水泥窑使用不同替代燃料实例研究.docx

水泥窑使用不同笆代燃料实例研究摘要使用有热值的固体废物作为燃料品代水泥窑所需的化石燃料，在解决了固体废物处冏玳时的同时可减少水泥窑生产战化石燃料的消耗,有,助于水泥企业在煤炭价格高企的环境卜降本增效，同时可助力水泥行业的节能降碳改造升姒，以某水泥公司4500Ud的新型干法水泥窑为依据,介绍几种不同种类的甘代燃料投加至水泥窑内的煤粉昔代效果分析,同时对处置替代燃料过程中存在的问题进行思考”0引言煤炭、石油和天然气等化有燃料满足了当今世界的大部分能源需求，但全球燃料资源有限.随着化石燃料的不断开采,价格愈加吊贵同时化石燃料的燃烧将对环境产生破坏性影响,这决定了开发番代燃料的必要性.从能源消耗的用度来看，水泥行业是世界上能源最密集的行业之一，能耗占全国建材行业总能耗的7O%8O%左右，烧制熟料消耗的W烷占全国煤炭总消费量的6%左右，随苻经济的不断发展，从长远来有，能源价格还将继续上升，水泥的制备成本也耨随着能源价格的提高而提海.水泥窑协同处置替代燃料将成为趋势.有数据显示，加果在水泥生产中使刖40%的昔代燃料,每生产100万吨熟料将少排放约10万吨：氧化砂.目前水泥行业降碳潜力较大的是节约化石燃料使用，以普代燃料代替化石燃料是H接、有效的降碳途径。通过实践和分析不同种类的替代燃料对水制窑生产窑况的影响.以及不同种类的誉代燃科热值利用率情况，对水泥窑协同处置替代燃料在预处理及选择上提供参考意见.1水泥&使用替代燃料的必要性替代燃料指的是利用非危险废物类可燃烧废物为主要原料，通过预处理、除杂、破碎、筛分、分选等工2制备而得,以宜接或间接形式为各类用能单元提供热能的燃料.水泥窑普代燃料来源主要包括废布料、秸秆、稻克、峻旧轮胎、废塑料、废橡胶、橡胶粉、竹炭、炭黑等。为加快推进工业绿色低碳转型,切实做好工业领域碳达峥工作，工业领域碳达峰实施方案要求.到2025年规模以上工业单位增加优能耗较2020年下降13.5%,单位工业增加伯CO2排放下降8度大于全社会下降幅度，重点行业CO2排放强度明显下降：W水泥行业节能降碳改造升级实施指南？指出，积极开展水泥行业节能低碳技术发展路战研究，加大技术攻关力度，支持和鼓励水泥单位利用自有设施,场地实施余热利用、替代熟料等,减少时化石能源的利用.我国固体嵯物资源丰富，将其作为燃料代替传鼓工艺中的化石燃料，不仅可以实现固体废物的资源化利用，缓解城市固废困城的高压态势，同时也能助力水泥厂等高能耗企业节货犍排、绿色转鞭。同时，受国家“节能'降耗、减碳”政策影响，水泥企业能耗指标管控形势日益严竣,使用国代燃料或构成为水泥企业节能降碳的一个理要手段.2水泥窑处世替代燃料工艺方案某水湘公司4500t/d的新型干法水泥窑，配套建设了杵代燃料顶处理及入窑处置系统。主要方窠：制的替代燃料的废布料、废塑料、暖山橡胶等原材料进厂后,贮存在新建车间内，分别堆放储存：各类物料经过破碎机等仪处理措施后,最终出料粒咬V100mm满足后续的计玳和入分解炉怆送要求：经过破碎后的物料经皮带输送至窑尾按热器塔架内：在预热器塔内设置J'一套计以传存仓等设施，最终将能代燃料通过溜管、锁风翻板的设备喂入分解炉进行焚烧处置。普代燃料入炉工艺见图1。3不同种类替代燃料使用分析3.1 几种替代燃料某水湘公司通过时不同种类替代燃料的成分及燃烧试验情况进行检测，并在保证窑况植定的前提卜I将不同种类替代燃料投加至该公司4500t/d的新型干法水泥窑内，以了解不同种类竹代燃料对水施生产线运行的影响.图1水泥窑协同处置柠代燃料工艺流程（1）成分情况热值、水分、硫、制的检测方法按照GB/T1762017£水泄化学分析方法3的要求执行.检测结果见表1。表1替代燃料检测结果林代燃料art.(Mjkg)J%C1.%生物质颗粒15.398.80.021.17橡胶粉33.261.11.60.36废旧塑料17.873.70.102.04废旧衣版20.722.10.230.62生物质粉末15.696.20.051.26（2）燃烧试验燃烧试验参照校测方法GB/T39833-2021e煤的燃烧特性测定方法一维炉法的要求执行。检测结果见表2表2替代燃料燃烧试验结果替代燃料燃烧温度凡初燃时间/S燃尽时间min燃尽率/%生物质颗粒850I1.8.681.8橡胶粉85093.574.6废旧费料850332.983.9废旧衣服850232.584.1生物质粉末85051.279.23.2 运行分析该水泥公司测试阶段，然料氯离子本底值约0.035%,内控标准为0.05%,从氯禹子来看.投加空间为001S%部分暂代燃料因疑肉子较高,在实际使用过程中较大影响了甘代燃料的投加.另外，因替代燃料投加系统未设置预期炉，采用直接进入分好炉的方式，也限制了酋代燃料投加，（1）投加生物质颗粒时：粒径分布在0.52.5cm,含水录（8.8%）、一离子（1.17%）均较高.通过理论计算，生物质颗粒投加台时为2.5th,对熟料氯离子提升的为0.015%.达到该公司的内控标准，在实际投加过程中，当投加台时提到26t/h时，烟室、分解炉锥部等处站皮清理频次明整提升，通过取样检测，部分熟料样品S1.含量最大可达0Q55%超内控标准，且系统Co较高,平均在0.3%0.S%窑减产510th熟科工序电耗均有所上升.通过对熟料、仔代燃料的多次检测和分析，可能存在部分有机就的挥发，生物场肥粒中实际觥含麻要远超1.17%,当台时稳定在1.5t/h时，水泥生产税的各项生产指标可控，对窑台产稍干j影响，通过统计投加前后对比，每小时可样代煤粉0.75to投加生物质颗粒时.受含水量及狐禽子的影响.按照理论限值投加时,对窑的工况影响较大，使用生物质颗粒产生的经济效益被工序电耗上升等覆差：逐步降低投加台时，熟料生产趋于枪定。轴吨生物质颗粒可普代煤粉0501，首代燃料热依利用效率为77%,（2）投加橡收粉时：物料为粉状，从检测成分来看,水分含量较低，投加台时主要受到硫含量的影响.因橡胶粉来源不足.且橡胶粉采陶成本高（高达2000元八）.假定热股粉热伯利用率100%.其效益性价比也是远低于煤粉.为观察楼胶粉对水泥窑生产的影响,将台时植定在1.0th试验了段时间，试骁期间富台产、分解炉出口CO及窑电流较未投加之前均波动不大，窑工况较稳定：通过统计投加前后对比.每小时可替代煤粉1.291,投加橡胶粉时，理论投加上限主要受制于硫含量.同时因梭胶粉热值高,其细度不能与煤粉相比,也限制了橡胶勃的投加，每吨橡胶粉可图代燥黝1.29t.曾代燃料热值利用效率为92%,（3）投加废旧塑料时:粒径控制在5cm以内，氯离子含量坡斋（2.04%）,通过理论计算.废旧熨料投加台时为1.5th,对熟料用离子提升的为0.015%,达到该公司的内控标准.通过对馁旧缎料灰渣率检测以及考虑有机编:的挥发,推测废旧塑料实际抵含成可能超过5%,在实际投加过程中，废旧果料投加台时控制在05t/h，分解炉出口8较正常情况下提升0.3%左右,窑台产也出现波动，G高降幅UJ达5th,并在分解炉局都出现爆燃现象，现场结皮清理颇次加大，系统稳定性较差.通过统计投加前后对比,每小时可替代媒检026t.投加废旧塑料时，其台产较低的情况下，对窑的影响依旧很明显，在实际使用过程中，可考虑搭鼠其他种类的的代惚料共同使用。审屯废旧塑料可替代煤粉0.52t,杵代燃料热值利FH效率为69%（4）投加废旧衣眼时：物料为条状,在欣处理及输送阶段易缄绕螺旋校刀等设备.给处理帝来了一定的困难,经过现场增设打鼓等措施,台时可稳定在2.0th废旧衣服的投加.对窑台产约有23Uh的影响，分解炉出口CO较正常情况下午j所波动，整体来看，密工况较为柩定。通过统计投加前后对比，每小时可替代煤粉1.4t°投加废旧衣服时.按照2th的台时,对窑的影响相对较小,当分时提高到34th时.输送阶段缠堵的情况增多，对窑的影响程度加剧.每吨废旧衣服可替代提粉070t,替代燃料热值利用效率为80%。（5）投加生物质粉末时：物料为粉状，从检测成分来看，生物旗粉末投加台时为2.5th.对熟料氯离子提升约为0015%,达到该公司的内控标准.其实除投加台时叮使用生物质颗粒相似，但是可以看出生物城粉末较生物质颗粒燃烧特性更好，从窑况来看，使用生物质粉末对富的影响更小，对窑台产几乎没有影响，通过统计投加前后对比，姆小时可替代煤粉0.861.投加生物质粉末时,理论投加上限主要受制于其台量.相同条件下,酚末状物料较颗粒状物料时窑况影响更小.每吨生物城黝末可替代媒扮0673替代燃料热值利用效率为86%.3.3 运行中存在的问题（1）输送系统需要进一步优化。该公司现场采用中间仓的形式对首代燃料进行暂存并输送至分解炉内处置.当使用废旧衣服等松散物料时.易出现架仓现象.现场通过不断优化拨科、打散的方式，架仓现象得到改善.（2）有古元素成分不均匀。理论上来说，当采用同一种类的咎代燃料时，有否元素相对可控，但是在实际使用过程中,不同批次，甚至同一批次的物料有否元素波动性都较大，限制了配伍作用的发挥.现场通过对原料供应厂家提诙相关参数的要求.情况疔所好转.（3）未设置预燃炉-目未设置预燃炉，替代燃料使用过程中，在有害元素可控的酋提下，投加台时仍得不到有效提升，主要是体现在件代解料的燃烧性较煤粉要差，,小致分解炉出口Co波动大；同时可能会出现未燃尽的特代燃料在版M筒内继续燃烧的现象，导致普代燃料的热（ft利用率不ift（4）未设置除狐系统.在几种替代燃料使用过程中,生物场粉末因其易燃等特性，对水泥密的影响相对较小，但是含氯较高，导致其台时受限,处置昔代燃料项目，应考虑设汽除烈系统,提高水混窑时不同种类的普代燃料的适应性.4总结辿过不同种类昔代燃料的使用，了解其对水泥生产的影响，在选用替代燃料时,应施垂考虑物料尺寸、有杏元素、易燃性、效益等要素：物科尺寸较小的生物质粉末在投加过程中，对窑的影响相而较小，且热值利用率相而较高：有害元素较高的废口电料对熟料质域及窑况影响较大：橡胶粉因其效益性价比远低于块粉.在实际使用过程中.也不会选择檄胶粉作普代燃料.捉离替代燃料在水泥生产中的使用比例符合水泥生产的发展的势，研窕价代燃料理化性质对水制生产的影响，以及提升替代燃料热值利用效率，破大限度地为水泥生产降本增效，“双碟”背景下水泥窑替代燃料发展路径本文通过介绍国内外替代燃料发展历程，整理分析了各个国家和各大企业使用情况,提出了我国普代燃料发屣与使用中的问题、原因和发展建议，从而促进水泥行业低碳化和废物处理环保化发展，助力完善循环经济体系。水制工业碳排放量高碳减排任务段巨.是建材行业中碳排放口最大的子行业.昔代燃料技术在水池行业管低碳排放、消纳废物方面优势极大，在国内外相关政策的推动下,国内外各大企业积极实践，己形成生活垃圾、污泥、轮胎等废物处理利用产业S1.新技术也在逐步发展中。与传统废物处理方式相比，水泥窑仍同处置废物U1.以实现废勃的无吉化和资源化处理,产品质量和环保指标双达标.具有明品的社会效益,已经在全球范用内得到充分认可和推广.1水泡窑替代燃料发展并景1.1 国外发展历程国外水泥窑替代燃料是陋若度物处置的环保化和水泥行业的低碳化要求不断加深而不断发展的，共分为4个阶段，分别是20世纪70年代的初始与探索阶段、20世纪80年代的接受与认可阶段'20世纪90年代末的标准与制度建立阶段和2015年以来的不断推广应用阶段。第一阶段作为接脱能源依敕