專(zhuān)利名稱(chēng)：：用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝的制作方法用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝本發(fā)明涉及水泥生產(chǎn)工藝，具體涉及一種用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，適用于干法懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：我國(guó)人工栽培食用菌歷史悠久，規(guī)模巨大，僅以申請(qǐng)人公司所在地四川什邡市為例，種植木耳已有28年歷史，目前規(guī)模已達(dá)到近2億袋，每年產(chǎn)生菌渣量20多萬(wàn)噸，這些菌渣未經(jīng)任何處理，或堆放露天任其自然腐爛，或傾入河流，極大的污染了當(dāng)?shù)丨h(huán)境和水資源。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，菌渣必須進(jìn)行處理，但目前是將菌渣作為垃圾，用傳統(tǒng)垃圾焚燒爐處理菌渣，菌渣含有大量有機(jī)質(zhì)，熱值高，是一種可以利用的燃料，作為垃圾焚燒掉，是一種資源浪費(fèi)，同時(shí)也大幅度增大了食用菌生產(chǎn)成本，使菌農(nóng)無(wú)利可圖。再有，由于垃圾焚燒爐的溫度有限，菌渣水分含量較高，容易結(jié)焦，熱分解的效果不是很好；垃圾焚燒爐的空間有限，分解后的可燃?xì)怏w在爐內(nèi)停留時(shí)間較短，處理效率低；焚燒過(guò)程中J^生的有害氣體以及焚燒后灰燼中的重金屬仍存在二次污染。類(lèi)似的，還有許多熱值較高的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物如棉花、油菜、花生等作物的秸稈，工業(yè)有機(jī)廢棄物如廢舊塑料制品等，同樣存在處理問(wèn)題。另一方面，水泥生產(chǎn)煤耗高，是水泥成本的主要因素之一。原煤是不可再生的能源，其價(jià)格將不斷提高，水泥生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)日益下滑，一直在尋求可資利用的廉價(jià)能源替代原煤，以降低水泥成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，是提供一種用有機(jī)垃圾替代部分原煤生產(chǎn)水泥的工藝，既可解決有機(jī)垃圾的出路問(wèn)題，又可降低水泥成本。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用有機(jī)垃圾替代部分原煤生產(chǎn)水泥的工藝，包括步驟1).將有機(jī)垃圾預(yù)處理成顆粒燃料；2).將所述有機(jī)垃圾顆粒燃料送入水泥生產(chǎn)裝置的燃料分解爐分解，使其中的有機(jī)成分揮發(fā)成氣相，再進(jìn)入水泥窯內(nèi)氧化燃燒。所述有機(jī)垃圾預(yù)處理是采用粉碎機(jī)將有機(jī)垃圾粉碎為顆粒；所述粉碎機(jī)是帶有烘干裝置的粉碎機(jī)。所述有機(jī)垃圾顆粒燃料送入水泥生產(chǎn)裝置的燃料分解爐的步驟是a.用皮帶運(yùn)輸機(jī)將有機(jī)垃圾顆粒送往設(shè)置在水泥生產(chǎn)裝置附近的料棚內(nèi)堆放；b.用鏟車(chē)將料棚內(nèi)的有機(jī)垃圾顆粒裝入料斗，并稱(chēng)重計(jì)量；c.用提升機(jī)將料斗升至高位，翻轉(zhuǎn)料斗，將有機(jī)垃圾顆粒傾入下料管的入口，該下料管的出口連通燃料分解爐，有機(jī)垃圾顆粒經(jīng)下料管進(jìn)入燃料分解爐內(nèi)。所述下料管配有串聯(lián)連接的回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥和氣動(dòng)閘板閥，氣動(dòng)閘板閥布置在回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥之下。所述下料管采用鋼質(zhì)圓管內(nèi)壁襯耐高溫陶瓷料。所述下料管傾斜布置，傾角》75°。本發(fā)明的技術(shù)效果有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥，被資源化充分利用，成功地解決了有機(jī)垃圾的出路問(wèn)題，滿(mǎn)足了環(huán)保要求，同時(shí)也降低了水泥成本。與焚燒爐焚燒相比，還具有以下優(yōu)勢(shì)(1).水泥窯內(nèi)溫度高，氣體溫度和物料溫度分別高達(dá)175(TC和145(TC，而焚燒爐內(nèi)僅為900°C左右；(2).水泥窯內(nèi)氣體通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)，氣體(〉1100'C)的通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4秒以上，而焚燒爐內(nèi)僅2秒；(3).水泥窯的熱慣量大，工況穩(wěn)定；(4).水泥窯內(nèi)高溫氣體湍流強(qiáng)烈，有利于氣固兩相的混合、傳熱、傳質(zhì)、分解、化合、擴(kuò)散；(5).水泥窯內(nèi)的堿性物質(zhì)可以和廢料中的酸性物質(zhì)相化合為穩(wěn)定的鹽類(lèi)，便于其廢氣的凈化(脫酸)處理，而且可以與水泥工藝過(guò)程一并進(jìn)行；(6).水泥窯可以將廢料中的絕大部分重金屬固定在熟料中，避免再次擴(kuò)散之害；(7).焚燒廢物的殘?jiān)廴胨嗍炝?，最終進(jìn)入水泥成品，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染物。通過(guò)對(duì)比可以看出水泥窯具有溫度高、容納性大、處置有機(jī)垃圾不產(chǎn)生殘?jiān)⒉辉斐啥挝廴镜葍?yōu)勢(shì)。下面以用菌渣替代部分燃煤生產(chǎn)水泥為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖l是本發(fā)明的工藝流程圖具體實(shí)施例方式菌渣是食用菌采收后的剩余物，未經(jīng)過(guò)破碎和均勻化，成分復(fù)雜，主要含有木屑、棉籽殼等可燃成分，熱值較高，見(jiàn)表l、表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2菌渣熱值表項(xiàng)目應(yīng)用基重量％熱值kJ/kg水份揮發(fā)份固定碳灰分菌渣502017255由上表可見(jiàn)菌渣具有較高的熱值，利用價(jià)值較高。本發(fā)明用菌渣替代部分燃煤煅燒水泥，其工藝流程見(jiàn)圖l，將菌渣收集打包運(yùn)往廠(chǎng)區(qū)后，用帶干燥裝置的粉碎機(jī)l干燥并粉碎為顆粒，顆粒的含水量約35%，由皮帶運(yùn)輸機(jī)2送往堆棚3堆放，再用鏟車(chē)4將堆棚3中菌渣顆粒裝入料斗5，經(jīng)計(jì)量稱(chēng)6稱(chēng)重后，由提升機(jī)7升至高位，翻轉(zhuǎn)料斗5，將菌渣顆粒傾入下料管8的入口，該下料管8的出口連通燃料分解爐12，菌渣顆粒經(jīng)下料管8進(jìn)入燃料分解爐12內(nèi)。因菌渣的含水量為4050%，5(TC烘干一小時(shí)后粉碎為顆粒，水分仍在35%左右，在輸送過(guò)程中易發(fā)生堵料情況，針對(duì)此情況，下料管8進(jìn)行特殊防堵處理，具體措施是下料管8采用鋼質(zhì)圓管內(nèi)璧襯耐高溫陶瓷料,并將下料管8的水平傾角設(shè)計(jì)為》75°。這樣，下料管8很陡峭，內(nèi)壁很光滑，就不會(huì)發(fā)生堵料現(xiàn)象。因預(yù)分解窯是全負(fù)壓操作，燃料分解爐12通過(guò)三次風(fēng)管11形成負(fù)壓，下料管8的進(jìn)料口是通大氣的，加菌渣顆粒時(shí)，會(huì)將冷空氣帶入燃料分解爐12內(nèi)，增加系統(tǒng)熱耗。為此，在下料管8的尾端設(shè)有耐高溫回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥9，避免冷空氣進(jìn)入燃料分解爐12內(nèi)。在耐高溫回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥9之下還設(shè)有耐高溫氣動(dòng)閘板閥IO，在停止加菌渣顆粒時(shí)，快速關(guān)閉耐高溫氣動(dòng)閘板閥IO，防止燃料分解爐12內(nèi)的熱介質(zhì)反竄至下料管8，起到熱隔離作用。上述燃料分解爐12的燃煤進(jìn)口仍保留不變。只是新開(kāi)一個(gè)口，用于連接下料管8。菌渣的燃燒過(guò)程是先熱解產(chǎn)生揮發(fā)份，當(dāng)揮發(fā)份的可燃物達(dá)到一定濃度時(shí)再發(fā)生氧化燃燒。燃料分解爐12內(nèi)溫度85090CTC，菌渣顆粒在此溫度下被熱解，其有機(jī)成分揮發(fā)為氣相，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯13氧化燃燒。若采用傳統(tǒng)垃圾焚燒處理爐，當(dāng)菌渣進(jìn)入焚燒階段時(shí)，有機(jī)成分就易軟化，并和大量的灰分粘在一起，形成塊狀混合物，易于結(jié)焦，不利于傳熱和節(jié)能。由于本發(fā)明水泥窯內(nèi)溫度高，氣體溫度和物料溫度分別高達(dá)1750'C和145(TC，使顆粒替代燃料能夠充分燃燒，且回轉(zhuǎn)窯空間大，能使其充分燃燒并燃盡，不但解決粘結(jié)和結(jié)焦問(wèn)題，也不對(duì)環(huán)境造成污染。本發(fā)明中，菌渣燃燒不會(huì)產(chǎn)生有害氣體、二惡英等的污染。與傳統(tǒng)垃圾焚燒爐相比，水泥窯內(nèi)燃料氣體通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)，在4秒以上；燃燒溫度高，〉1700'C，菌渣燃料中的有機(jī)成分可以徹底分解，不會(huì)生成二次污染物質(zhì)，如二惡英及呋喃、H2S、S02等。垃圾焚燒爐和水泥回轉(zhuǎn)窯的比較見(jiàn)表3。表3垃圾焚燒爐和水泥回轉(zhuǎn)窯相關(guān)參數(shù)對(duì)照表參數(shù)垃圾焚燒爐水泥回轉(zhuǎn)窯氣體溫度(c)11001750窯爐轉(zhuǎn)速(r/min)0.2-0.32.83.2物料溫度(C)8501450氣體停留時(shí)間(s)2>4物料停留時(shí)間/min根據(jù)廢物性質(zhì)調(diào)節(jié)3035經(jīng)實(shí)測(cè)，菌渣的熱值Q二4128kcal/kg。現(xiàn)本申請(qǐng)人(四川利森建材集團(tuán)有限公司)所使用燃煤的平均熱值為21736kj/kg左右。按以上菌渣成分分析，燃燒l噸菌渣理論節(jié)約原煤(4128X1000X0.5-736096X0.5)/(5200X1000)=0.33噸注736096kcal為窯系統(tǒng)處理l噸水所需的熱量。下面是有效熱能分析具體計(jì)算。lt濕菌渣帶入的化學(xué)熱1000*(1-50%)*4300=2150000kcal/h1t濕菌渣蒸發(fā)水分耗熱1000*50%*597=298500kcal/h7lt濕菌渣蒸發(fā)的水蒸汽量-假設(shè)預(yù)熱器出口溫度為水蒸汽在340'C時(shí)的比熱水蒸汽由預(yù)熱器出口帶出熱:lt濕菌渣燃燒后總支出熱1000*50%/0.804=622Nm3/h340°C0.370kcal/Nm2.C622*340*0.370=78248kcal/h298500+78248=376748kcal/h假設(shè)lt濕菌渣中干物料燃燒放出的廢氣量與節(jié)省的燃料燃燒放出的廢氣量相同，另外不計(jì)lt濕菌渣帶入的潛熱，則lt濕菌渣可以節(jié)省的總熱量為2150000-376748=1773252kcal/h使用1t濕菌渣預(yù)計(jì)可以節(jié)省分解爐燃料量為1773252/5200=341kg/h考慮菌渣的水分波動(dòng)、不完全燃燒和管道散熱等因素的影響，燃燒l噸菌渣節(jié)約0.25噸煤粉是可行的。菌渣的加入量視回轉(zhuǎn)窯13內(nèi)的溫度變化靈活掌握，與煤粉加量沒(méi)有確定的比例關(guān)系，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯13內(nèi)的溫度向下波動(dòng)時(shí)，多加煤粉，少加菌渣，反之，則可少加煤粉，多加菌渣。另外，與傳統(tǒng)固廢處理的空氣輸送方式相比，本發(fā)明使用提升機(jī)輸送方式輸送菌渣更加節(jié)能。以上只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，它不限制本發(fā)明。當(dāng)采用其它有機(jī)垃圾時(shí)，只須調(diào)整相應(yīng)的工藝步驟或參數(shù)。例如，當(dāng)采用含水量很低的有機(jī)垃圾時(shí)，粉碎時(shí)即無(wú)須干燥。正是由于水泥回轉(zhuǎn)窯具有處理溫度高、焚燒空間大、熱容量大以及焚燒停留時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，加之水泥回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率高(一般年運(yùn)轉(zhuǎn)率大于90%)，決定了水泥回轉(zhuǎn)窯的廢物處理能力較大。并且，隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平的提高，水泥回轉(zhuǎn)窯的日產(chǎn)能力逐步提高，其熱穩(wěn)定性和抗波動(dòng)能力不斷加強(qiáng)，從而在處理廢物的規(guī)模和采用可替代燃料的數(shù)量也有較大的發(fā)展空間。權(quán)利要求1.一種用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，包括步驟1).將有機(jī)垃圾預(yù)處理成顆粒燃料；2).將所述有機(jī)垃圾顆粒燃料送入水泥生產(chǎn)裝置的燃料分解爐分解，使其中的有機(jī)成分揮發(fā)成氣相，再進(jìn)入水泥窯內(nèi)氧化燃燒。2.根^權(quán)利要求1所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于所述有機(jī)垃圾預(yù)處理是采用粉碎機(jī)將菌渣粉碎為顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于所述粉碎機(jī)是帶有烘干裝置的粉碎機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于，所述有機(jī)垃圾顆粒燃料送入水泥生產(chǎn)裝置的燃料分解爐的步驟是a.用皮帶運(yùn)輸機(jī)將有機(jī)垃圾顆粒送往設(shè)置在水泥生產(chǎn)裝置附近的料棚內(nèi)堆放；b.用鏟車(chē)將料棚內(nèi)的有機(jī)垃圾顆粒裝入料斗，并稱(chēng)重計(jì)量；c.用提升機(jī)將料斗升至髙位，翻轉(zhuǎn)料斗，將有機(jī)垃圾顆粒傾入下料管的入口，該下料管的出口連通燃料分解爐，有機(jī)垃圾顆粒經(jīng)下料管進(jìn)入燃料分解爐內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于，所述下料管配有串聯(lián)連接的回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥和氣動(dòng)閘板閥，氣動(dòng)閘板閥布置在回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥之下。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于，所述下料管采用鋼質(zhì)圓管內(nèi)壁襯耐高溫陶瓷料。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于，所述下料管傾斜布置，傾角》75°。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，其特征在于，所述有機(jī)垃圾是人工栽培食用菌的菌渣。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種用有機(jī)垃圾替代部分燃煤生產(chǎn)水泥的工藝，包括步驟1)將有機(jī)垃圾預(yù)處理成顆粒燃料；2)將所述有機(jī)垃圾顆粒燃料送入水泥生產(chǎn)裝置的燃料分解爐分解，使其中的有機(jī)成分揮發(fā)成氣相，再進(jìn)入水泥窯內(nèi)氧化燃燒。本工藝既可解決有機(jī)垃圾的出路問(wèn)題，又可降低水泥成本。文檔編號(hào)C10L5/46GK101560070SQ20091005945公開(kāi)日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月25日優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日發(fā)明者潘偉東,王國(guó)成,靳武士申請(qǐng)人:四川利森建材集團(tuán)有限公司