使用废液之后 窑产量(吨/小时) 43.7 43.7 窑速(rpm) 2.3 2.3 废液喷入量(吨/小 时) 0 1 减煤量(吨/小时) 0 1.2
从上表中可以看到，利用水泥回转窑对含氟异丙醇废液进行处理，不但对水泥生产毫无影响，而且可以减少燃料用量。另外，据检测，在掺烧含氟异丙醇废液后，水泥回转窑的有害气体(如∑F、Cl2、H2S、NO2和HCl)排放量不升反降，根本不存在对大气的二次污染问题。再者，掺烧含氟异丙醇废液对水泥质量也没有任何影响，相反能使其28天抗压强度提高5-6Mpa。
下面将结合图2来描述固态危险废物处理工艺流程的一个实施例。在该实施例中，将固态危险废物(如废氟化钙、废含油硅藻土)作为原料供给到水泥回转窑内进行处理，这些废物的热值较低，很难或根本不能作为燃料燃烧。
如图2所示，卡车11将固态危险废物送至适当地点，经皮带运输机12送入生料磨机13。固态废物在磨机内与生料(主要成分为石灰石、铁粉等)混合，在进磨热风(t＝380℃)与磨机的共同作用下，将物料烘干和磨细。随后，选粉机14利用选粉原理，将粒度达到要求的合格细粉选出。接着，利用旋风分离器15进行气-固分离。分离出来的物料由空气输送斜槽16和斗式提升机17送入均化库18进行物料均化。均化后的物料通过由斜槽和提升机组成的输送系统进入由四个旋风预热器19组成的预热系统进行预热，最后从窑尾进入水泥回转窑9焚烧。
下面将结合图3来描述固态危险废物处理工艺流程的另一个实施例。在该实施例中，将固态危险废物作为燃料供给到水泥回转窑内进行处理，这些固态废物的热值较高，可以代替水泥窑的燃料。
如图3所示，卡车11将固态废物运至适当地点，卸入地坑22。由抓斗23将废物送至废物仓24，经定量锁风喂料器(或称星形给料器)25取出与燃煤混合。用高压风将混合物料送入磨机26进行粉磨。磨细后的物料随气流进入料仓28进行气-固分离。物料经锁风分格轮27进入计量仓29进行计量，然后经螺旋输送机30、锁风分格轮31与由高压风机32送来的高压风混合，最后经喷料管33从窑头喷入水泥回转窑9进行焚烧。
采用该实施例的方法，以废丁苯胶乳和含油硅藻土进行试验。结果表明，它们可以部分地取代燃煤，对窑的操作没有影响，尾气排放低于规定标准，而且对水泥质量也没有影响。
对既不能用固体输送机械又不能用液体输送机械输送的半固态危险废物，本发明提供了一种特殊的输送装置。下面将结合图4来描述这种特别适于处理半固态危险废物的输送装置的结构和工作原理。
如图4所示，该危险废物输送装置50的外形和功能类似于战场上的大炮，由于它是专门用于将危险废物发射入水泥回转窑，为方便起见，在下文中我们将称之为“窑炮”，而且它的各组成部件也用相应的名称来表示。
窑炮50包括：炮身41，用于贮存压缩气体；一通过闪发装置42连接于炮身41的炮管46，该炮管内形成有炮膛44，在炮管上还设有一用于装填危险废物的装料口49以及一用于使装料口打开或关闭的炮栓(气缸)45；一用于支承所述炮身和炮管的炮架47；以及一由若干个电控气动元件组成的控制装置48。
当需要处理半固态的危险废物时，先用容器(例如塑料瓶或编织袋)将废料包装成“炮弹”。将窑炮50对准水泥回转窑的窑口，借助控制装置48将压缩空气送入炮身41，借助电控气动的炮栓45使装料口49打开和关闭而完成炮弹上膛的动作。发射时，通过电磁换向阀，使闪发装置42突然动作，贮存在炮身41内的压缩空气在瞬间喷发，经集流装置43束流之后，进入炮膛44。压缩空气的压缩能转化为炮弹的动能，使炮弹以很大的初速度飞离炮管46，飞向水泥回转窑内的设定区域(离窑口15-20米)，并在那里被焚烧。
上述的有关“窑炮”的内容已另外向中国专利局提出了实用新型专利的申请，该申请题为“危险废物输送装置”，申请日为2000年1月31日，其内容可援引在此以供参考。
采用这种方法，以半固态的二甲苯精馏残渣进行试验。结果表明，采用上述的窑炮50，可以准确地将废料发射到离窑口15-20米的区域。由于该区域属于水泥回转窑的烧成带，其温度最高(可达1500℃以上)，因而能使废物的焚毁率达到99.99％。试验表明，在水泥窑内对这种半固态废物进行处理不会对水泥的生产、质量有任何影响，也不会增加有害尾气的排放，而且可以减少燃料用量。
当然，如果需要，也可以用窑炮50来处理固态的和液态的危险废物。若形态合适，甚至不需要容器，可以直接将危险废物作为炮弹发出。
虽然以上结合若干个较佳实施例对本发明进行了描述，但应该理解，熟悉本技术领域的人员在不偏离本发明实质的基础上仍可以作出种种等价的变换。例如，各种形态的废料可以同时、平行地在水泥窑中加以处理。因此，本发明的保护范围应由所附权利要求书来限定。