水泥窯協(xié)同處置廢棄物系列：處置廢棄物后煤耗如何變化？許多廢棄物，如生活垃圾、污泥、城市固體廢棄物等都具有熱值。僅僅考慮廢棄物帶入熱量的話，處置廢棄物確定是節(jié)煤的，而且單位熟料處置量越高節(jié)煤量越大。但是真實的狀況是這樣嗎？廢棄物雖然會帶入熱量，但是廢棄物處置必定也會導(dǎo)致熟料燒成熱耗增大。一方面，廢棄物帶入可用的熱量；另一方面，總的燒成熱耗上升。因此處置廢棄物能否節(jié)煤，關(guān)鍵在于兩者的平衡。下面就從理論上進(jìn)行計算。1.基本狀況假設(shè)某企業(yè)處置廢棄物。該企業(yè)熟料產(chǎn)量5500t/d，處置廢棄物前單位熟料燒成熱耗740kcal/kg；所用燃料為煤粉，熱值5500kcal/kg。處置的廢棄物為城市固體廢棄物（以下簡稱MSW），經(jīng)過預(yù)處理后喂入分解爐。其中，MSW每日處置500噸。MSW水分含量45%，低位發(fā)熱量為900kcal/kg，入爐MSW工業(yè)分析和元素分析數(shù)據(jù)如下：水分：45%；灰分：35%，C：10%，H：2%，S：1%，N：1%，O：6%。由于處置MSW，特增設(shè)旁路放風(fēng)系統(tǒng)，放風(fēng)量為5%。2.廢棄物帶入的熱量假設(shè)廢棄物處置前后，熟料產(chǎn)量不變。以單位熟料為基準(zhǔn)，每公斤熟料處置MSW量為0.091kg/kgcl，MSW熱值為900kcal/kg，單位熟料帶入熱量為81.8kcal/kg熟料，即11.7kg標(biāo)煤/t熟料。那么處置這么多廢棄物，單位熟料煤耗真的可以節(jié)省11.7kg嗎？3.因處置廢棄物多帶走的熱量處置廢棄物后單位熟料燒成熱耗必定增大，主要緣由在于以下幾點：處置廢棄物后，單位熟料煙氣量增大處置廢棄物后，預(yù)熱器出口煙氣溫度增加處置廢棄物后，因旁路放風(fēng)導(dǎo)致熱耗增大除此，還會存在預(yù)熱器出口CO濃度增大，帶走更多的化學(xué)不完全燃燒熱；熟料結(jié)粒變化，引起篦冷機(jī)熱效率變化；窯尾結(jié)皮引起生產(chǎn)波動，導(dǎo)致熱耗增大等狀況，但這些狀況無法理論計算和量化，暫不予考慮。3.1單位熟料煙氣量變化（1）處置廢棄物物之前：假定煤粉燃燒過?？諝庀禂?shù)1.15，則：①煤粉燃燒煙氣量：0.984Nm3/kg熟料②假定碳酸鹽分解、生料水分蒸發(fā)、漏風(fēng)等煙氣量為0.4Nm3/kg熟料則總煙氣量為1.38Nm3/kg熟料（2）處置廢棄物之后：假定煤粉、MSW燃燒過?？諝庀禂?shù)1.15，則：①煤粉燃燒煙氣量：實物煤耗的函數(shù)，后續(xù)通過熱平衡求出實物煤耗②MSW燃燒煙氣量：0.197Nm3/kg熟料③旁路放風(fēng)煙氣量：0.4Nm3/kg熟料×5%=0.02Nm3/kg熟料④假定碳酸鹽分解、生料水分蒸發(fā)、漏風(fēng)等煙氣量為0.4Nm3/kg熟料總煙氣量為：煤粉燃燒+0.197-0.02+0.4Nm3/kg熟料3.2預(yù)熱器出口煙氣溫度變化（1）處置廢棄物前假設(shè)C1出口煙氣溫度320℃，煙氣量如上所述為1.38Nm3/kg熟料，煙氣組分如下：（2）處置廢棄物后以預(yù)熱器作為討論對象，對其進(jìn)行熱平衡計算。由于處置廢棄物后，分解爐出口的煙氣溫度保持不變，但是煙氣量和煙氣熱容均顯著增大。煙氣量增大由于處置MSW引起，煙氣熱容增大則是由于煙氣中水分含量增加引起。經(jīng)過計算，處置廢棄物后預(yù)熱器出口煙氣成分如下表：尤其帶入預(yù)熱器的熱量顯著增大，增大約40大卡左右。此值大小受處處置廢棄物后煤耗的變化，因此也是實物煤耗的函數(shù)。詳細(xì)的數(shù)據(jù)需要平衡計算。在此僅對結(jié)果進(jìn)行闡述：由此可以看出，處置廢棄物后，預(yù)熱器出口煙氣溫度增加約47℃，煙氣量增加了7%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）或10%（體積分?jǐn)?shù)），煙氣帶出熱量增加了約43kcal/kgcl。3.3旁路放風(fēng)帶走熱量處置MSW后，需增設(shè)旁路放風(fēng)系統(tǒng)。旁路放風(fēng)系統(tǒng)帶出熱量包括高溫?zé)煔鈳С鰺崃亢透邷仫w灰?guī)С鰺崃?。其熱量計算公式如下表：可見，因旁路放風(fēng)帶出熱量約增加10kcal/kg熟料。4.計算結(jié)果最終，經(jīng)過熱平衡和迭代計算，求得：帶入熱量：MSW帶入熱量：81.8kcal/kg熟料帶出熱量：預(yù)熱器出口煙氣帶出熱量：43kcal/kg熟料旁路放風(fēng)帶出熱量：10kcal/kg熟料節(jié)省煤粉：81.8-43-10=28.8kcal/kg熟料，折合降低實物煤耗5.2kg/噸熟料，標(biāo)煤耗4.1kg/噸熟料。綜上所述，廢棄物帶入了約82kcal/kg熟料的熱量，但是真正“發(fā)揮作用”的熱量僅為28.8kcal/kg熟料，占比僅為35%。而且35%的有效利用率還是在廢棄物完全燃燒的狀況下所得數(shù)據(jù)，假如廢棄物沒有完全燃燒（這也是大部分現(xiàn)場的運行狀況），廢棄物熱量有效利用率還會低于35%。簡潔來講，假如廢棄物在分解爐內(nèi)的燃盡率能有65%(100%-35%)，也就是說有65%的廢棄物熱量發(fā)揮