不安全廢物專業(yè)焚燒系統(tǒng)物料配伍方法概述

1、.WD.WD.WD.摘要不安全廢物燃燒系統(tǒng)物料配伍是結(jié)合擬燃燒物料物理形態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等信息對物料進展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)合北京市不安全廢物處置中心多年不安全廢物燃燒處置系統(tǒng)運行經(jīng)歷，從配伍必要性及配伍可操作性方面對不安全廢物燃燒配伍模式進展了探索，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、 前言不安全廢物是指列入國家不安全廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的不安全廢物鑒別標準和鑒別方法認定的具有不安全特性的廢棄物。不安全廢物回轉(zhuǎn)窯燃燒處置系統(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)不安全廢物的燃燒處置方式為以不安全廢

2、物燃燒處置為根基的回轉(zhuǎn)窯加二次燃燒室的燃燒爐。要使不安全廢物得到有效燃燒處置，其有機物焚毀去除效率要到達99.99%。燃燒系統(tǒng)中所處置廢物的燃燒效率取決于燃燒溫度、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。燃燒系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)完成后，其燃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)在燃燒系統(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，為到達燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的目的必須對進入系統(tǒng)的擬燃燒物料進展有效管控，到達成分控制、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那么取決于物料的配伍及預(yù)處理是否有效。燃燒配伍是指為了到達

3、入窯處置的不安全廢物成分穩(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)各異的各類別燃燒廢物進展理化性質(zhì)分析,并根據(jù)分析結(jié)果形成一個混合方案，并按照該方案進展物料均化預(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?shù)娜紵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、延長燃燒設(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)使進入燃燒爐的不安全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。假設(shè)熱值太低，需啟動輔助燃料系統(tǒng)以使廢物燃燒并到達規(guī)定的分解溫度，造成運行成本增加；假設(shè)熱值太高，需

4、要用惰性物質(zhì)過量空氣、水等限制爐溫，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，使燃燒室熱負荷控制設(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，不安全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

5、量為：Cl3，F(xiàn)1、S3。燃燒物料中含有大量的金屬成分，燃燒后煙氣中會夾帶有金屬及金屬氧化物，燃燒系統(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。不安全廢物中的農(nóng)藥等劇毒不安全廢物，含有機重金屬類物質(zhì)較多，應(yīng)均勻限制數(shù)量入爐燃燒，一般單獨控制燃燒。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

6、需時間較長，導(dǎo)致了進料量及進料頻次的下降。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燃燒的方式進展處置，當液態(tài)物料中水含量較高時，其燃點和熱值相應(yīng)那么較低，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展合理控制，對于固態(tài)廢物來說，水含量超過80%的物料嚴禁直接進入不安全廢物燃燒暫存儲坑處置，同時應(yīng)及時將儲坑內(nèi)積存的廢水抽出，防止儲坑內(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燃燒處置。4控制低熔點物料的入窯

7、量低熔點物料較容易到達熔融、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不安全廢物中，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，影響燃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，為有效地控制燃燒工況，需在燃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

8、錯開二者的入窯燃燒時間，對于其他熔點低于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不安全廢物處置企業(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展跟蹤，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展規(guī)劃分區(qū)管理，結(jié)合對入廠物料的分析檢測結(jié)果，按照熱值上下及主要有害元素

9、含量，將物料放置到不同儲坑，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。該方案的缺乏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，建設(shè)庫存臺賬。實驗室對庫房內(nèi)的廢物進展取樣檢測，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)，躲避相互之間發(fā)生反響的物料，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

10、是該方案對庫房容量要求較高，且易受市場波動影響。不安全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，且不安全廢物儲存庫房建造成本高，一般的不安全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，由于受不安全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方法真正實現(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、 不安全廢物燃燒配伍工作中需要解決的問題不安全廢物燃燒處置的配伍工作是處置工作正常開展的根基，也是保障尾氣達標排放的前提，但目前我國大局部不安全廢物處置中心所采用的配伍操作方式，尚存在

11、可優(yōu)化的空間。對于很多不安全廢物處置單位來說，不安全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，防止配伍環(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)

12、劃市場物料供給，最大化降低不安全廢物燃燒處置成本是國內(nèi)不安全廢物燃燒處置單位亟需解決的問題。五、 北京地區(qū)不安全廢物燃燒配伍方法我們的研究依托于北京市不安全廢物處置中心，該公司擁有一條年處置量 1萬噸的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)。公司可處置不安全廢物類別共計43類，其中可采用燃燒方式處置的為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。北京市不安全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，這就給燃燒配伍

13、工作帶來了更大難度。該公司目前采用“三級配伍的方式進展配伍工作，結(jié)合其多年運行情況，可有效控制不安全廢物燃燒系統(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不安全廢物的產(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，有方案的進展市場收集，在保證客戶需求的前提下，實現(xiàn)市場與處置單位的嚴密銜接，防止量大、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)歷，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)的不安全廢物類別、產(chǎn)生頻次

14、及數(shù)量、物料的熱值范圍及有害元素成分等信息進展匯總，建設(shè)不安全廢物市場 基本信息庫。對于不適于不安全廢物燃燒系統(tǒng)處置的物料，應(yīng)建設(shè)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)建設(shè)相應(yīng)名單，便于后續(xù)不安全廢物收集工作開展。對于初建型危廢企業(yè)，在沒有數(shù)據(jù)經(jīng)歷積累的時候，應(yīng)當首先對市場進展了解調(diào)研，掌握市場的產(chǎn)廢信息，以便于進展不安全廢物處置規(guī)劃，為一級配伍的建設(shè)打造根基。2二級配伍二級配伍是指廠區(qū)內(nèi)的配伍。不安全廢物進入廠區(qū)后，一般會進展入庫操作，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展分

15、析檢測，明確各批次物料的熱值、水分、鹵素氟、氯、溴、碘等含量、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)搭配燃燒物料，使得一些易混合發(fā)生反響的、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?shù)乃?，以利于燃燒反響進展；含鉀等堿金屬廢物和含氯等鹵素廢物可以反響生成穩(wěn)定化合物的應(yīng)適當搭配；快速分解燃燒的和緩慢分解燃燒的適當搭配，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不安全廢物燃燒系統(tǒng)的料坑內(nèi)的配伍，也就是物料入廠后的二次配伍。不安全廢物

16、燃燒處置系統(tǒng)會設(shè)有暫存儲坑，不安全廢物出庫后，在燃燒系統(tǒng)暫存儲坑中的最終混合，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) 基本滿足燃燒系統(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燃燒系統(tǒng)的物料是否有效均化。為確保三級配伍后物料滿足燃燒系統(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)整進入燃燒系統(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，防止不同物料接觸后產(chǎn)生大量熱量或高壓、火焰、爆炸、易燃氣體、有毒氣體、劇烈的聚合反響:另外必

17、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)論和前景展望綜上所述，有效的燃燒配伍可以到達燃燒操作穩(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到達數(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燃燒處置企業(yè)的管控重點。淺談不安全廢物燃燒處置進料配伍【摘要】從生產(chǎn)運營實際出發(fā)，對不安全廢物燃燒處置中非常重要的進料配伍環(huán)節(jié)的技術(shù)問題進展了探討，對提高燃燒運行穩(wěn)定性及處理成效有一定指導(dǎo)意義?！娟P(guān)鍵詞】不安全廢物；燃燒；進料配伍1 前言燃燒是通過燃燒處理廢物的一種熱力

18、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)用于處理固體、液體等多種形態(tài)的生活垃圾及工業(yè)廢物、不安全廢物。隨著國家規(guī)劃內(nèi)不安全廢物綜合處理設(shè)施的陸續(xù)建成，越來越多的不安全廢物燃燒裝置進入到了正常運營狀態(tài)，能否有效的對廢物進展焚毀處理，運行的成效很大程度上取決于燃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)處理及廢物配伍對不安全廢物燃燒設(shè)施的運行管理進展初步的探討。2 燃燒工藝流程及硬件配置、技術(shù)原理參照國家技術(shù)標準，不安全廢物燃燒推薦采用回轉(zhuǎn)窯+二燃室+急冷除酸的工藝，其典型的工藝流程如圖：不安全廢物回轉(zhuǎn)窯燃燒處理工藝包含廢物預(yù)處理系統(tǒng)、燃

19、燒系統(tǒng)及煙氣處理系統(tǒng)等三個局部。廢物預(yù)處理系統(tǒng)包括廢物的預(yù)處理和進料工序；燃燒系統(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 不安全廢物燃燒工藝流程示意圖3 廢物配伍的重要性及目的在燃燒系統(tǒng)中，燃燒溫度、攪拌混合程度、氣體停留時間和過剩空氣率是四個重要的設(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)雜的不安全廢物進展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

20、運行成本，提高燃燒設(shè)施運營成效，以提升燃燒這一最大限度實現(xiàn)廢物減容的危廢處理處置工藝的適用性。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燃燒法處理生活垃圾是工業(yè)興旺國家廣泛采用并行之有效的方法。實踐證明,燃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)窯是燃燒法中應(yīng)用最多的一種爐型，該爐型技術(shù)成熟，操作簡單靈活，廣泛用于燃燒各種類型固體、半固體和液體廢棄物，尤其適用于燃燒含水率較高、難處理工業(yè)廢棄物及不安全廢棄物，它以處理量大、有害成分破除

21、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)系我國當前不安全廢物處置的具體情況, 政府鼓勵地方優(yōu)先采用回轉(zhuǎn)窯燃燒技術(shù)2。1 回轉(zhuǎn)窯式不安全廢物燃燒系統(tǒng)1.1燃燒特性(1) 燃燒爐溫度：1100；(2) 煙氣停留時間：2s；(3) 燃燒效率：99.9%；(4) 焚毀去除率：99.99%(5) 燃燒殘渣的熱灼減率：999%,焚毀去除率9999%,燃燒殘渣的熱灼減率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,廢物入爐燃燒需要適當?shù)拇钆?。通過對上述燃燒的研究,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HC

22、L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)。燃燒反響的平衡實質(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H缺乏時,平衡不能朝Cl2分解的方向運動。在這樣的情況下,Cl2分解所必須的H就必須從其它來源獲得,例如添加水。3)在工業(yè)廢物的燃燒中,氮氧化物NOx的生成有兩個來源:一是來源于燃燒空氣中氮氣分子的氧化;另-來源就是廢物中所含的有機氮。實際上空氣中氮氣的氧化產(chǎn)生的氮氧化物NOx的量很小,并不能產(chǎn)生現(xiàn)行排放標準中限制以外的排放指標,產(chǎn)生

23、氮氧化物NOx主要根源是廢物中所含的有機氮。3 燃燒配伍為了到達化工廢物的穩(wěn)定、均勻、平衡燃燒,必須對所收集的成分復(fù)雜,形態(tài)各異,且很少分門別類燃燒廢物進展物化分析研究,分門別類,然后形成一個相對穩(wěn)定數(shù)據(jù)的燃燒廢物配伍菜單,這是一個極其復(fù)雜且計算工程量極大的作業(yè),具體如下:(1)分析研究鑒別內(nèi)容應(yīng)包括:物理性質(zhì):物理組成、容重、粒徑;工業(yè)分析研究:固定碳、灰分、揮發(fā)分、水分、灰熔點、低位熱值;元素分析和有害物質(zhì)含量(如。及堿金屬等等);特性鑒別(腐蝕性、浸出毒性、急性毒性、易燃易爆性);反響性;相容性、及水穩(wěn)定性。(2)為了使燃燒爐的溫度和煙氣成分保持相對穩(wěn)定,需要對各類廢物進展配伍。不安全廢物配伍的前提是保證配伍廢物的相容性,以保證燃燒處理的安全性:兩種以上不安全廢物混合應(yīng)防止:產(chǎn)生大量熱量或高壓、火焰、爆炸、易燃氣