德基俄勒冈煤矿瓦斯轮胎灰树林水泥
图4 - 3。典型的干燥过程§期间的物料处理
硅酸盐水泥制造3 -
e签证官
如第二章所述，水泥窑向出料端轻微倾斜，缓慢旋转。进料在重力作用下缓慢进入窑口。大部分燃料在窑的出料端燃烧，这样高温气体才能通过逆流对下降的原料原料。湿法窑通常超过500英尺长，而且水的蒸发从饲料发生在前20至25英尺的窑。干法窑可以比湿法窑短20%到25%，因为很少或根本不需要停留时间蒸发水从饲料和饲料加热更快。蒸发后，在经过窑的过程中，原料的温度上升到2700*F左右，并发生一些物理和化学变化。粘土中的水化水被排出，碳酸镁煅烧成MgO和C02，碳酸钙煅烧成CaO和C02，最后，石灰和粘土的氧化物在窑的烧制端结合形成熟料。典型配置如图4-4所示熟料生产的过程。下面的4.2.6节讨论了添加轮胎和TDF来补充窑炉燃料的各种方法。
4.2.3预热器和预分解器
干法水泥生产设施通常有几种其他类型的制造设备，旨在增加燃料效率。第一个许多干法窑炉在窑炉的进料端增加预热器，在进料进入窑炉之前开始加热。预热器主要有两种类型，悬浮式预热器和行走篦式预热器;两者都使用热，退出窑空气，以促进更有效的热量传递到饲料比可能发生在饲料端窑本身排气烟囱f
I控制I设备
出口气体一次风和燃料q8流燃烧器料流原料进料冷却器q8流燃烧器
出口二次风/熟料出口
图4 - 4。硅酸盐水泥生产中典型的熟料生产过程
添加减少了形成一吨熟料所需的燃料量。与湿法窑相比，带预热器系统的干法窑可节省50%的燃料
提高干法窑燃料效率的第二个发展是预分解炉。在这个系统中，在预热器和窑之间有一个叫做闪蒸预分解炉的容器，并由一个单独的燃烧器提供燃料。使用轮胎补充分解炉燃料的讨论将在下面的4.2.6节中讨论。
图4-5为带预分解炉的四级悬浮预热器。进料由上升的逆流空气从一级吹到另一级，在第3级之后到达分解炉，然后吹到第4级。移动篦机预热器如图4-6所示。大约95%的饲料煅烧发生在预分解炉中。煅烧炉可以使用来自窑或熟料冷却器的预热空气。预分解炉有几个操作优势。由于煅烧速度快，可以快速调整煅烧速率，以获得均匀的饲料煅烧。带预分解炉的窑较短，因为煅烧所需的距离较短。此外，在没有预分解炉的相同直径的窑上，生产能力可以增加，因为较短的窑可以以更高的速度旋转，同时仍然保持适当的饲料停留时间和床层深度的操作特性。
4.2.4水泥精磨
煅烧的熟料在球磨机中研磨，与石膏混合，然后袋装或散装运输。精磨粉磨和水泥运输如图4-7所示。用于制造熟料的燃料类型不会影响这些操作。
图4 - 5。四段悬浮预热器，在a处设有预分解炉波特兰水泥厂3
制粒机盘
到收集装置
图4 - 6。在波特兰水泥厂运行graté预热器系统
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空气分级机
水泥收集器。
空气分级机
水泥收集器。
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4 v。QYPSUM AOOEO
大容量存储器
散箱散箱车车包装车车车机
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大容量存储器
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图4 - 7。
在波特兰水泥生产过程中，完成磨粉和运输
4.2.5轮胎在窑中作为燃料
轮胎或TDF可用于补充窑炉燃料和/或预分解炉燃料。当TDF添加到窑炉燃料混合物中时，它通常添加在窑炉的燃烧器(下)端，靠近给煤，但不与之混合。在一个工厂(Holnam/Ideal)， TDF是在煤火上方被送入的这种安排允许芯片被吹进窑炉，并使芯片通过煤焰下降，以产生更好的燃烧。在大多数情况下，TDF添加在窑炉的进料端(高端)。几个窑已经增加整个轮胎在窑的进料端，使燃烧发生时，轮胎移动下窑;这种方法在欧洲很常见。4然而，在美国的许多窑，特别是湿法窑，在窑的进料端悬挂链条以加强热交换。这样的设备形成了一个屏障，除了精细研磨的材料，并排除使用整个轮胎在饲料端。带预热器的窑炉为在进料端添加TDF或轮胎提供了最佳环境，因为在进料接触轮胎切屑之前，干料已经发生了显著的预热。
轮胎偶尔被用来补充主要的预分解炉燃料(通常是煤)，结果好坏参半。位于佛罗里达州布鲁克维尔的佛罗里达碎石公司(Florida crush Stone)正在向预热器中添加TDF，但由于预热器堵塞而不得不停止使用(很可能是由于轮胎碎片不完全燃烧产生的凝析油)。该公司正在安装一个完整的轮胎给料机，配有秤带、计算机、变速带和三门溜槽，将轮胎送入窑内
位于加利福尼亚州维克多维尔的西南波特兰水泥公司不仅成功地将TDF添加到预热器中，而且还通过在窑料中混合整个轮胎来补充一次窑燃料轮胎碎屑被添加到预热器中，在火裂解器(预分解器)单元，就在从熟料冷却器带来热空气的第三风道之后薄片燃烧得很快，随着气流进入预热器。同时，采用双浇口法将整个轮胎引入窑料端。首先，轮胎被垂直送入一个倾斜30 - 40度的下斜槽，这样轮胎就会向下滚动，并在第二个闸门处停止。第一道门关闭，第二道门打开。然后轮胎滚过饲料架进入窑。双浇口方法减少了多余的空气进入窑和热量损失同时使用这两种轮胎有助于最大限度地提高轮胎提供的燃料的百分比。使用全胎可减少窑炉烧成端煤耗，但过多的全胎会给窑炉进料端提供过多的热量。 The TDF replaces coal used in the precalciner, but would not be used in the kiln, because they are more expensive than the whole tires.16
4.3排放、控制技术及其有效性
本报告评估了三个水泥设施和一个石灰窑的测试结果。这四家工厂分别是:俄勒冈州德基的Ash Grove水泥公司;Holnam/Ideal Cement，西雅图，华盛顿;Calaveras水泥，雷丁，加利福尼亚州;华盛顿州瓦卢拉的博伊西瀑布石灰。
1989年10月18日至20日，在俄勒冈州德基的Ash Grove水泥公司进行了测试，评估了标准污染物、脂肪族和芳香族化合物、金属，并专门检查了氯化物的排放，以评估二恶英形成的可能性阿什格罗夫的常规燃料是天然气和煤炭的混合物。如表4-2所示，燃烧一些TDF时氯化物的排放比正常窑烧时低，并且;因此，俄勒冈州环境部门
污染物 |
基线，0% TDF |
9 - 10% TDF |
变化百分比 |
微粒,磅/ MMBtu |
0.969 |
0.888 |
8 |
S02,磅/ MMBtu |
0.276 |
0.221 |
-20年 |
有限公司,ppm |
0.049 |
0.036 |
-27年 |
脂肪族化合物，磅/MMBtu |
0.0011 |
0.0009 |
-18年 |
镍、nq |
30. |
戴斯。莱纳姆:“ |
NAb |
镉、害怕/ g |
3．0 |
2．0 |
-33年 |
铬,吴 |
30. |
戴斯。莱纳姆:“ |
NAb |
铅、/ xg |
戴斯。莱纳姆:“ |
戴斯。莱纳姆:“ |
NAb |
锌、ng |
35 |
35 |
0 |
砷,吴 |
0.2 |
0.2 |
0 |
氯,磅/小时 |
0.268 |
0.197 |
-26年 |
铜、无花果 |
37 |
13 |
-65年 |
铁壶 |
400 |
200 |
-50年 |
•低于检测限(DL)。b NA -不适用。
质量(DEQ)发现，在Ash Grove使用TDF作为补充燃料并没有增加二恶英形成的可能性同一份报告描述了对17种特定多核芳烃进行的筛选试验。只检测到三种多环芳烃(萘、二苯并呋喃和菲)，并且在所有8个样本中都检测到。然而，这些化合物的最高水平是在燃烧普通燃料(天然气和煤)时检测到的，而不是在燃烧TDF.20时
Ash Grove的测试还检测了总碳氢化合物、蒸汽重金属和大约115种其他多环芳烃。总碳氢化合物的排放测试显示，燃烧TDF和不燃烧TDF的结果相似。由于对碳氢化合物总量没有许可证限制，报告中没有进一步讨论这些问题。对于测试的10种金属，轮胎芯片燃烧时的排放量等于或小于轮胎芯片燃烧时的排放量。报告指出，没有证据表明这10种金属中的任何一种的排放浓度值得担忧。最后，对其他多环芳烃的筛选没有发现任何其他有意义的化合物。对于所有多环芳烃，检测到的化合物中没有一种被列为人类致癌物或可能的人类致癌物俄勒冈DEQ要求Durkee的Ash Grove进行为期一年的环境颗粒物排放监测项目
1990年10月，在华盛顿州西雅图的Holnam/Ideal水泥公司进行了基线(100%燃煤)、11% TDF和14% TDF的测试湿法水泥工厂。采用ESP控制窑炉排放。TDF使用率分别为11%和14%时，颗粒物、SOz、NOx、VOC和半挥发性有机化合物的排放量较基线显著下降。在11%和14%的测试中，CO排放量分别增加了30%和36%。测试了几种金属，包括镉、铬、铜、铅和锌。在11% TDF测试中，除了铬排放量增加外，这些也表现出排放量的减少。
图4-8霍尔南窑测试的每种TDF水平的污染物排放标准图Holnam的金属排放百分比变化如图4-9所示，VOC排放百分比变化如图4-10.12在Holnam进行的有害空气污染物(HAP)排放测试结果汇总如表4-3所示
华盛顿州瓦卢拉市的博伊西·喀斯喀特石灰制造厂燃烧15%的TDF作为天然气的补充回转窑.18 1986年只对金属和有机物进行了检测。最重要的是，在测试期间燃烧TDF时，锌、铬和钡的排放量急剧增加窑的排放物由文丘里洗涤器控制，这对收集氧化锌等小金属颗粒并不有效。(文丘里洗涤器的收集效率随着粒径的减小而降低。)测试结果如表4-4所示，图4-11所示为该窑金属和有机物排放的百分比变化
由于Calaveras工厂在生产过程中大量重复使用燃烧空气，织物过滤器废气是窑、熟料冷却器和生料磨的唯一排放点。来自织物过滤器的废气持续监测一氧化碳，氮氧化物和碳氢化合物。卡拉维拉斯在燃烧20% TDF的情况下测试了有毒污染物。表4-5总结了这些测试结果，给出了金属、有害空气污染物、多芳烃、二恶英和
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微粒 |
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