污泥水泥窑协同处置现状与展望

北京水泥厂水泥熟料生产线规模分别为2 000 t/d和3 000 t/d，利用其中的3 000 t/d水泥回转窑对危险废物和污泥协同处置，设计脱水污泥处理能力500 t/d。脱水污泥在厂内经涡轮薄层干化处理后，含水率从80%降至35%（半干化）或10%（全干化），投入分解炉之上的预燃炉。

在污泥涡轮薄层干化单元中，利用2条生产线的窑尾烟气作为热源，烟气经导热油换热用于加热干燥器内的污泥，干化污泥和气体经过旋风分离器和袋式收尘器分离，污泥经螺旋冷却后进入分解炉底部；蒸汽经过离心机抽取循环后经热交换器重新被加热后大部分返至干燥器的始端。为保证干燥回路在常压和微负压状态下运行，从污泥干燥过程回路抽取少量蒸汽经过冷却塔冷却后（不凝气体）送入水泥窑焚烧。污泥协同处置对熟料品质基本无影响，见图5。

3.4污泥脱水——气化炉投加

部分水泥企业依托水泥窑设置气化炉等专用焚烧炉对垃圾和污泥混合处理。

胡芝娟等在2000年在上海市万安集团利用水泥窑流态化焚烧分解炉进行了焚烧污泥半工业试验。通过对含水率75%的生活污泥、石化污泥及其自然干燥物（含水率约65%）进行焚烧处理，流态化焚烧分解炉的燃烧区温度850～900 ℃，气体停留时间≥5.3 s，同时在悬浮态下进行能够保证气体中的有害物燃尽。焚烧后的物料随气流进入旋风筒，经旋风筒分离后进入水泥生产系统。

安徽铜陵海螺水泥有限公司水泥熟料生产线规模分别为4 000 t/d和4 500 t/d，一期工程利用4 500 t/d生产线对生活垃圾和污泥协同处置，脱水污泥设计处理能力30 t/d。污泥经螺杆泵输送，通过2个投加点进入气化炉，同时预留进入窑尾烟室的通道。气化炉内的物料在500～550 ℃的温度环境下与炉内高温流动介质（流化砂）充分接触，一部分物料欠氧燃烧向流动介质提供热源，另一部分气化后形成可燃性气体送往分解炉内进一步焚烧，见图6。

3.5污泥脱水-增湿塔喷雾干燥-分解炉投加

陕西声威建材集团有限公司2条水泥熟料生产线规模均为2 500 t/d，利用水泥窑窑尾废气进行污泥雾化干燥及协同焚烧。设计脱水污泥处理能力500 t/d。项目利用窑尾增湿塔作为污泥雾化干燥的主要设备，干化后污泥（含水率30%）投加至分解炉处置。运行结果表明，市政污泥加入后对水泥生产和熟料质量均无不良影响。蒸发消耗热量平均为3 105 MJ/tH2O（全系统热量消耗），见图7。

3.6污泥/污泥焚烧灰渣——原料投加

富阳南方水泥有限公司、桐庐红狮水泥有限公司、杭州钱潮水泥有限公司在2011～2012年针对杭州市政及造纸污泥进行了水泥窑协同处置试验工作。投加方式为在原料端与石灰石、砂岩等混合配料后加入。由于《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》（GB 50757—2012）的强制条款规定“含有有机质的污泥严禁以生料或煤粉喂料方式入窑”，因此目前此类项目的投加污泥点大部分改为窑尾烟室或分解炉。

4 小结

本文分析了污泥水泥窑协同处置的应用现状和特点，提出了6种工艺路线并介绍了相应工程案例，关于协同处置污泥对水泥窑的影响以及此类污泥处置方式的模式预测、建议和展望，将在下篇中阐述。

延伸阅读：

关于污泥处置线路设计布局的探讨

城市存量污泥处理处置技术及案例介绍