替代燃煤!水泥厂实现碳减排的新途径

日前,中共中央政治局召开会议,会议要求,要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作,尽快出台2030年前碳达峰行动方案,坚持全国一盘棋,纠正运动式“减碳”,先立后破,坚决遏制“两高”项目盲目发展。与此同时,如何利用生物质燃料替代化石类燃料和水泥窑协同处置帮助水泥企业实现碳减排开始引起整个水泥行业的思考。

有行业专家表示:为啥说秸秆替代燃煤算碳减排?第一个图是“原煤燃烧+秸秆腐烂”产生的总的二氧化碳,相当于两份二氧化碳,第二个图是说燃煤被秸秆替代取消,则没有由于燃煤燃烧产生的二氧化碳了,而秸秆腐烂产生排放的二氧化碳被用来燃烧产生的二氧化碳替代了。结论:原来排放的两份二氧化碳替代后只剩一份二氧化碳了,所以实现了碳减排。减排多少呢?替代1吨标煤可以减排2.7吨二氧化碳。

作为一节能环保工艺技术及设备的研究的科技公司,北京四方联新技术开发有限公司(以下简称“北京四方联”)自主研发的成熟专利技术秸秆替代燃料技术,通过“秸秆-收割-打捆-堆放-自然干燥-运输至水泥厂储存库-破捆打散粉碎-计量喂料-密闭输送-投料-锁风喂料-秸秆炉焚烧-炉底引入热风助燃-高温烟气入分解炉代替燃煤-灰分作为肥料加以收集”的技术路线,用焚烧秸秆替代燃煤,节能减排效果明显。

据不完全统计,大约2kg秸秆热能顶1kg燃煤热能,减排二氧化碳2.7kg,以5000T/D水泥熟料生产线按窑尾喷煤占70%计算,窑尾分解炉全部用秸秆代替燃煤,每年可政策性减少CO2排放37.3万吨,碳交易价格30元/吨,则每年交易价值达1118万元。

5000T/D生产线秸秆替代燃料技术指标分析

5000T/D生产线秸秆替代燃料经济指标分析

此外,为保证水泥企业在生产水泥的同时绿色环保的处理危废、固废等废弃物,四方联从实现垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的角度出发,在协同处置方面实现了三个方面的突破:利用水泥窑“高温、强碱”天然优势,积极开发推广以气化炉、精准除氯、干法处置飞灰等为代表的一系列水泥窑协同处置成套专利技术成果,在推进水泥行业从“傻大黑粗”华丽转身“绿色环保”方面做出了巨大贡献。

离线式旋转床高温热解气化焚烧炉(俗称外挂炉),简称气化炉

四方联综合气化炉焚烧技术是利用水泥窑协同处置废弃物及其他物质,和传统的垃圾焚烧技术相比,四方联气化炉可离线单独或组合处置危废、垃圾、污染土、飞灰、替代燃料、医疗垃圾等不同废弃物,能根据需要控制氧化还原气氛,具有处置量大,入分解炉气体温度高、替代原燃料性强,窑况干扰小等特点,适用于水泥窑协同处置废弃物全领域,适合新建及改造。

传统的垃圾发电系统(左)、四方联协同处置系统(右)

气化炉利用水泥窑现有的烟气处理系统,省去了投资和占地比重最大的余热锅炉发电和烟气处理系统,节约大量投资和占地。

四方联气化炉现场运转状况

目前已有两条完整垃圾危废混烧的气化炉项目落地安徽正式投产,可年处置市政垃圾9万吨、危废3万吨。

水泥窑精准除氯系统(旁路放风)

由于原燃料及各种废弃物中的氯、硫、碱等有害成分含量较高,通常会导致窑尾系统较容易发生结皮堵塞等故障。四方联水泥窑精准除氯系统按照小比例、连续运行的脱除技术进行针对性设计,并对生产操作进行优化,集以下四项关键技术于一体:

1、个性化设计:所有数据根据计算机编程确定,针对企业处理的废弃物不同和氯离子含量不同确定技术方案。

2、高效除氯:高效除氯机可瞬间让含氯较高的烟气分离、结晶。飞灰中挥发性有机物和二噁英彻底分解并通过急冷抑制了二噁英再合成,重金属大部分固化。

3、低耗:放风比例低,热损失小;系统流程短,阻力低,电耗低。

4、烟气回系统:设计的方案工艺简单,设备集成简化,通过水泥窑废气处理系统进行处理排放,可不产生单独的烟气排放点。

据了解,目前由四方联水泥窑精准除氯系统已经在二十余家水泥厂成功应用,全部是个性化设计,每个方案都不一样。

部分四方联水泥窑精准除氯系统(旁路放风)化验数据

干法处置飞灰

四方联水泥窑干法协同处置飞灰技术是利用水泥窑独特的高温强碱环境将飞灰稳定脱毒,不仅能节约部分水泥生产原料,还能实现资源化利用。

此前,某水泥企业2500T/D生产线采用了四方联水泥窑干法协同处置飞灰技术,取得了实际处置含氯量1.2%左右的飞灰230T/D以上的显著效果,后该水泥企业又在其5000T/D生产线上应用了该技术,测试数据表明,其5000T/D生产线稳定处置含氯量1.0%左右的飞灰350T/D以上,氯量5.0%左右的飞灰70T/D左右。

水泥窑干法协同处置飞灰技术-工艺流程图

CS干法飞灰处置系统运行状况

经过多年的技术研发和积累,目前,除替代SMP的协同处置生活垃圾及废弃物的综合气化炉、除氯硫碱、干法处置飞灰技术外,还有活化处置煤矸石、自动装车收尘、篦冷机焚烧垃圾等多项专利技术诞生在四方联,遍布国内外的680多家水泥、有色冶金、钢铁、等企业正在使用四方联先进成熟的技术,未来,四方联将继续以节能环保为导向,专注于技术研发,用实际行动助力打赢垃圾围城的蓝天保卫战!

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