危險廢物專業(yè)焚燒系統(tǒng)物料配伍方法概述(共20頁)_第1頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要危險廢物焚燒系統(tǒng)物料配伍是結(jié)合擬焚燒物料物理形態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等信息對物料進行熱值控制和有害成分合理化均質(zhì)控制預(yù)處理的過程。本研究結(jié)合北京市危險廢物處置中心多年危險廢物焚燒處置系統(tǒng)運行經(jīng)驗,從配伍必要性及配伍可操作性方面對危險廢物焚燒配伍模式進行了探索,闡述了一種在實際生產(chǎn)運行過程中較為有效的三級物料配伍方法。一、 前言危險廢物是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的廢棄物。危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒處置系統(tǒng)包括進料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、二次燃燒室、尾氣處理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。本文所研究的北京地區(qū)危險廢物的焚燒處置方式為以危險廢物焚燒處置為基礎(chǔ)

2、的回轉(zhuǎn)窯加二次燃燒室的焚燒爐。要使危險廢物得到有效焚燒處置,其有機物焚毀去除效率要達到99.99%。焚燒系統(tǒng)中所處置廢物的燃燒效率取決于焚燒溫度、氣體高溫區(qū)停留時間、氧氣濃度及空氣與廢物及其產(chǎn)生廢氣的混合程度1。焚燒系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)完成后,其焚燒去除能力極限已經(jīng)固定。此時系統(tǒng)溫度、停留時間、氧氣濃度等可調(diào)整參數(shù)在焚燒系統(tǒng)設(shè)計極限范圍內(nèi)均受控于系統(tǒng)操作人員。其調(diào)整范圍及手段十分有限,為達到焚燒系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的目的必須對進入系統(tǒng)的擬焚燒物料進行有效管控,達到成分控制、均質(zhì)均化的目的。而物料混合程度是否均勻以及成分是否合理控制則取決于物料的配伍及預(yù)處理是否有效。焚燒配伍是指為了達到入窯處置的危險廢物成

3、分穩(wěn)定可控、均勻、平衡燃燒的目的,對所收集的成分復(fù)雜,形態(tài)各異的各類別焚燒廢物進行理化性質(zhì)分析,并根據(jù)分析結(jié)果形成一個混合方案,并按照該方案進行物料均化預(yù)處理的過程。物料配伍是在物料進入系統(tǒng)之前的必要操作過程。二、 配伍目的意義恰當(dāng)?shù)姆贌湮椴僮骺梢允谷紵€(wěn)定、有毒有害性物質(zhì)徹底降解,同時還可以節(jié)約助燃燃料、保護耐火材料、延長焚燒設(shè)施的使用壽命、降低運營成本。41)控制入窯物料熱值的穩(wěn)定性配伍應(yīng)使進入焚燒爐的危險廢物的熱值盡可能介于設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)以求減少輔助燃料的消耗量。若熱值太低,需啟動輔助燃料系統(tǒng)以使廢物燃燒并達到規(guī)定的分解溫度,造成運行成本增加;若熱值太高,需要用惰性物質(zhì)(過量空氣、水

4、等)限制爐溫,但該方法一方面易導(dǎo)致煙速過快,有害氣體分解不徹底,另一方面需降低進料量使系統(tǒng)溫度在安全范圍內(nèi),從而使系統(tǒng)處理能力下降。因此,入爐廢物的熱值要保持穩(wěn)定,使焚燒室熱負荷控制設(shè)計規(guī)定的范圍,保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟可靠。2)控制酸性污染物有害元素及重金屬。廢物中的酸性物主要是指鹵化物,危險廢物中的鹵化物大都來自有機物化合物。鹵化有機物含量不僅影響廢物的熱值,也影響燃燒后煙氣的酸性氣體含量和煙氣處理系統(tǒng)的運行效果,控制不當(dāng)還易造成氯氣等酸性氣體的大量產(chǎn)生,其腐蝕性更大5。一臺日處置量30t左右的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng),入爐酸性物含量一般宜控制在:Cl2、S2.5、F0.5,最高含量為:Cl3,F(xiàn)1、S

5、3。焚燒物料中含有大量的金屬成分,焚燒后煙氣中會夾帶有金屬及金屬氧化物,焚燒系統(tǒng)通常具有一套完整的金屬及金屬氧化物凈化措施。但一般金屬及金屬氧化物的凈化設(shè)施凈化效率有限,重金屬對空氣的影響又很大,尤其重金屬在尾氣排放中的限值控制較為嚴格,處理稍有不當(dāng)就會導(dǎo)致尾氣排放重金屬含量超標,所以需要源頭控制其進入量。危險廢物中的農(nóng)藥等劇毒危險廢物,含有機重金屬類物質(zhì)較多,應(yīng)均勻限制數(shù)量入爐焚燒,一般單獨控制焚燒。3)控制入窯物料水分的穩(wěn)定性對于固態(tài)廢物來說,物料中所含水分從液態(tài)到氣態(tài)過程的汽化焓熱是由燃料提供的,物料中水含量過高會很大程度的增加輔助燃料消耗量。同時,由于預(yù)熱烘干所需時間較長,導(dǎo)致了進料量

6、及進料頻次的下降。很大程度上影響廢物的處置效率。對于液態(tài)物料來說,一般采用廢液噴槍霧化焚燒的方式進行處置,當(dāng)液態(tài)物料中水含量較高時,其燃點和熱值相應(yīng)則較低,含水率過高的廢液霧化后非但不能燃燒,還有可能撲滅系統(tǒng)內(nèi)原有物料的燃燒火焰。因此,應(yīng)將入窯物料的水分含量進行合理控制,對于固態(tài)廢物來說,水含量超過80%的物料嚴禁直接進入危險廢物焚燒暫存儲坑處置,同時應(yīng)及時將儲坑內(nèi)積存的廢水抽出,避免儲坑內(nèi)廢水影響其他固廢。對于液態(tài)廢物來說,基本可通過控制熱值的方式來控制廢物中的水分含量,熱值低于3000Cal/g的液態(tài)廢物不太適于采用廢液噴槍霧化焚燒處置。4)控制低熔點物料的入窯量低熔點物料較容易達到熔融、

7、氣化狀態(tài),引起回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)焦及后續(xù)設(shè)備堵塞,回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)結(jié)焦會很大程度的降低系統(tǒng)處置能力,因此在配伍過程中應(yīng)注意控制易導(dǎo)致結(jié)焦物料的入窯量。堿金屬是以無機或有機鹽的形式在于危險廢物中,在高溫環(huán)境下,堿性金屬元素和鹵素元素會生成低熔鹽(如氯化鈉、氯化鉀等),過量低熔鹽的生成會導(dǎo)致熔渣結(jié)焦,影響焚燒爐的正常運行和耐火材料的使用壽命。低熔點鹽容易在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成熔融狀態(tài)的爐渣,熔渣在急劇冷卻時,有物理爆炸的風(fēng)險,這對于采用水封出渣機的方式輸送窯渣的系統(tǒng)來說是一種安全隱患。因此,為有效地控制焚燒工況,需在焚燒爐進料時特別留意廢物來源的特性。對于含有堿性金屬和鹵族元素的廢物,盡量錯開二者的入窯焚燒時間,對

8、于其他熔點低于600的物料或高溫下會產(chǎn)生熔點低于600的物料,應(yīng)嚴格控制其進窯量。在不得不處置低熔點物料的情況下,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)溫度,盡量使重點部位避開易結(jié)焦的溫度區(qū)間。一臺日處置量30t左右的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng),其堿金屬K、Na、Mg等物質(zhì)含量一般控制小于0.3%。三、 危廢處置企業(yè)常用的配伍方法目前在危險廢物處置企業(yè)內(nèi)應(yīng)用范圍較廣的配伍方法一般是自廢物入廠計量、貯存、檢測至出庫處置,結(jié)合計算機管理軟件對物料進行跟蹤,利用計算機強大的運算功能實現(xiàn)物料的智能化管理。1)料坑中配伍料坑中配伍是指對料坑進行規(guī)劃分區(qū)管理,結(jié)合對入廠物料的分析檢測結(jié)果,按照熱值高低及主要有害元素含量,將物料放置到不同儲坑

9、,利用行車抓斗按照配伍方案“照方抓藥”,從而實現(xiàn)對物料的配伍控制。該方案的不足之處是受市場影響較大;料坑的儲存空間有限,由于分區(qū)的規(guī)劃,導(dǎo)致料坑處的污染空氣量大,增加處置成本;物料卸車麻煩,工作量大;物料分類不易實現(xiàn)。2)庫房中配伍庫房配伍是指將物料運輸入廠后,庫房確認物料的類別、來源、數(shù)量等信息,建立庫存臺賬。實驗室對庫房內(nèi)的廢物進行取樣檢測,并將檢測結(jié)果錄入庫存臺賬。技術(shù)方案制作人員結(jié)合庫存臺賬,根據(jù)庫存物料的不同性質(zhì),規(guī)避相互之間發(fā)生反應(yīng)的物料,稀釋有害元素含量高的物料,均衡熱值,制定配比方案,生產(chǎn)人員按照方案出庫,并最終在料坑內(nèi)實現(xiàn)物料的混合、破碎、均質(zhì)化操作。但是該方案對庫房容量要求

10、較高,且易受市場波動影響。危險廢物處置中心的庫房容量受物料分類存儲影響,實際利用率較常規(guī)庫房略小,且危險廢物儲存庫房建造成本高,一般的危險廢物處置中心會按規(guī)程配置存儲量是其一個月處置的庫房容量,但上述規(guī)模的庫房,由于受危險廢物分類存儲的影響,實際庫存使用率,對于該類配伍方法的實際運用很大程度上沒有辦法真正實現(xiàn)。而且對于一些處置難度較大的物料,很容易在庫房內(nèi)長期積壓,造成安全隱患。四、 危險廢物焚燒配伍工作中需要解決的問題危險廢物焚燒處置的配伍工作是處置工作正常開展的基礎(chǔ),也是保障尾氣達標排放的前提,但目前我國大部分危險廢物處置中心所采用的配伍操作方式,尚存在可優(yōu)化的空間。對于很多危險廢物處置單

11、位來說,危險廢物的處置市場需求大于其處置能力,為了盡快消減庫存,多數(shù)時間的配伍工作其實并不到位。配伍工作既要做到有效配伍,保證配伍后物料的熱值、含水率、酸性有害元素與重金屬含量、低熔點物料含量等符合系統(tǒng)控制要求,又要兼顧處置效率,避免配伍環(huán)節(jié)進展緩慢,導(dǎo)致物料在庫房內(nèi)大量積壓,影響廢物的處置速度。但實際運行過程中,處置單位往往無法控制市場,客戶為節(jié)約時間及運費,會將需與其他物料搭配處置的物料大量、集中運輸至處置單位,大量該類型物料的入廠,因為要考慮配伍達標,無法及時處置,又會占用庫房空間,導(dǎo)致其他物料無法入廠,影響了處置效率。因此,合理、有效利用庫房,規(guī)劃市場物料供給,最大化降低危險廢物焚燒處

12、置成本是國內(nèi)危險廢物焚燒處置單位亟需解決的問題。五、 北京地區(qū)危險廢物焚燒配伍方法我們的研究依托于北京市危險廢物處置中心,該公司擁有一條年處置量 1萬噸的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)。公司可處置危險廢物類別共計43類,其中可采用焚燒方式處置的為HW02、HW03、HW04、HW05、HW06、HW08、HW09、HW11、HW12、HW13、HW14、HW16、HW20、HW37、HW38、HW39、HW40、HW41、HW42、HW45、HW46、HW48、HW49共計23類。北京市危險廢物處置中心客戶群體量大,處置類別較多,物料情況復(fù)雜,這就給焚燒配伍工作帶來了更大難度。該公司目前采用“三級配伍”的方式

13、進行配伍工作,結(jié)合其多年運行情況,可有效控制危險廢物焚燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定,尾氣達標排放,耐火材料等耗材的損耗情況較低。1)一級配伍一級配伍是指市場層級的配伍。市場層級的配伍要求對市場上危險廢物的產(chǎn)生情況整體了解,并能夠根據(jù)系統(tǒng)運行情況,適當(dāng)規(guī)劃控制收集入廠廢物的類別、數(shù)量、性質(zhì),緩解庫房存儲壓力,有計劃的進行市場收集,在保證客戶需求的前提下,實現(xiàn)市場與處置單位的緊密銜接,避免量大、難配伍的物料占用庫房空間,使已入場物料都可以被盡快銷毀。已運行多年的產(chǎn)廢單位可結(jié)合多年運行經(jīng)驗,對經(jīng)營資質(zhì)內(nèi)所屬地區(qū)主要行業(yè)、主要產(chǎn)廢單位所產(chǎn)的危險廢物類別、產(chǎn)生頻次及數(shù)量、物料的熱值范圍及有害元素成分等信息進行匯總,建

14、立危險廢物市場基本信息庫。對于不適于危險廢物焚燒系統(tǒng)處置的物料,應(yīng)建立會簽接收制度及不予接收廢物名單。對于性質(zhì)特殊的物料,需采用特殊包裝、單獨運輸?shù)奈锪?,也?yīng)建立相應(yīng)名單,便于后續(xù)危險廢物收集工作開展。對于初建型危廢企業(yè),在沒有數(shù)據(jù)經(jīng)驗積累的時候,應(yīng)當(dāng)首先對市場進行了解調(diào)研,掌握市場的產(chǎn)廢信息,以便于進行危險廢物處置規(guī)劃,為一級配伍的建立打造基礎(chǔ)。2)二級配伍二級配伍是指廠區(qū)內(nèi)的配伍。危險廢物進入廠區(qū)后,一般會進行入庫操作,所有待處置廢物均按照不同的化學(xué)特性和物理形態(tài)儲存在不同庫房。物料入庫后,處置中心實驗室檢測人員會對物料進行分析檢測,明確各批次物料的熱值、水分、鹵素(氟、氯、溴、碘等)含量

15、、硫化物含量、金屬鹽含量等信息,處置方案制定人員根據(jù)物料入庫情況、分析檢測及小試結(jié)果,可以借助配伍軟件或其他工具,在保障有害元素含量不超過下表所列標準的前提下,科學(xué)搭配焚燒物料,使得一些易混合發(fā)生反應(yīng)的、爆炸的、高腐蝕性的物料得到有效預(yù)處理(可以和惰性的泥狀物混合),控制適當(dāng)?shù)乃?,以利于燃燒反?yīng)進行;含鉀等堿金屬廢物和含氯等鹵素廢物可以反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物的應(yīng)適當(dāng)搭配;快速分解燃燒的和緩慢分解燃燒的適當(dāng)搭配,使得在爐內(nèi)均勻燃燒等等,出具配伍方案。3)三級配伍三級配伍是指危險廢物焚燒系統(tǒng)的料坑內(nèi)的配伍,也就是物料入廠后的二次配伍。危險廢物焚燒處置系統(tǒng)會設(shè)有暫存儲坑,危險廢物出庫后,在焚燒系統(tǒng)暫存

16、儲坑中的最終混合,并通過破碎、抓斗混勻等過程,實現(xiàn)物料的最終均化。經(jīng)過前面兩次配伍操作,物料已經(jīng)基本滿足焚燒系統(tǒng)的進口要求,料坑中的混合均化配伍實際上是前面兩次配伍工作的延伸,本次配伍的有效性最終決定了進入焚燒系統(tǒng)的物料是否有效均化。為確保三級配伍后物料滿足焚燒系統(tǒng)的入口標準,實驗室檢測人員會對最終均化的物料取樣檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果隨時調(diào)整進入焚燒系統(tǒng)暫存儲坑的物料。三級配伍是物料直接混合接觸的過程,該環(huán)節(jié)應(yīng)著重注意參與配伍廢物之間的相容性,避免不同物料接觸后產(chǎn)生大量熱量或高壓、火焰、爆炸、易燃氣體、有毒氣體、劇烈的聚合反應(yīng):另外必須保證廢物及容器和料倉及爐襯之間的相容性、安全性。六、 研究結(jié)

17、論和前景展望綜上所述,有效的焚燒配伍可以達到焚燒操作穩(wěn)定、提高處置量、排放穩(wěn)定達標、保護系統(tǒng)設(shè)施、成本降低的效果。采用上述三級配伍方案可以達到數(shù)據(jù)積累、降低庫存、降低成本和安全風(fēng)險的效果。在排放標準日趨嚴格、成本控制壓力日趨緊迫的行業(yè)大環(huán)境下,合理有效的配伍方案是危廢焚燒處置企業(yè)的管控重點。淺談危險廢物焚燒處置進料配伍【摘要】從生產(chǎn)運營實際出發(fā),對危險廢物焚燒處置中非常重要的進料配伍環(huán)節(jié)的技術(shù)問題進行了探討,對提高焚燒運行穩(wěn)定性及處理成效有一定指導(dǎo)意義?!娟P(guān)鍵詞】危險廢物;焚燒;進料配伍1 前言焚燒是通過燃燒處理廢物的一種熱力技術(shù),因其能同時實現(xiàn)廢物減量、焚毀有毒物質(zhì)及廢熱回收而被應(yīng)用于處理固

18、體、液體等多種形態(tài)的生活垃圾及工業(yè)廢物、危險廢物。隨著國家規(guī)劃內(nèi)危險廢物綜合處理設(shè)施的陸續(xù)建成,越來越多的危險廢物焚燒裝置進入到了正常運營狀態(tài),能否有效的對廢物進行焚毀處理,運行的成效很大程度上取決于焚燒過程工藝控制及技術(shù)管理的水平,尤其是至關(guān)重要的輸入環(huán)節(jié)廢物配伍,為此,本文主要從預(yù)處理及廢物配伍對危險廢物焚燒設(shè)施的運行管理進行初步的探討。2 焚燒工藝流程及硬件配置、技術(shù)原理參照國家技術(shù)規(guī)范,危險廢物焚燒推薦采用回轉(zhuǎn)窯+二燃室+急冷除酸的工藝,其典型的工藝流程如圖:危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒處理工藝包含廢物預(yù)處理系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)及煙氣處理系統(tǒng)等三個部分。廢物預(yù)處理系統(tǒng)包括廢物的預(yù)處理和進料工序;焚燒系

19、統(tǒng)由回轉(zhuǎn)窯和二燃室及出渣系統(tǒng)組成;煙氣處理系統(tǒng)由急冷、煙氣洗滌系統(tǒng)和除塵設(shè)備組成。其工藝流程示意圖如下所示。圖1 危險廢物焚燒工藝流程示意圖3 廢物配伍的重要性及目的在焚燒系統(tǒng)中,燃燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間和過??諝饴适撬膫€重要的設(shè)計參數(shù),合稱“3T1E”,與這些參數(shù)相關(guān)的因子包括廢物熱值、垃圾含水率、擾動方式、燃燒室容積、氣體風(fēng)量、助燃空氣等,在設(shè)計或裝置一定的前提下,為了實現(xiàn)穩(wěn)定、平衡燃燒,必須對形態(tài)各異、成分復(fù)雜的危險廢物進行分析并形成一個相對合理的廢物配伍菜單,以確保在實現(xiàn)無害化處理的同時,降低運行成本,提高焚燒設(shè)施運營成效,以提升焚燒這一最大限度實現(xiàn)廢物減容的危廢處理處置工

20、藝的適用性。廢物配伍的目的主要為:(1)保證入爐廢物熱值相對穩(wěn)定,減少輔助燃料的消耗,降低運行成本;(2)控制酸性污染物、重金屬及堿金屬入爐量,減輕對余熱鍋爐和煙氣凈采用焚燒法處理生活垃圾是工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用并行之有效的方法。實踐證明,焚燒法能夠最大限度實現(xiàn)城市生活垃圾的減量化、無害化、資源化,而且具有占用土地資源最少的優(yōu)點?;剞D(zhuǎn)窯是焚燒法中應(yīng)用最多的一種爐型,該爐型技術(shù)成熟,操作簡單靈活,廣泛用于焚燒各種類型固體、半固體和液體廢棄物,尤其適用于焚燒含水率較高、難處理工業(yè)廢棄物及危險廢棄物,它以處理量大、有害成分破除率高和設(shè)備簡單可長期連續(xù)運轉(zhuǎn)等特點,而被各國內(nèi)外廣泛應(yīng)用1。聯(lián)系我國當(dāng)前危險

21、廢物處置的具體情況, 政府鼓勵地方優(yōu)先采用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)2。1 回轉(zhuǎn)窯式危險廢物焚燒系統(tǒng)1.1焚燒特性(1) 焚燒爐溫度:1100;(2) 煙氣停留時間:2s;(3) 焚燒效率:99.9%;(4) 焚毀去除率:99.99%(5) 焚燒殘渣的熱灼減率:<5%。1.2處理對象回轉(zhuǎn)窯式焚燒系統(tǒng)能焚燒各種垃圾,包括醫(yī)院垃圾、危險品、混合垃圾等;垃圾的狀態(tài)可以為固態(tài),液態(tài),半固態(tài),漿狀及氣態(tài),我公司處理的的危險廢物種類分布統(tǒng)計結(jié)果見表1。表1 危險廢物分類 單位:t/a1.3焚燒法處理危險廢物的工藝流程(1)基本工藝流程框圖以某項目為例,工藝系統(tǒng)總體流程如圖1所示。(2)廢物處理流程說明1)運輸貯

22、存:危險廢物利用專用容器及車輛集中收集運輸進場,經(jīng)檢測、驗證、計量后,需焚燒處理的危廢和經(jīng)過預(yù)處理后需焚燒的危廢用專用容器和車輛運入暫存間內(nèi),卸入儲料池和儲料罐內(nèi)。2) 破碎預(yù)處理系統(tǒng):主要處理不能直接焚燒的危險廢物,對危險廢物進行破碎(進料粒度要求不大于200mm),使之滿足焚燒進料的要求。3) 廢物焚燒:采用旋轉(zhuǎn)窯型焚燒爐技術(shù)焚燒處理、經(jīng)過二燃室高溫處理后的煙氣則先經(jīng)余熱利用和降溫、凈化后達標排放。產(chǎn)生的殘渣送填埋場直接填埋,飛灰經(jīng)穩(wěn)定固化填埋。4) 醫(yī)廢收運車輛和周轉(zhuǎn)箱消毒和清洗;每次運送完畢,均在廠內(nèi)對運車輛和周轉(zhuǎn)箱進行消毒、清洗。清洗污水收集入污水消毒處理設(shè)施。5) 廢氣罐每次焚燒完

23、成后,循環(huán)使用。6) 飛灰處理:將余熱鍋爐、急冷脫酸、煙氣凈化產(chǎn)生的飛灰經(jīng)過穩(wěn)定固化處理后,送填埋場填埋。7) 焚燒殘渣:回轉(zhuǎn)窯焚燒殘渣送填埋場,經(jīng)鑒別合格后,進行封閉填埋。二燃室、沉降室產(chǎn)生的飛灰經(jīng)過高溫處理,經(jīng)鑒別合格后,進行封閉填埋,降低運行成本。2回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)的技術(shù)特點及存在的問題2.1技術(shù)特點(1)對垃圾的適應(yīng)范圍廣回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐可以分別接受固體及液體進料; 可以處理各種不同形狀的固體、液體廢物; 可以處理熔點低的物質(zhì); 可以將桶裝或大型塊狀固體廢物直接送入窯內(nèi)處理; 通過自動調(diào)節(jié)爐體的回轉(zhuǎn)速度, 進風(fēng)量及進料量來控制垃圾的燃燒情況, 因此對物理成分不同的垃圾具有很強的適應(yīng)性, 可

24、以承受垃圾形態(tài)(粘度, 水分, 粒徑) 熱燃值、進料量等條件變化的沖擊2。(2)運行可靠由于回轉(zhuǎn)窯爐體與爐膛結(jié)構(gòu)的獨特設(shè)計且內(nèi)部無運動部件, 加上耐高溫材料的使用, 因此, 不存在磨損和高溫損壞零部件的問題, 可長期連續(xù)運行。(3)運行和維修費用底由于設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠, 爐膛內(nèi)部無運動機械, 因此制造及維修費用較低, 與其它爐型相比運動功率小,噪音低且比較節(jié)能, 爐膛內(nèi)耐火磚爐襯定期維修約每年一次, 平時只需對爐外的動力部分進行日常維護便可。(4)自動化程度高除自動化程度很高的自動監(jiān)控系統(tǒng)外, 還配有手動控制做備份, 并配置監(jiān)視器, 可在控制室內(nèi)對運行情況進行監(jiān)控。在運行過程中計算機自動調(diào)節(jié)推料器

25、頻率, 以控制垃圾進料量, 調(diào)節(jié)爐體轉(zhuǎn)速, 以控制垃圾在爐中的停留時間(0.51h ) , 調(diào)節(jié)進風(fēng)量和燃燒器的啟閉, 以控制燃燒溫度。通過計算機對執(zhí)行機構(gòu)的動態(tài)控制, 達到最佳的焚燒效果。自動化程度高, 工人勞動強度低。圖1 工藝流程2.2存在的問題(1)煙氣中含塵量高回轉(zhuǎn)窯式爐由于爐內(nèi)物料在爐體旋轉(zhuǎn)作用下不停翻滾與;(2)熱效率低;為保證垃圾能夠充分燃燒,系統(tǒng)對過??諝庑枨罅扛?;(3)窯頭部位可能泄露窯內(nèi)煙氣;回轉(zhuǎn)窯的進料口在窯頭部位,在進料過程進料口可能泄;(4)尾部易形成熔渣;由于醫(yī)療垃圾當(dāng)中的玻璃制品含量較高,在回轉(zhuǎn)窯的高;3回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)的優(yōu)化;3.1危險廢物焚燒結(jié)焦原理和防止措

26、施;(1)危險廢物焚燒結(jié)焦原理;回轉(zhuǎn)窯式爐由于爐內(nèi)物料在爐體旋轉(zhuǎn)作用下不停翻滾與強湍流煙氣接觸, 在物料得到充分燃燒的同時, 容易導(dǎo)致煙氣中粉塵含量偏高。(2)熱效率低為保證垃圾能夠充分燃燒, 系統(tǒng)對過??諝庑枨罅扛? 這時在負壓的作用下, 窯內(nèi)有大量的熱量將被帶走, 熱效率底。(3)窯頭部位可能泄露窯內(nèi)煙氣回轉(zhuǎn)窯的進料口在窯頭部位, 在進料過程進料口可能泄露窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣, 如何避免這一問題, 關(guān)鍵是設(shè)計和運行回轉(zhuǎn)窯及二次燃燒要控制在負壓約0. 5kPa, 以免有毒的未完全燃燒氣體逸出爐外, 由于負壓必需嚴格回轉(zhuǎn)窯的氣密度, 氣密度不佳易造成大量空氣的吸入, 這樣便難以維持爐內(nèi)適當(dāng)?shù)臏囟?/p>

27、, 這是技術(shù)的關(guān)鍵。(4)尾部易形成熔渣由于醫(yī)療垃圾當(dāng)中的玻璃制品含量較高, 在回轉(zhuǎn)窯的高溫焚燒過程中, 玻璃易結(jié)成大塊熔渣, 堵塞窯尾的出灰口。解決這一問題,需要深入研究垃圾的結(jié)渣機理,制定合理的焚燒方案, 消除大塊熔渣的形成條件。3回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)的優(yōu)化3.1危險廢物焚燒結(jié)焦原理和防止措施(1)危險廢物焚燒結(jié)焦原理由于危險廢物成分復(fù)雜,含鹽和玻璃等低熔點的物質(zhì),在焚燒過程中形成熔融和半熔融狀態(tài)。危險廢物焚燒內(nèi)壁面的積灰、結(jié)渣是一種普遍現(xiàn)象,在爐膛內(nèi)火焰中心處的溫度高,燃料中的灰分大多呈熔化狀態(tài),結(jié)渣主要由熔化或部分熔化的顆粒碰撞在熔融的沉淀物形式出現(xiàn)在內(nèi)表面上。造成結(jié)渣的主要原因是灰份的成份

28、及其熔點。廢物焚燒形成結(jié)渣由于灰層的形成和惰性氣體的比例增加、氧化劑穿透灰層進入物料深部與可燃物進行反應(yīng)也愈困難,整個反應(yīng)減弱。溫度比焚燒段有所下降,這就是燃盡階段的到來,直到整個剩余可燃質(zhì)燒盡3。焚燒爐膛火中心溫度一般可達1000,燃料中的灰份大多呈熔化狀態(tài),而四周壁附近煙溫較低,如果煙氣中攜帶的灰粒在接觸壁面時仍呈熔化或粘性狀態(tài),則會逐漸粘附在管壁上形成緊密的灰渣層。焚燒爐結(jié)焦由許多復(fù)雜的因素引起,如爐內(nèi)空氣動力場、爐型、燃燒器布置方式及結(jié)構(gòu)特性,廢物的尺寸等都將影響爐內(nèi)結(jié)焦狀況。保證空氣和燃料的良好混合,避免在內(nèi)壁附近形成還原性氣氛,合理而良好的爐內(nèi)空氣動力工況是防止鍋爐內(nèi)結(jié)的前提。了解

29、低熔鹽等生成的特點,對于控制低熔鹽粘結(jié)形成的結(jié)焦是十分重要。一般可以通過對廢物的元素分析來判定廢物的灰渣特性。在焚燒處理廢物的過程鹽類物質(zhì)由于和其它元素的化合分解成份會被改變,它們會和其他組份重新結(jié)合成新的組份。一個典型的例子是堿性成分(鈉、鉀)和鹵化物(氯、氟)的結(jié)合。需要處理的廢物中大多都含有氯或氟,當(dāng)處理的其他廢物中含有鈉或鉀時,低熔鹽就會形成。典型的鈉鹽(NaCl),單一成份的熔點是800。通過化學(xué)結(jié)合鈉和氯時它會變得非常粘稠,它會發(fā)生自身粘結(jié)并粘附其它物質(zhì)。一個大的塊狀物或長圓狀物一旦形成,就會粘結(jié)更多的其它物質(zhì)。這些粘狀物在它完全被覆蓋前可能得不到充分的焚燒分解。它們落到灰渣處理系

30、統(tǒng),會發(fā)生阻塞?;以娜埸c還與其鹽類組份的比例有關(guān)。如氯化鈉和硫酸鈉組合物的熔點低于純鹽的熔點;當(dāng)兩者的比例接近60/40時為最低。(2)回轉(zhuǎn)窯防焦和除焦回轉(zhuǎn)窯的尾部結(jié)渣如下圖所示。防止結(jié)渣的措施是選用高效的密封材料。此類結(jié)渣的處理是利用安裝在回轉(zhuǎn)窯后端板上除焦燃燒噴嘴進行熔化使其脫落。圖2 NaCl- Na2SO4系統(tǒng)熔點1) 防止低熔鹽的結(jié)焦措施主要辦法是控制廢物的進料和控制焚燒爐的燃燒溫度。進料時將鈉鉀鹽分的廢物和鹵素含量高廢物安排在不同的時間段進行焚燒。對于含鹽量較高的廢物采取與其他廢物搭配,摻入溶點高的物質(zhì)如石灰等??刂品贌郎囟龋侠砉╋L(fēng)。選擇防掛壁的耐火磚。密封采用國外技術(shù),減少漏

31、風(fēng),防止煙溫降低而導(dǎo)致結(jié)焦。2) 對已經(jīng)結(jié)焦的措施如果觀察到窯內(nèi)出現(xiàn)低熔鹽結(jié)焦時,可以適當(dāng)降低回轉(zhuǎn)窯燃燒溫度。待低熔鹽順利焚燒進入出渣系統(tǒng)后將窯內(nèi)溫度調(diào)整到正常運行溫度。在窯尾設(shè)燃氣燃燒器,對于已經(jīng)結(jié)焦的物質(zhì)采用高溫融化的方法使其熔化排除。 對于上述方式不能清除的結(jié)焦采用水炮或電鉆清除結(jié)焦。3.2污染物控制工藝優(yōu)化隨著對環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,對二噁英及其他污染物的排放濃度要求也越來越高,故應(yīng)該全面提高尾氣處理系統(tǒng)水平。我公司對焚燒處置系統(tǒng)工藝路線進行了優(yōu)化,整個處理系統(tǒng)按照歐盟2000/76/EC進行設(shè)計,采取以下措施控制二噁英,重金屬等物質(zhì),確保焚燒系統(tǒng)尾氣達標排放。(1)物料分類存放,科

32、學(xué)配伍。廢物進場經(jīng)檢驗,驗收,計量后,按照其物性分類存放,分別進入固體存放區(qū),半固體存放區(qū),高熱值廢液罐,低熱值廢液罐,臨時廢液罐。廢物入爐前,需依其成份、熱值等參數(shù)進行搭配,對于酸性物質(zhì)和重金屬類物質(zhì)應(yīng)控制單次進料的數(shù)量,盡可能保障焚燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行,降低焚燒殘渣的熱灼減率。(2)余熱鍋爐設(shè)脫硝反應(yīng)室。在高溫環(huán)境及氧的作用下, 通過霧化泵將濃度為3-5%的尿素CO(NH2)2溶液提升進入噴嘴,靠空氣壓力霧化噴入脫硝反應(yīng)室內(nèi),煙氣在噴嘴下方區(qū)域與霧化的尿素溶液充分混合,煙氣中NOX組分在O2的存在下與CO(NH2)2發(fā)生還原反應(yīng),于此同時尿素溶液水分全部被煙氣汽化,被煙氣帶走,在CO(NH2)2

33、與NOX的比例在2:1時,NOX的還原效率在50%左右。多余的尿素轉(zhuǎn)化為氨,經(jīng)活性炭吸附,在低溫段進一步與NOX發(fā)生還原反應(yīng),可大大減少NOX的排放濃度。(3)除酸采用干法和濕法兩級脫酸相結(jié)合,提高除酸效果。采用干法增濕脫酸,急冷塔出口煙道中設(shè)文丘里裝置,向內(nèi)加入脫硫劑石灰粉,在Ca/S為1-1.5時,能達到90-97%的脫酸效率。用濕法洗滌脫酸處理煙氣,進一步提高處理效果,濕法洗滌作為干法脫酸的補充,確保煙污染物的達標排放,同時由于焚燒物中含有氟利昂,該物質(zhì)焚燒后生成光氣,造成二次污染,采用堿液濕法洗滌,是吸收光氣的最有效方法。采用活性碳吸附和布袋除塵器高效去除重金屬以及殘留的微量二噁英。煙

34、氣管道上設(shè)置活性炭噴射裝置,活性炭具有極大的比表面積和極強的吸附能力,與煙氣充分混合,吸附煙氣中的污染物質(zhì)。布袋除塵器選用進口PTFE濾料+PTFE腹膜材質(zhì),將煙氣中的粉塵截留在膜的表面?;钚蕴紘娚錇V袋式除塵器過濾的工藝組合去除效率可達99.9%,確保尾氣達標排放。4 結(jié) 論回轉(zhuǎn)窯作為危險廢物處理系統(tǒng)的主要焚燒設(shè)備,具有設(shè)備簡單、運行可靠、物料適應(yīng)范圍廣和投資小等優(yōu)點,在危廢處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但目前實際工程中還存在燃燒不充分、窯尾結(jié)渣、密封不嚴,脫硫效率低等工程問題。(1) 詳細介紹了回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)的各部分組成及工藝。(2) 分析了回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)在危險廢物焚燒領(lǐng)域的優(yōu)勢,以及燃燒不充分、

35、窯尾結(jié)渣、密封不嚴,脫硫效率低等一些工程問題。(3) 對回轉(zhuǎn)窯的結(jié)渣機理進行了深入研究,提出了一套切實可行的除焦和防焦措施,提高了回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(4) 對于脫硫系統(tǒng)的若干優(yōu)化,使整個處理系統(tǒng)污染物排放水平達到歐盟2000/76/EC標準。從概念上,熱分解和熱燃燒是兩個完全不同的反應(yīng),熱分解是吸熱反應(yīng),燃燒是放熱反應(yīng),只有比較完全的分解,才能做到比較完全的燃燒;三是高分子濃黑可燃氣體完全分解后,才能進行放熱的完全燃燒反應(yīng)、比較徹底地對有機污染毒性進行無害化。滾滾黑煙的產(chǎn)生是因為熱分解不徹底、燃燒供氧不均勻、燃燒不完全引起的。不完全燃燒的焚燒噴出的黑色濃煙,就是未完全燃盡的大分子可燃氣,就是

36、殘留在煙氣中的有機污染物。同時,不完全燃燒也是二惡英的主要產(chǎn)生源頭。工業(yè)焚燒危廢就是要解決這一問題,使得危廢在工業(yè)焚燒爐內(nèi)徹底的燃燒解毒?;瘜W(xué)工業(yè)廢物的完全燃燒(焚燒)是按以上方程的反應(yīng)過程并輔以3T條件實現(xiàn)的:(1)穩(wěn)定燃燒:含氯廢物在一般條件下并不能穩(wěn)定燃燒,其穩(wěn)定燃燒條件是燃燒溫度大于900。(2)均勻燃燒:合理的供氧、高溫使廢物得以充分燃燒,物質(zhì)分子得到完全分解破壞,否則分子可能得不到完全燃燒,產(chǎn)生CO、自由氯等,易再次結(jié)合生成二203環(huán) 境 工 程2008年第26卷增刊惡英類物質(zhì)。在爐膛內(nèi)存在一個溫度梯度將促使這種現(xiàn)象的發(fā)生,特別是靠近爐壁處,合理的供氧角度可以使得整個爐供氧均勻充分

37、,呈湍流狀態(tài),燃燒均勻,整個焚燒爐應(yīng)火光通透,廢物應(yīng)在爐內(nèi)呈火紅的熔融態(tài)均勻的燃燒和沿爐壁流淌,使得燃燒效率>999%,焚毀去除率>9999%,焚燒殘渣的熱灼減率<5%;(3)平衡燃燒:為了維持廢物燃燒的動力學(xué)平衡,廢物在爐膛中的燃燒要保證有一定的停留時間,廢物入爐焚燒需要適當(dāng)?shù)拇钆洹Mㄟ^對上述燃燒的研究,可以得出工業(yè)含氯廢物燃燒的化學(xué)機理:1)高溫可以提供廢物分子熱解及由氯向HCL轉(zhuǎn)化的條件。同時,也要考慮減少CO和NOx生成,因為CO和NOx生成也和燃燒溫度有關(guān)。燃燒反應(yīng)的平衡實質(zhì)上決定于燃燒后煙氣中氧氣含量的多少,為了限制CO的生成,需要燃燒過程中提供過量的氧氣。2)H和Cl的結(jié)合是Cl2向HCl轉(zhuǎn)化的過程中的一個重要參數(shù)。很明顯,當(dāng)H不足時,平衡不能朝Cl2分解的方向運動。在

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