CN106224996A - 一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，属于水泥窑生产领域，包括不具备旁路放风系统的水泥窑，其设有窑尾余热锅炉和生料粉磨系统，在窑尾烟室和/或预燃炉的烟气出口处设置取风口，并设置管路系统引出含氯气体至生料粉磨系统的生料烘干用气入口；备用系统包括连接前述取风口至窑尾余热锅炉的气体入口的备用管路系统。本发明针对现有技术中水泥窑系统中不稳定氯含量的情况，当水泥窑焚烧废弃物遇氯离子含量时高时低时，在不设置常规旁路放风系统的情况下，通过引流至生料磨的方法处理含氯气体，引流系统可以不受频繁开停的影响，且不影响水泥生产系统运行，同时在不损失热量的情况下消除这种影响。

Description

一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统

技术领域

本发明属于水泥窑生产领域，尤其涉及水泥窑焚烧生活垃圾或者其它一些废弃物时，对废弃物带入的含量波动大的氯离子处理。

背景技术

现有水泥窑生产时，有时会遇到原燃料带入的氯离子(Cl^-)含量高的情况，氯离子对新型干法水泥生产影响较大，容易在预热器系统生成结皮，甚至造成堵塞，严重影响系统生产及产品质量，所以，水泥生产的原燃料对氯离子含量是有限制的。

但有时因原燃料无法选择只能用高氯原料时，一般就在窑尾烟室设置旁路放风系统，氯离子挥发率较高，通过旁路放风系统可以放掉部分含氯气体，有效将氯离子随气流排出系统之外，使其不再影响系统运行。由于烟室排出的高温气体会带出部分热量，从而造成热量损失，现在的方法是在旁路放风系统加余热锅炉回收这部分热量，但回收过滤下来的粉尘中氯含量也高，少量粉尘可返回系统重新利用，多数只能废弃不用，目前的处理方式只能是填埋，因此会造成二次污染。由于没有更好的方法解决此问题，所以设置旁路放风系统仍是目前主要采用的处理氯离子含量过高的方法。

还有一种情况就是带入水泥生产系统的氯离子含量不稳定，比如水泥窑焚烧生活垃圾或者其它一些废弃物时就会遇到这种情况，由于废弃物带入的氯离子含量波动大，有时候不超标，水泥焚烧系统可以接受，不需要采取任何措施，但有时候又超标，必须要采取措施，这种不稳定性给系统运行造成很大麻烦。如果设置旁路放风系统配余热锅炉，系统中的余热锅炉很难适应这种不定时频繁开开停停的工况，如果不设余热锅炉，则热量损失又会使能耗增加较大，所以常规的旁路放风系统对于这种情况显然不太适应。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，针对现有技术中水泥窑系统中不稳定氯含量的情况，当水泥窑焚烧废弃物遇氯离子含量时高时低时，在不设置常规旁路放风系统的情况下，通过引流至生料磨的方法处理含氯气体，引流系统可以不受频繁开停的影响，且不影响水泥生产系统运行，同时在不损失热量的情况下消除这种影响。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，包括不具备旁路放风系统的水泥窑，其设有窑尾余热锅炉和生料粉磨系统，还包括用于检测水泥窑烟气中氯离子含量的气体分析仪，以及备用系统，在窑尾烟室和/或预燃炉的烟气出口处设置取风口，并设置管路系统引出含氯气体至生料粉磨系统的生料烘干用气入口，管路系统上设有截止阀门和冷风调节阀，气体分析仪与截止阀门和冷风调节阀电连接并根据检测到的氯离子含量控制截止阀门和冷风调节阀的开闭；备用系统包括连接前述取风口至窑尾余热锅炉的气体入口的备用管路系统，备用管路系统上也设有截止阀门。

作为选择，窑尾余热锅炉的气体出口与生料粉磨系统的生料烘干用气入口之间通过管路连接，管路上设有窑尾高温风机。

作为选择，管路系统接入点设于窑尾高温风机后，生料粉磨系统的生料烘干用气入口前。

作为选择，管路系统接入点设于窑尾高温风机前，窑尾余热锅炉的气体出口后。

作为选择，预燃炉的烟气出口处设置有取风口及其管路系统，备用系统的备用管路系统也连接该取风口。

作为选择，管路系统的两端分别设有截止阀门，管路系统的两端截止阀门之间设有冷风调节阀。

作为选择，备用管路系统的两端分别设有截止阀门。

作为选择，气体分析仪设于窑尾烟室和/或预燃炉。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

工作过程为：现有新型干法水泥生产对付氯离子含量高的方法就是设置旁路放风系统配余热锅炉。当氯离子含量持续偏高，旁路放风系统可连续开启运行，但是如果氯离子时高时低，旁路放风系统再持续开启就会造成浪费，同时当氯离子含量不超标时，根本不需要放风，排风阀是关闭的，这时如果将旁路放风系统一直开启运行，能耗增加不可避免，而锅炉也会处于无热源状态不能产生蒸汽，旁路放风系统中的设备持续空转运行也会使电耗增加。如果不持续开启，这种氯离子的不稳定性使旁路放风系统必然处于不定时频繁开停交替的状态，有可能当旁路放风系统开启后还没有达到稳定工作状态又需要关闭了，显然当遇到这种情况时再设置常规的旁路放风系统有很大的弊端，会额外使能耗增加，还有操作管理和系统维护等一系列问题，因此，常规的旁路放风系统是不适合这种情况的。

如果不设置常规的旁路放风系统，当氯离子含量不超标时，可以按常规进行生产，不需要采取任何处理措施，但氯离子如果超标时不采取措施就会对生产系统产生不利影响，甚至无法正常运行，所以必须要有替代常规旁路放风系统的方法来解决氯离子含量不稳定波动的问题。

本专利中，针对不稳定氯离子含量波动的情况，根据生产中的氯离子含量变化采用不定时引出含氯气体作为生料烘干用气的方法可以很好适应这种频繁开停的工况，引流系统的管路系统与常规旁路放风系统相比更简捷，更省投资，更节能，且不产生二次污染，不影响正常生产系统运行和产品质量。

本发明的技术方案是在废弃物焚烧产生烟气后的适当位置，比如窑尾烟室或者废弃物预燃炉烟气出口处设置取风口，将含氯高的高温气体部分引出至生料粉磨系统，作为生料烘干用气。而原来出窑尾余热锅炉用于生料粉磨系统烘干用的气体则相应减少，这部分被减少的气体可以通过窑尾余热锅炉回收热量，使锅炉多回收热量，一举两得。从系统引出的含氯气体与烘干生料接触后，氯离子会被生料吸收循环利用，相当于分散了预热预分解系统内的氯离子含量，同时没有外排粉尘产生二次污染，能量也得以充分利用。系统内降低了氯离子含量后就可保证系统正常运行，有效解决了氯离子含量不稳定对系统造成的影响。

本发明的有益效果：重点解决当水泥窑烧成系统中氯离子含量不稳定，波动范围处于超标限值的上下幅度变化时的工况，此时如果设置常规的旁路放风系统，其经济性和运行状况并不适应其频繁开停的工况变化，但没有处理措施也会影响水泥窑的正常运行。当遇到这种情况可采用本专利将部分含氯气体引入生料磨作为烘干用气体的方法，既可以解决氯离子含量偏高的问题，又可以回收放出的热量，这种方案分散了氯离子含量，可以保证水泥窑系统的正常运行，同时没有粉尘废弃，不产生二次污染，对二噁英重新形成的条件控制也有保障。其投资、能耗、操作、维护都优于常规的旁路放风系统。

附图说明

图1是本发明实施例1的装置流程示意图；

图2是本发明实施例2的装置流程示意图；

图3是本发明实施例3的装置流程示意图；

其中1预燃炉，2窑尾烟室，3第一截止阀门，4第二截止阀门，5调节阀门，6窑尾余热锅炉，7生料粉磨系统，8窑尾高温风机。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图1所示，图中A：表示线路A系统；B:表示线路B系统；C:表示线路C系统。线路A系统是从窑尾烟室2引出含氯气体至生料磨入口，管路系统的两端分别设有第一、二截止阀门3和4，第一、二截止阀门3和4之间设有调节阀门(冷风调节阀)5。当系统内氯离子含量不超标时，第一、二截止阀门3和4是关闭的，如果气体分析仪检测到氯离子超标时，第一、二截止阀门3和4将开启，同时调节阀门5将根据引出的气体温度和生料烘干用气温度开启冷风进行调温，保证烘干用气参数满足要求。当气体分析仪检测到氯离子降低且不超标时，则第一、二截止阀门3和4将关闭，调节阀门5也关闭，系统恢复到原来状态。

线路B系统是从预燃炉1出口引出含氯气体，其工作过程和原理与线路A系统相同，线路A系统和线路B系统是根据水泥窑系统的情况进行选择性设置，可以只取其一，也可以同时设置。

线路A和线路B系统仅借助生料粉磨系统7引风机产生负压而抽取含氯气体：窑尾余热锅炉6的气体出口与生料粉磨系统7的生料烘干用气入口之间通过管路连接，管路上设有窑尾高温风机8，线路A和线路B系统的管路系统接入点设于窑尾高温风机8后，生料粉磨系统7的生料烘干用气入口前。

线路C系统是当系统检测到氯离子含量偏高，需要引出含氯气体，而此时恰好生料粉磨系统7因某种原因停止运行时而设置的备用系统，备用系统包括连接前述取风口至窑尾余热锅炉6的气体入口的备用管路系统，备用管路系统的两端分别设有第一、二截止阀门3和4。备用系统启动时，此时应启动线路C的第一、二截止阀门3和4，将含氯高温气体引入窑尾余热锅炉6烟气入口，相当于提高了窑尾余热锅炉6的烟气入口温度和增加了烟气量，可以增加锅炉产生蒸汽量或提高蒸汽温度，因窑尾锅炉是与水泥窑同时运行的，所以是可以适应这种情况而不影响运行。当气体分析仪检测到氯离子含量降低且不超标时，则线路C系统的第一、二截止阀门3和4将关闭，系统恢复到原来状态。

线路C系统是临时应急备用系统，应该与线路A系统或线路B系统同时设置，与线路B系统同时设置时，线路C系统的取风口也应该设在窑尾烟室2处。

由于本发明是针对废弃物焚烧后排气存在的状况采取的技术措施，特别是生活垃圾焚烧后含有形成二噁英等有毒物质的前驱物，氯也是其中之一，在排放废气温度降低到一定范围时就有可能会重新形成二噁英，所以，必须采取急冷的方式缩短排出气体在重新形成二噁英温度范围内的停留时间，调节阀门5为冷风调节阀即起到急冷作用，可迅速将上千度高温气体降到250℃以下，因放风放出的高温气体在整个系统气体量中所占比例并不大，迅速降温增加的气体量是生料烘干用气量可以接受的，而且降低后的温度正好满足烘干用气温度要求，这种急冷方式并没有浪费热量同时也削弱了二噁英重新形成的条件。

实施例2：

参考图2所示，图中A：表示线路A系统；B:表示线路B系统；C:表示线路C系统。本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：线路A与线路B系统同时设置时，其出口可以合并成一个管路系统，截止阀门4和调节阀门5可以共用一个。

实施例3：

参考图3所示，图中A：表示线路A系统；B:表示线路B系统；C:表示线路C系统。本实施例与实施例1、2基本相同，其区别在于：因为线路A和线路B系统是借助生料粉磨系统7引风机产生负压而抽取含氯气体，当系统的阻力平衡达不到要求，不能满足需要的抽取负压时，可以借助窑尾高温风机8抽取，即采用图3的布置形式，可以根据系统阻力计算进行选择：窑尾余热锅炉6的气体出口与生料粉磨系统7的生料烘干用气入口之间通过管路连接，管路上设有窑尾高温风机8，线路A和线路B系统的管路系统接入点设于窑尾高温风机8前，窑尾余热锅炉6的气体出口后。如果不用窑尾高温风机8抽取，也可以在线路A和线路B系统上设置一台引风机，有助于克服线路A和线路B系统的管路阻力，其投资仍然远低于常规旁路放风系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，包括不具备旁路放风系统的水泥窑，其设有窑尾余热锅炉和生料粉磨系统，其特征在于：还包括用于检测水泥窑烟气中氯离子含量的气体分析仪，以及备用系统，在窑尾烟室和/或预燃炉的烟气出口处设置取风口，并设置管路系统引出含氯气体至生料粉磨系统的生料烘干用气入口，管路系统上设有截止阀门和冷风调节阀，气体分析仪与截止阀门和冷风调节阀电连接并根据检测到的氯离子含量控制截止阀门和冷风调节阀的开闭；备用系统包括连接前述取风口至窑尾余热锅炉的气体入口的备用管路系统，备用管路系统上也设有截止阀门。

2.如权利要求1所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：窑尾余热锅炉的气体出口与生料粉磨系统的生料烘干用气入口之间通过管路连接，管路上设有窑尾高温风机。

3.如权利要求2所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：管路系统接入点设于窑尾高温风机后，生料粉磨系统的生料烘干用气入口前。

4.如权利要求2所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：管路系统接入点设于窑尾高温风机前，窑尾余热锅炉的气体出口后。

5.如权利要求1所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：预燃炉的烟气出口处设置有取风口及其管路系统，备用系统的备用管路系统也连接该取风口。

6.如权利要求1所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：管路系统的两端分别设有截止阀门，管路系统的两端截止阀门之间设有冷风调节阀。

7.如权利要求1所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：备用管路系统的两端分别设有截止阀门。

8.如权利要求1所述的消除水泥窑焚烧废弃物的不稳定有害氯的系统，其特征在于：气体分析仪设于窑尾烟室和/或预燃炉。