废胶渣的特性分析及水泥窑协同处置经验总结.pdf
《废胶渣的特性分析及水泥窑协同处置经验总结.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《废胶渣的特性分析及水泥窑协同处置经验总结.pdf(4页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、-30-2023.No.110引言板材行业是广西贵港市的支柱产业之一,其产品为建筑模板和家居生态板,统称胶合板。胶合板是由单块薄木板经胶粘剂黏合、压制形成的三层或三层以上的板材,所使用的胶粘剂主要为酚醛树脂胶(PF),用量约为6080 kg/m3。酚醛树脂是由酚类和醛类物质在催化剂的作用下缩聚后经中和、水洗而制成的树脂,通常由苯酚和甲醛合成而来1。在胶合板生产过程中不可避免地会因为裁边、修正等步骤产生加工剩余物,这些加工剩余物除了木质成分外还有较多的酚醛树脂黏合剂,在当地通俗称为“废胶渣”,依据产废工艺归属于 国家危险废物名录 中的HW13有机树脂类废物,废物代码900-014-13。因含有挥
2、发性有机成分,废胶渣如果燃烧处置不完全会产生VOC、二噁英等有毒气体,对环境造成污染。水泥窑协同处置技术在处置废胶渣上具有焚烧温度高、强碱性环境等优势,能够确保废胶渣中的有机成分被彻底焚烧以及遏制二噁英的产生,同时焚烧废胶渣产生的热量也可以为水泥窑减少煤耗,因此水泥窑协同处置废胶渣是一种可行性的技术路线2。自2020年以来,我公司利用两条6 000 t/d水泥生产线,对废胶渣进行协同处置测试,经过调试与经验总结,目前已经实现了废胶渣的稳定处置,单窑废胶渣日处置量达到70 t以上。本文对水泥窑协同处置废胶渣进行了充分论证,对过程经验进行了总结。1废胶渣检测分析1.1废胶渣成分分析在进行水泥窑协同
3、处置时,首先要对危险废物的产废工艺、物料性质、有害成分进行研究。废胶渣的检测项目包括总氯含量、总硫含量及重金属(包括:砷、铅、镉、铬、铜、镍、锌、锰等)。我公司这两年来对贵港市的四百多家胶合板厂产生的废胶渣进行检测,有害成分及热值分析结果见表1。废胶渣的特性分析及水泥窑协同处置经验总结黄翰卿,胡嘉文,杨超龙(贵港台泥东园环保科技有限公司,广西贵港537123)摘要:为了实现胶合板厂废胶渣的无害化处置,同时为水泥窑协同处置企业减少煤炭消耗,进行了以下研究:通过对废胶渣化学成分与燃烧特性分析(TG、DTG、DSC),确认了废胶渣作为水泥窑替代燃料的可行性;通过研究处置废胶渣4 t/h下窑尾烟气成分
4、与熟料煤耗、品质的变化,确认了处置废胶渣4 t/h可以实现降低煤耗1.57 t/h,同时不会对熟料质量造成影响,但是要注意过程中窑尾烟气总有机碳的变化;研究了废胶渣破碎与输送效率的提升方法,通过新增剪切式破碎机专门破碎废胶渣,弥补了SMP自带破碎机效率无法满足生产需要的问题,通过在易架空位置增加固定推料器与振打电机等方式提升了废胶渣的输送效率。最终实现了6 000 t/d水泥窑处置废胶渣4 t/h,并对窑尾烟气与熟料质量没有负面影响。关键词:废胶渣;水泥窑协同处置;酚醛树脂;危险工业废弃物中图分类号:TQ172.9;X705文献标志码:B文章编号:1002-9877(2023)11-0030-
5、04DOI:10.13739/12-1899/tq.2023.11.008表1废胶渣有害成分及热值分析As/(mg/kg)Pb/(mg/kg)Cr/(mg/kg)Cu/(mg/kg)Ni/(mg/kg)Zn/(mg/kg)Mn/(mg/kg)总氯/%总硫/%热值/(kJ/kg)31113NDND22190.1070.07814 560从废胶渣分析结果来看,废胶渣主要成分为有机物,热值高,有作为替代燃料的价值。氯、硫及重金属成分较低,重金属几乎没有,有害成分在配伍上没有太大限制,主要关注点:在窑内的燃烧效率,避免燃烧不完全产生TOC。1.2废胶渣燃烧测试为研究废胶渣的燃烧特性,随机选取四家产废单
6、位的废胶渣样品以热重-差示扫描量热仪(TGA-DSC)进行热分析。试验条件为:样品重量12 mg;使用气体为空气;升温速率10/min;使用坩埚为氧化铝坩埚。图1为废胶渣的热失重曲线(TG),图2为废胶渣的热失重速率曲线(DTG),图3为废胶渣的差示2023.No.11-31-黄翰卿,等:废胶渣的特性分析及水泥窑协同处置经验总结扫描量热曲线(DSC)。0-20-40-60-80-1008006004002000重量/%温度/样品1样品2样品3样品4图1不同废胶渣样品的热失重曲线(TG)0.0020-0.002-0.004-0.006-0.008-0.0108006004002000重量损失速率
7、/(%/)温度/样品1样品2样品3样品4图2不同废胶渣样品的热失重速率曲线(DTG)2.01.51.00.50-0.5-1.08006004002003007005001000功率差/mW温度/样品1样品2样品3样品4图3不同废胶渣样品的差示扫描量热曲线(DSC)由以上热分析曲线可以看出:(1)废胶渣主要有3个失重区间:20130、200370、370650。(2)废胶渣在20280 主要以吸热反应为主,这个阶段主要反应为水的蒸发吸热和酚醛树脂的热分解反应(为吸热反应);280580 主要为酚醛树脂的裂解放热反应,为主要的放热阶段;580670 主要发生的是固体炭化物的氧化燃烧放热反应;670
8、 后,裂解过程基本结束。(3)对比前人研究,废胶渣的热分析曲线与纯酚醛树脂热分析曲线差异较大,与木粉/酚醛树脂制成的复合材料基本相似3-4。表2为废胶渣的部分热分析参数与烟煤、作为替代燃料使用的木屑的对比结果。表2废胶渣与其他燃料热分析参数对比样品名总失重/%外推起始温度/外推结束温度/热值/(kJ/kg)废胶渣198.98243.60373.8514 680废胶渣294.21231.67342.3614 540废胶渣397.57238.91357.9614 540废胶渣495.94250.39349.0514 870木屑82.86276.09354.3510 010废纺88.21371.52
9、460.5118 690烟煤78.28406.32550.4219 790根据表2可以看出:(1)不同来源的废胶渣在热分析参数上整体相近。(2)废胶渣总失重量在94%以上,对比烟煤与木屑残余量较少。(3)废胶渣的外推初始温度约240,该温度点主要反应为酚醛树脂的热分解反应,说明在240 左右,酚醛树脂开始裂解放热,开始发生放热反应。(4)废胶渣的外推初始温度与外推结束温度均小于烟煤,与木屑较为接近。因废胶渣外推初始温度较低,较煤炭更容易燃烧。直接投入850 以上的分解炉时,首先,要特别注意废胶渣在刚喂入分解炉时可能就开始燃烧放热,引起炉内升温过快,导致分解炉温度波动大,窑系统波动,引起结皮堵料
10、,窑操作员要适宜减煤,恰当调整;其次,必须尽可能把废胶渣破碎至最小粒径保证充分燃烧,避免燃烧不完全产生CO,增加污染排放;最后,废胶渣必须保证稳定投加,减少温度波动对窑的负面影响,提高燃烧效率,提高废胶渣的替代燃料价值。2处置测试与结果分析2.1处置测试工艺流程废胶渣进厂后先由实验室采样分析,确定成分与计划的一致后由叉车放上皮带,由皮带输送至剪切式破碎机进行破碎后,再进入料坑。通过抓斗一次计量,送入进料口,通过大倾角皮带输送至分解炉高温段进行煅烧处置。生产试验处置量从0.5 t/h开始,逐步提升至4 t/h,并稳定4 t/h进行长达一周的试验,期间安排定期熟料品质检测、窑尾烟气环境监测,有异常
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 废胶渣 特性 分析 水泥 协同 处置 经验总结