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危廢焚燒處理的設計難點與對策

2019-03-05 分享

        

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        1 危險廢物基本概念

        危險廢物是一種特殊的固體廢物,它具有一定的腐蝕性、毒性、反應性、易燃性、放射性等特點。根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》,危險廢物是被國家列入2016年8月1日施行的《危險廢物名錄》,或者經過國家相關部門測定符合危險廢物相關標準的物質。危險廢物存在的危害:1)對大氣環境的污染。長時間堆放的危險廢物中可能存在細微顆粒以及粉塵,會隨著風向漂流,進入大氣層,或者是飄向更遠的地方。有毒有害廢物在大氣中,還有可能發生化學反應,造成二次污染物,危害人體健康。除此之外,堆積的廢物中可能產生不同程度的惡臭和有毒氣體造成大氣污染。2)對土壤環境的影響。首先,危險廢物的任意堆放會占用大量的土地、破壞植被、改變土壤性質片結構。另外,土壤是許多細菌、真菌等微生物寄居的場所,微生物片周圍環境構成一個完整的生態系統。當對危險廢物處置不善時,廢物所含重金屬離子和一些難降解有機污染物會滲入到土壤中,導致微生物生理活動受到影響其至死亡,最終破壞土壤的生態凈化能力,并且土壤遭到污染,恢復代價極大且時間漫長。3)對水體的影響。危險廢物的亂堆亂放后,其廢物自身存在的有害物質會隨著降水以及隨風遷徙進入河流與湖泊,導致水生物無一存活,而且還會污染飲用水水源,危害人體健康。不合理的貯存和填理時,產生的滲濾液會滲透到土壤,進入地下水,造成地下水污染。

        2 危廢焚燒技術

         焚燒是一種高溫處理技術,危險廢物經高溫焚燒后可以減少體積,同時減少或去除有害物質,焚燒所產生的高溫煙氣,經余熱鍋爐換熱產生高溫蒸氣,用來供熱和發電,進行能量回收。危險廢物焚燒的工藝流程和焚燒爐的結構形式主要和廢物的種類、性質及燃燒特性相關。目前,用于焚燒的爐型主要有爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、回轉窯。爐排焚燒爐主要應用于生活垃圾的焚燒。流化床焚燒爐主要應用于均質燃料的燃燒,立式焚燒爐主要應用于液體和氣體的直接燃燒?;剞D窯主要應用于危險廢物和醫療垃圾的焚燒,能夠處理固體廢物、液體廢物、氣體廢物等各種形態的廢物。本項目危險廢物原料有廢液、黏性廢液以及固態廢物,適合選用適應性廣,技術成熟,運行穩定的回轉窯+二燃室焚燒工藝對本項目的危險廢棄物進行焚燒處理。危險廢物焚燒處理工藝過程包括預處理及進料系統、焚燒系統、余熱利用系統、煙氣急冷系統、煙氣凈化系統及其他輔助系統。

        3 危險廢棄物處理設計中存在的問題及處理

         3.1 預處理系統

         由于危險廢棄物中含有部分易燃物質,為防止危險廢物破碎過程中可能產生火災、爆炸等工況,破碎機系統配置注N2控氧系統,破碎機插板閥前后配置氧含量檢測功能。一旦氧含量高于6%,系統自動關閉上下液壓閘門,啟動按鈕系統完成注N2、氧量檢測、排料等功能。同時為保證插板閥的可靠運行,破碎機系統進出口設置液壓插板門,雙重保護。

        3.2 進料密封及處理

         回轉窯的窯頭進料系統很容易引起回轉窯窯頭回火,因此有必要設計雙液壓翻板門來保證運行時的安全。進料時,兩級液壓門不能同時打開,上部進料斗料位到達設定值時,上部液壓門自動打開,落料完畢后,上部液壓門關閉,下部液壓門打開,固廢通過溜槽進入回轉窯。入料溜槽和兩個液壓門之間的中間料斗采用軟水冷卻。整個進料過程在密封和冷卻狀態下運行,確保安全運行。

        3 .3 回轉窯結焦問題及處理

        在以往的項目運行中,經常會發生回轉窯尾部結焦問題。這是由于回轉窯的燃燒機安裝在窯頭,燃燒溫度很高,當入料中含有低熔點鹽類的廢料時,灰渣很容易變成熔融態,這些灰渣接近窯尾時,燃燒溫度較低,熔融的灰渣容易粘結在耐火材料上。本項目設計的回轉窯長度為11m,也極易發生結焦問題。本次設計直接進行優化,將回轉窯尾部插入二燃室,和二燃室共享一個出渣口,二燃室底部設置大開口出渣(3300x800mm),便于大顆粒渣塊落渣。同時在二燃室底部設置多組分燃燒機,保證二燃室的燃燒溫度高于1100℃,同時提升回轉窯窯尾溫度,從運行參數看,窯尾溫度可達1000℃以上,保證熔融的渣直接落到底部的水封撈渣機內。廢料進爐焚燒前,對入爐廢物進行合適的配伍,除上文提及的熱值配伍之外,還需對各種廢料進行化驗。對含有低熔點鹽類的廢料,必須進行摻合方可入爐。運行時,需要操作人員對回轉窯二燃室的的焚燒溫度,一次風和二次風的合理配比,確?;剞D窯和二燃室的穩定燃燒。同時,運行人員要經常巡檢,一旦從窯尾觀察鏡觀測到有結焦現象,要更換熱值高、不含低熔點鹽類的廢物進行焚燒,提高窯尾溫度,盡量慢慢將結焦融化。二燃室兩邊需設置可開啟的觀察孔。目前,該項目調試成功后,在保運的半年內未出現窯尾結焦事件。

        3.4 鍋爐積灰腐蝕問題及處理

         余熱鍋爐積灰和受熱面腐蝕室是危廢焚燒中常見的問題,常見的余熱鍋爐布置方式有臥式余熱鍋爐和立式余熱鍋爐,臥式余熱鍋爐在危廢燃燒中應用較少,主要就是臥式布置的余熱鍋爐容易積灰和腐蝕。本項目采用的是單鍋筒自然循環立式水管鍋爐。該鍋爐由2個輻射直立煙道組成,四周是膜式壁,不設對流蒸發面和省煤氣器,防止鍋爐積灰。吹灰方式采用蒸汽吹灰,可以有效的去除積灰。設計時,進入過熱器的煙氣溫度不超過650℃,保證過熱器管壁溫度低于450℃,避免過熱器高溫氯腐蝕。同時,在長期運行中,二燃室溫度要控制在1200℃以下,避免超溫運行導致過熱器腐蝕,以及高溫燃燒導致的氮氧化物超標問題。

        3.5 兩級濕法脫酸系統腐蝕問題 

        洗滌塔和吸附塔為了增大煙氣與反應堿液的接觸面積,延長煙氣與堿液的反應時間,內部均設置了多面空心鮑爾環填料,其材質為聚丙烯,具有良好的耐酸性腐蝕性能以及耐堿性腐蝕性能。洗滌塔和吸附塔本體選用耐腐蝕的玻璃鋼材質。本項目由于洗滌塔吸附塔設置在引風機之前,為保證洗滌塔和吸附塔的強度,選用碳鋼內襯玻璃鋼形式。洗滌塔上部急冷段采用規整陶瓷填料,急冷段使用特制的耐高溫玻璃鋼材質。所有的循環管路全部采用碳鋼內襯FRP材質確保系統的穩定運行。

        結語

         我國經濟發展相對較平穩,危險廢物產量也會相對穩定,在今后很長一段時間內處理處置主導方法仍以回收綜合利用、填理和焚燒為主。但由于土地資源的不斷減少,安全填理處置可能會呈現下降趨勢。而對于焚燒處置,隨著焚燒工藝和流程的不斷更新,各種焚燒爐的改進,煙塵、尾氣凈化技術的推新,焚燒能量回收率不斷提高,焚燒處置方法也越來越完善和現代化。相信不久的將來,焚燒處置方法在危險廢物的處理處置方法中所占比例會不斷增加。

        來源:防護工程         編輯:陜西環能科技

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