本实用新型涉及水泥生产及垃圾协同处置领域，特别涉及一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，生活垃圾产生量也越来越多。目前，我国城市生活垃圾堆存量已达60亿吨，占用耕地5亿平方米，且仍以9％的速度迅猛增长。这些数量庞大的生活垃圾已对城市及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁。水泥窑协同处理城市生活垃圾在减量化和资源化上优势明显，一方面可以利用水泥烧成系统消解垃圾处理过程产生的部分高温废气作为垃圾焚烧的补充热源或者全部热源，使垃圾的焚烧过程更加充分，进一步降低二噁英的排放；另一方面，垃圾焚烧产生的灰渣可作为水泥混合材使用，垃圾中的有毒物质能够分解成相应的无机物和重金属固化在水泥熟料中。截止至2019年中，全国已有20多个省份建成或正在推进建设水泥窑协同处置垃圾，污泥、危险废弃物等生产线150条，分别为：垃圾处置线53条，处置能力600万吨；污泥处置线45条，处置能力325万吨；
危废处置线52条，处置能力341万吨。
我国垃圾尚未进行严格分类，垃圾中氯离子浓度普遍较高。水泥窑协同处置
固废垃圾时，生成的氯化物在窑线内循环富集，易造成窑系统结圈、结球及预热器堵料等现象，且相关资料表明，窑中氯离子含量过高，水泥熟料的抗压强度也会出现一定程度的下降，影响水泥质量，gb175—2007《通用硅酸盐水泥》中对水泥中氯离子含量有具体规定，普通硅酸盐水泥通常控制氯含量不高于0.6g/kg。为保证系统设备的运转率及熟料的质量，水泥窑协同处置的飞灰氯含量须进行严格控制。目前水泥窑除氯主要是采用旁路放风的方式，其通过对窑尾烟室(氯化物富集区)进行集中放风，以降低氯离子在回转窑系统中的富集量，提高设备运转率、确保产品质量。通常，旁路放风量约是窑尾总烟气量的5％左右。
旁路放风时，从窑尾烟室抽出的高温含尘烟气中不存在二噁英，为抑制二噁英再次形成，通过骤冷风机吹入适量冷风，将烟气快速冷却降温至250℃以下，同时能使有害成分结晶附着在粉尘上，再经过布袋
除尘器实现飞灰与烟气的分离，收集到的飞灰再输送至储灰仓。垃圾协同时旁路放风系统中除尘器捕集的飞灰是大量低挥发分重金属氯盐和部分二噁英的主要附着物，与垃圾焚烧的飞灰相似，属于高氯危险废弃物。《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(hj662-2013)规定，旁路放风收集的粉尘不得返回水泥窑生产熟料。目前飞灰处置尚没有较为经济和彻底的处置方式，“无害化+填埋”的主流处置方式不能实现减量化，柔性填埋场审批难的大背景下，飞灰处置是企业新的难题。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，本系统包括垃圾储库、焚烧炉、分解炉、水泥窑系统，所述垃圾储库将固体垃圾运输到焚烧炉处理，所述焚烧炉与分解炉相连，所述水泥窑系统包括篦冷机和回转窑，还包括窑尾烟室、烟气急冷系统、飞灰资源化处置系统和烟风处理系统，所述窑尾烟室与回转窑相连，所述烟气急冷系统包括冷臭气入口和烟气入口，所述烟气急冷系统的冷臭气入口与垃圾储库相连，所述烟气急冷系统的烟气入口与窑尾烟室的烟风出口相连，所述烟气急冷系统的烟气出口分别与飞灰资源化处置系统和篦冷机的烟风进口相连，所述飞灰资源化处置系统和烟风处理系统相连。
所述烟气急冷系统包括骤冷风机和烟气急冷装置，所述骤冷风机与烟气急冷装置相连，所述烟气急冷装置的热烟气进口与窑尾烟室相连，所述烟气急冷装置的烟气出口与飞灰资源化处置系统相连，所述骤冷风机可将垃圾储库内的冷臭气抽入烟气急冷装置。
所述飞灰资源化处置系统包括第一除尘器、飞灰储仓、辅料仓、挤压成团装置、布料装置、熔融炉和成棉车间，所述除尘器的烟风进口与烟气急冷装置相连，所述第一除尘器的烟风出口与篦冷机相连，所述第一除尘器的飞灰出口与飞灰储仓相连，所述挤压成团装置的飞灰进口与飞灰储仓相连，所述挤压成团装置的辅料进口与辅料仓相连，所述挤压成团装置的出口与布料装置和熔融炉相连，所述熔融炉的出料口与成棉车间相连，所述熔融炉的烟风出口与烟风处理系统相连。
所述烟风处理系统包括第二除尘器、二次飞灰储仓、危废填埋场和引风机，所述第二除尘器的烟风进口与熔融炉相连，所述第二除尘器的烟风出口通过引风机与焚烧炉相连，所述第二除尘器的飞灰出口与二次飞灰储仓相连，所述二次飞灰储仓的飞回出口与危废填埋场相连。
经烟气急冷装置混合冷却后的烟气温度低于250℃。
所述熔融炉顶端出口排烟温度在100—120℃。
所述熔融炉采用冷顶进料的布料形式，从上层到下层依次为固态层、半固态层和熔融层。
所述熔融炉采用的是电熔炉。
本实用新型的有益效果如下：
(1)垃圾库内的冷臭气代替清洁空气进入烟气急冷系统作为急冷冷却风，减少了有害烟气的产生量，混合后的有害烟气再经除尘后送入水泥窑篦冷机高温段分解，实现了废气的无害化处理。
(2)旁路放风捕集的高氯有害飞灰与辅料配料经合理配比后，送入熔融炉内熔融成液体，再经成棉车间加工成高附加值岩棉，实现有害飞灰变废为宝的过程，并能产生可观的经济价值。
(3)熔融炉采用电熔炉，冷顶布料方式使得二次飞灰产生量小，减量后的二次飞灰再经螯合无害化处置后送入危废填埋场填埋。
(4)熔融炉排除的有害烟气代替冷空气送入垃圾焚烧炉内作为炉膛受热面的冷却风，减少了此部分烟气的治理成本和设备投入。
附图说明
图1是本实用新型系统的处理流程图；
图中所示：1-垃圾储库；2-焚烧炉；3-分解炉；4-篦冷机；5-回转窑；6-窑尾烟室；7-骤冷风机；8-烟气急冷装置；9-第一除尘器；10-飞灰储仓；11-辅料仓；12-挤压成团装置；13-布料装置；14-熔融炉；15-成棉车间；16-第二除尘器；17-二次飞灰储仓；18-危废填埋场；19-引风机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步说明。
本实施例的一种适用于水泥窑协同处置垃圾的窑尾旁路放风处理系统，与水泥窑协同处置垃圾系统搭配使用，包括烟气急冷系统、飞灰资源化处置系统及烟风处理系统；本实用新型在保证除氯效果的同时，克服了窑尾旁路放风处理系统中大量高氯有害飞灰的处置难题，充分利用系统间的耦合实现了有害气体的无害化处置。
如图1所示，本实用新型一种适用于水泥窑协同处置垃圾的窑尾旁路放风处理系统，水泥窑协同处置垃圾系统包括垃圾储存库1、垃圾焚烧炉2、分解炉3、窑尾烟室6、回转窑5、及篦冷机4；所述烟气急冷系统包括骤冷风机7和烟气急冷装置8，骤冷风机7的入口与垃圾储库1连接；所述飞灰资源化处置系统包括飞灰储仓10、辅料仓11、挤压成团装置12、布料装置13、熔融炉14及成棉车间15，所述飞灰储仓10与第一除尘器9相连，并与辅料仓11并列布置；所述烟风处置系统包括第一除尘器9、第二除尘器16、二次飞灰储仓17及引风机19。
本实施例的烟气急冷装置8的冷却风来自垃圾储库1的冷臭气，减少了额外干净空气进入系统，混合后的烟气温度低于250℃。飞灰资源化处置系统中，熔融炉14形式是电熔炉，熔融炉14采用冷顶进料的布料形式，从上层到下层依次为固态层、半固态层、熔融层，熔融炉14的顶端出口排烟温度在100-120℃。熔融炉14产生的高温熔融态灰渣送入成棉车间15，用以生产高附加值的岩棉。岩棉生产需要辅料的加入，辅料仓11内的辅料主要包括低熔点盐类、硅砂及硼砂等成分，配料的用料比率依据飞灰及岩棉的化学成分配比计算得到，配比后的混合料经挤压成团装置12压制成块状。
烟气处理系统中，第一除尘器9的烟气出口与篦冷机4高温段连接，分解和吸收臭气中的有机有害成分；第二除尘器16的烟气出口则送往垃圾焚烧炉2，代替冷空气作为炉膛受热面的冷却风使用。烟风处置系统中，所述二次飞灰储仓17用于收集第二除尘器16捕集的二次飞灰，二次飞灰量是飞灰总量的1％左右，减量化的飞灰最终经鳌合无害化处置后送往危废填埋场18。
此外，该窑尾旁路放风系统也适用于水泥窑协同处置危险废弃物。
本实施例提供一种适用于水泥窑协同处置垃圾的窑尾旁路放风处理系统及方法，具体步骤如下：
水泥窑协同处置垃圾时，高氯烟气在窑尾烟室6富集，旁路放风开启排出的900-1000℃的高温烟气，在烟气急冷装置8中被垃圾储库1内抽来的冷臭气急冷降温至250℃左右，经过第一除尘器9除尘后，有害烟气送往水泥窑篦冷机4高温段分解；高氯有害飞灰则被捕集在飞灰储仓10内。飞灰储仓10内的飞灰与辅料仓11的辅料经过成分配比后经挤压成团装置12压制成团，并送入冷顶布料的熔融炉14内加热，受热熔融的高温液态熔渣再送入成棉车间15加工成高附加值岩棉；飞灰熔融产生的少量有害烟气经第二除尘器16除尘后作为垃圾焚烧炉2的炉膛受热面冷却风使用，第二除尘器16捕集的少部分二次飞灰则储存在二次飞灰储仓17中，最终经鳌合无害化后送入危险填埋场18填埋处置。
技术特征：
1.一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，包括垃圾储库(1)、焚烧炉(2)、分解炉(3)、水泥窑系统，所述垃圾储库(1)将固体垃圾运输到焚烧炉(2)处理，所述焚烧炉(2)与分解炉(3)相连，所述水泥窑系统包括篦冷机(4)和回转窑(5)，其特征在于，还包括窑尾烟室(6)、烟气急冷系统、飞灰资源化处置系统和烟风处理系统，所述窑尾烟室(6)与回转窑(5)相连，所述烟气急冷系统包括冷臭气入口和烟气入口，所述烟气急冷系统的冷臭气入口与垃圾储库(1)相连，所述烟气急冷系统的烟气入口与窑尾烟室(6)的烟风出口相连，所述烟气急冷系统的烟气出口分别与飞灰资源化处置系统和篦冷机(4)的烟风进口相连，所述飞灰资源化处置系统和烟风处理系统相连。
2.根据权利要求1所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述烟气急冷系统包括骤冷风机(7)和烟气急冷装置(8)，所述骤冷风机(7)与烟气急冷装置(8)相连，所述烟气急冷装置(8)的热烟气进口与窑尾烟室(6)相连，所述烟气急冷装置(8)的烟气出口与飞灰资源化处置系统相连，所述骤冷风机(7)可将垃圾储库(1)内的冷臭气抽入烟气急冷装置(8)。
3.根据权利要求2所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述飞灰资源化处置系统包括第一除尘器(9)、飞灰储仓(10)、辅料仓(11)、挤压成团装置(12)、布料装置(13)、熔融炉(14)和成棉车间(15)，所述第一除尘器(9)的烟风进口与烟气急冷装置(8)相连，所述第一除尘器(9)的烟风出口与篦冷机(4)相连，所述第一除尘器(9)的飞灰出口与飞灰储仓(10)相连，所述挤压成团装置(12)的飞灰进口与飞灰储仓(10)相连，所述挤压成团装置(12)的辅料进口与辅料仓(11)相连，所述挤压成团装置(12)的出口与布料装置(13)和熔融炉(14)相连，所述熔融炉(14)的出料口与成棉车间(15)相连，所述熔融炉(14)的烟风出口与烟风处理系统相连。
4.根据权利要求3所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述烟风处理系统包括第二除尘器(16)、二次飞灰储仓(17)、危废填埋场(18)和引风机(19)，所述第二除尘器(16)的烟风进口与熔融炉(14)相连，所述第二除尘器(16)的烟风出口通过引风机(19)与焚烧炉(2)相连，所述第二除尘器(16)的飞灰出口与二次飞灰储仓(17)相连，所述二次飞灰储仓(17)的飞回出口与危废填埋场(18)相连。
5.根据权利要求2所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，经烟气急冷装置(8)混合冷却后的烟气温度低于250℃。
6.根据权利要求3所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述熔融炉(14)顶端出口排烟温度在100—120℃。
7.根据权利要求3所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述熔融炉(14)采用冷顶进料的布料形式，从上层到下层依次为固态层、半固态层和熔融层。
8.根据权利要求3所述一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，其特征在于，所述熔融炉(14)采用的是电熔炉。
技术总结
本实用新型公开了一种适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统，包括垃圾储库、焚烧炉、分解炉、水泥窑系统，所述垃圾储库将固体垃圾运输到焚烧炉处理，所述焚烧炉与分解炉相连，所述水泥窑系统包括篦冷机和回转窑，还包括窑尾烟室、烟气急冷系统、飞灰资源化处置系统和烟风处理系统，所述窑尾烟室与回转窑相连，所述烟气急冷系统的冷臭气入口与垃圾储库相连，所述烟气急冷系统的烟气入口与窑尾烟室的烟风出口相连，本实用新型利用垃圾库内的冷臭气代替清洁空气进入烟气急冷系统作为急冷冷却风，减少了有害烟气的产生量，通过旁路放风捕集的高氯有害飞灰，与辅料配料、造块后送入熔融炉内加热熔融，最后经成棉车间生成高附加值岩棉，实现飞灰的废物利用。
技术研发人员：方明;张冬冬;王朝雄;刘亚雷;陈慧;周海叶
受保护的技术使用者：南京凯盛开能环保能源有限公司
技术研发日：2019.12.18
技术公布日：2020.10.09
声明：
“适用于水泥窑的窑尾旁路放风处理系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：南京凯盛开能环保能源有限公司
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2024年07月05日 ~ 07日 
