利用流化床氣化處理技術(shù)處置生活垃圾，將垃圾氣化后的氣體引入分解爐高溫降解經(jīng)預熱器無害化排出，代替了焚燒、掩埋等傳統(tǒng)的垃圾處理方式，真正實現(xiàn)了生活垃圾的無害化處理，是目前公認的最先進的垃圾處理技術(shù)。淮北礦業(yè)相山水泥公司5?000 t/d（Φ4.8 m×74 m）生產(chǎn)線配套KSV分解爐（Φ9.0 m×21.9 m），自2016年9月份垃圾焚燒系統(tǒng)投產(chǎn)運行，運行之后對窯系統(tǒng)帶來了一定的影響，同時引起窯系統(tǒng)各項經(jīng)濟指標的變化。運行至今圍繞著增加垃圾喂料量及穩(wěn)定窯系統(tǒng)的運行做了一系列的優(yōu)化調(diào)整，在此分享以做交流。

垃圾焚燒系統(tǒng)設(shè)計垃圾日處理量200 t/d，強制通風機風量200 m3/min，功率185 kW，目前運行中日處理垃圾量180 t/d，處理污水量1.5 m3/h。

1.1　垃圾破碎及氣化

城市生活垃圾由垃圾運輸車經(jīng)密閉門進入卸料大廳，卸入原垃圾儲存坑，經(jīng)垃圾破碎機破碎后進入破碎垃圾坑儲存。破碎后的垃圾由行車抓斗從垃圾坑送至喂料料斗，通過喂料輸送板喂機、上下折翼擋板經(jīng)雙螺旋打散機打散后從液壓密封閥送入氣化爐。喂入氣化爐內(nèi)的垃圾經(jīng)氣化焚燒產(chǎn)生大約550 ℃左右的氣體經(jīng)輸送管道送入分解爐。

1.2　污水處理

垃圾坑內(nèi)滲出的污水經(jīng)過濾器過濾后送至濾液槽，濾液槽內(nèi)的污水經(jīng)污水泵輸送進入分解爐高溫處理。

1.3　旁路放風

垃圾氣化后的氣體含有較高的有害成分，特別是氯離子含量高，在預熱器系統(tǒng)循環(huán)富集造成結(jié)皮。在氯離子含量較高的窯尾煙室由除氯排風機（風量370 m3/min）抽取部分高溫氣體經(jīng)稀釋風機（風量165 m3/min）鼓入冷風瞬間冷卻降溫后經(jīng)袋收塵器收集，降低窯系統(tǒng)氯離子含量。

垃圾協(xié)同處置工藝流程見圖1。

垃圾焚燒對窯系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在以下方面：進入分解爐的氣體量、氣體溫度和氣體成分[1]。

垃圾經(jīng)氣化爐氣化后進入分解爐，入爐氣體各項參數(shù)如流量、溫度、成分受垃圾發(fā)熱量、垃圾喂料量、系統(tǒng)散熱及操作穩(wěn)定性等影響，一般垃圾熱值越低，產(chǎn)生的氣體量越大，操作實踐中出氣化爐的風量在15?000~17?000 Nm3/h。氣體輸送管道和分解爐的連接口在三次風入口同一平面，由于這部分氣體量和溫度的不穩(wěn)定造成窯系統(tǒng)的波動。由于氣化爐距離分解爐較遠，較長的輸送管道抵消分解爐部分抽力，窯操作中一方面要兼顧氣化爐內(nèi)負壓，另一方面重新尋找風煤料的平衡，降低因這股風的引入對窯系統(tǒng)造成的影響，提高窯系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時達到節(jié)能降耗的目的。

2.1　對脫硝系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

垃圾焚燒系統(tǒng)投產(chǎn)后在線監(jiān)測氮氧化物瞬時值波動幅度較之前增大。氮氧化物瞬時值的波動變化主要是垃圾焚燒系統(tǒng)運行后氣化入爐氣體成分不穩(wěn)定造成脫硝區(qū)氣體特性不穩(wěn)定引起的。

主要存在兩種情況：第一種，窯系統(tǒng)抽風不足，此時因系列原因造成大量垃圾入爐，由氣化爐輸送至分解爐的氣體量增大較多，氣體進入分解爐需要消耗部分氧氣燃燒造成分解爐煤粉燃燒空氣量不足，氧含量瞬間下降，一氧化碳含量上升，在噴氨量不變的情況下氨逃逸量增大，脫硝效率下降，在線監(jiān)測氮氧化物上升100 ppm左右；第二種，氣化爐止料，來自氣化爐氧含量較低的氣體量減少，窯尾煙室及分解爐出口氧含量均變大，在噴氨量不變的情況下在線監(jiān)測氮氧化物瞬間出現(xiàn)大幅上升。

在正常生產(chǎn)中，應(yīng)注意垃圾發(fā)熱量不穩(wěn)定、均化效果差等原因造成氣化產(chǎn)生的入分解爐的氣體溫度及氣體量變化大，從而造成脫硝效率的不穩(wěn)定，做好入爐氣體溫度及管道壓力的監(jiān)控，及時調(diào)節(jié)氨水用量及系統(tǒng)拉風。

2.2　對煤耗、電耗的影響

操作實踐中，垃圾焚燒系統(tǒng)強制風機風量（標況）基本穩(wěn)定在15?000~17?000 Nm3/h，處理污水量1.5 m3/h。污水直接噴入分解爐，給預熱器系統(tǒng)增加了14?000~16?000 m3/h廢氣量。預熱器廢氣量增加，造成預熱器內(nèi)風速提高，預熱器各級旋風筒阻力增加，窯尾高溫風機拉風量增加。

此外，出氣化爐的氣體溫度在550 ℃左右，具有一部分熱焓，能夠減少部分分解爐煤粉用量，從而起到節(jié)煤的作用。

因拉風量增大，PH鍋爐入口溫度升高，增大了發(fā)電量。

考慮到污水噴入分解爐汽化升溫需消耗部分熱量，污水是生活垃圾的滲濾液，本身含有氨的成分，噴入分解爐能夠降低部分氨水消耗。為此增加一根管道入篦冷機一段，閥門可根據(jù)需要隨時切換調(diào)節(jié)。污水噴入篦冷機可以降低系統(tǒng)阻力，減少高溫風機拉風，減少對系統(tǒng)的影響，同時減少水汽化吸熱對煤耗的影響。污水噴入分解爐流量控制在0.5 m3/h，噴入篦冷機控制在1.5 m3/h，根據(jù)窯工況做適當調(diào)整。

正常運行時氣化爐氣體輸送管道、風管入分解爐接口彎頭容易積料，加空氣炮等措施均可在一定程度上保證氣化爐負壓，減小系統(tǒng)用風。為保證氣化爐負壓狀態(tài)，除增加系統(tǒng)用風外要充分利用淡季檢修時機對氣化爐入分解爐風管積料清理，以降低通風阻力。

垃圾焚燒系統(tǒng)運行后高溫風機轉(zhuǎn)速由745 r/min增加至800 r/min，預熱器出口負壓由-5.9 kPa上升至-6.3 kPa，預熱器出口溫度由330 ℃上升至350 ℃，電流上漲15 A，熟料綜合電耗上升1.35 kWh/t，窯總用煤量下降1 t/h左右，實物煤耗下降4 kg/t，受PH爐入口風溫及風量增大的影響，平均發(fā)電量提升300 kWh/h，噸熟料發(fā)電量提升1.2 kWh/t。

垃圾焚燒投運前后窯系統(tǒng)主要經(jīng)濟指標對比見表1。

2.3　對窯爐系統(tǒng)用風的影響

CKK垃圾氣化焚燒投運后預熱器出口CO含量較之前有明顯的上升，并且分解爐中部負壓波動幅度較之前有所增加。考慮垃圾氣化入爐風溫較低，含有部分可燃氣體，且入爐氧含量偏低，風入爐后需要消耗部分空氣，導致煤粉不能快速接觸到氧含量較高的三次風進行燃燒，在增大窯尾排風的同時將三次風閘板開度由之前的55%調(diào)整至65%，預熱器出口分析儀顯示CO含量有所下降。

2.4　對旁路放風系統(tǒng)的影響

CKK試運行期間因除氯排風機設(shè)備故障，除氯系統(tǒng)未投入運行，窯尾煙囪在線分析儀顯示氯離子含量由正常的0.5 ppm上升至最高6.8 ppm，導致窯尾煙室結(jié)皮嚴重，清理困難，同時檢修開門檢查發(fā)現(xiàn)C5錐部結(jié)皮較厚，嚴重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。相關(guān)資料表明，Cl-在燒成系統(tǒng)內(nèi)形成的CaCl2和KCl具有極強的揮發(fā)性，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)全部揮發(fā)，在預熱器循環(huán)富集，形成的KCl強烈地促進了硅方解石2C2S·CaCO3礦物的形成，在預熱器逐層粘掛形成結(jié)皮，而且這種結(jié)皮在900~950 ℃之間具有很高的強度，使得結(jié)皮很難清理，最終導致通風不良[2]。

對C5錐部結(jié)皮取樣化驗結(jié)果見表2。從表2可以看出，Cl-含量高達17.72%，較正常出窯熟料高出980倍，致使Cl-和Na+、K+、NH4+生成NaCl、KCl、NH4Cl等熔融溫度較低的氯化物，導致結(jié)皮增長，致使系統(tǒng)阻力增大，電耗增加，存在結(jié)皮垮落堵塞預熱器的風險。經(jīng)過對旁路放風系統(tǒng)強化運行管理，增加除氯系統(tǒng)開機運行時間，每天檢測化驗除氯回灰氯離子，保證氯離子含量在6%以下運行，窯尾煙室結(jié)皮有明顯好轉(zhuǎn)。

正常氯旁路放風系統(tǒng)要根據(jù)窯尾煙囪中氯離子的含量來投入運行，必須確保窯尾煙囪在線分析儀中氯離子的含量低于0.5 ppm，當系統(tǒng)廢氣中氯離子含量大于0.5 ppm時，應(yīng)開啟氯旁路放風系統(tǒng)。同時對除氯系統(tǒng)回灰進行取樣化驗，確?；鼗一灲Y(jié)果中氯離子的含量低于6.0%，當回灰化驗結(jié)果中氯離子含量高于6.0%時，也應(yīng)開啟除氯旁路放風系統(tǒng)持續(xù)運行，且每兩小時對除氯系統(tǒng)回灰取樣送質(zhì)控處進行檢測，直至檢測合格后方可停機。

運行初期也曾出現(xiàn)過因除氯旋風筒鎖風下料翻板閥配重調(diào)整不到位，造成旋風筒收集下來的粉塵在閥板處堆積，然后大量塌落入窯造成窯工況波動的情況，后經(jīng)檢查及時進行了調(diào)整。

2.5　對分解爐出口氣體溫度的影響

從氣化焚燒爐進入分解爐的廢氣溫度平均在550 ℃，可替代爐內(nèi)部分燃料，但入爐廢氣量和廢氣溫度不穩(wěn)定，加上約2 m3/h垃圾廢水入爐，影響了爐內(nèi)溫度場和流場的穩(wěn)定，操作上主要表現(xiàn)為分解爐出口溫度和入窯物料溫度波動大，分解爐喂煤調(diào)整頻繁，對窯的操作提出了更高要求[1]，目前增加了分解爐出口溫度和分解爐用煤量的聯(lián)鎖，根據(jù)分解爐出口溫度的變化對分解爐用煤量進行實時調(diào)節(jié)，減輕了勞動強度，穩(wěn)定了分解爐溫度。

氣化爐的波動造成分解爐內(nèi)系統(tǒng)阻力的變化，從分解爐中部負壓表顯示可以看出這種波動較垃圾焚燒系統(tǒng)投產(chǎn)之前增大較多。這種波動除影響分解爐煤粉燃燒穩(wěn)定性之外，對窯頭火焰的穩(wěn)定性也有一定的影響，特別是窯內(nèi)氧含量控制較低的系統(tǒng)影響比較明顯。為降低這種波動對窯系統(tǒng)造成的影響，除對窯系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)節(jié)保證一定的富余能力外，更主要的還要從加強垃圾的發(fā)酵、打散均化、加強喂料及提高操作穩(wěn)定性著手，保證垃圾焚燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.6　旁路放風系統(tǒng)回灰的處理

旁路放風系統(tǒng)收集的回灰含有較高的鉀、鈉及氯離子，不能作為輔料用于生料配料，否則會造成有害成分進入生料系統(tǒng)產(chǎn)生惡性循環(huán)，為此我們將其作為混合材摻入水泥中使用，并做了大量試驗。根據(jù)水泥中Cl-含量核算要求回灰摻入量按每日生產(chǎn)熟料的0.2%進行，及每日回灰摻入量≤12 t，現(xiàn)在水泥中Cl-含量在0.03%，不會對水泥性能產(chǎn)生明顯影響，較之前的0.015%有所上漲，低于企業(yè)0.04%的內(nèi)控標準。

（1）垃圾焚燒系統(tǒng)投產(chǎn)后SNCR運行不穩(wěn)定，應(yīng)重點考慮脫硝區(qū)氣體成分的不穩(wěn)定引起的脫硝效率波動，可通過加強入爐垃圾發(fā)酵、打散、均化，加強氣化爐運行管理，穩(wěn)定氣化爐操作得到緩解。考慮到CKK系統(tǒng)運行后出爐溫度偏高，且氣體成分不穩(wěn)定，SNCR脫硝最佳反應(yīng)窗口變化，應(yīng)對噴槍位置進行調(diào)整，以降低氨水消耗。

（2）垃圾焚燒系統(tǒng)投產(chǎn)后對煤耗、電耗造成了一定的影響，日常生產(chǎn)中可通過摸索優(yōu)化利用垃圾焚燒的優(yōu)勢降低煤耗，對因系統(tǒng)拉風大造成的電耗上升可通過余熱發(fā)電多發(fā)電得到一定的補償，但如考慮到CKK系統(tǒng)的建設(shè)投入，運行費用，國家相關(guān)部門應(yīng)做好水泥窯垃圾協(xié)同處置的經(jīng)濟補償政策，以提高水泥行業(yè)協(xié)同處置的積極性。

（3）在滿足水泥質(zhì)量的前提下增大水泥磨除氯回灰摻入量，滿足除氯系統(tǒng)開機運行時間，降低了氯離子在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)富集，能減少預熱器結(jié)皮的滋長。