干貨分享 | 危廢焚燒處理的設計難點(diǎn)與對策
隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展,產(chǎn)生的危險廢物也在不斷的增加,若是管理不到位,很容易給人民群眾的健康造成嚴重的威脅,所以,必須認識到危險廢物處理的重要性,并采取相關(guān)措施做好危險廢物的處理。本文就典型項目對危險廢物的焚燒處理方式、工藝難點(diǎn)、危險廢棄物焚燒處理中的設計及設計中存在的問(wèn)題和處理方式進(jìn)行了研究和闡述。
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(diǎn)。根據《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)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(jīng)過(guò)國家相關(guān)部門(mén)測定符合危險廢物相關(guān)標準的物質(zhì)。危險廢物存在的危害:
1)對大氣環(huán)境的污染。
長(cháng)時(shí)間堆放的危險廢物中可能存在細微顆粒以及粉塵,會(huì )隨著(zhù)風(fēng)向漂流,進(jìn)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(fā)生化學(xué)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(chǎn)生不同程度的惡臭和有毒氣體造成大氣污染。
2)對土壤環(huán)境的影響。
首先,危險廢物的任意堆放會(huì )占用大量的土地、破壞植被、改變土壤性質(zhì)片結構。另外,土壤是許多細菌、真菌等微生物寄居的場(chǎng)所,微生物片周?chē)h(huán)境構成一個(gè)完整的生態(tài)系統。當對危險廢物處置不善時(shí),廢物所含重金屬離子和一些難降解有機污染物會(huì )滲入到土壤中,導致微生物生理活動(dòng)受到影響其至死亡,最終破壞土壤的生態(tài)凈化能力,并且土壤遭到污染,恢復代價(jià)極大且時(shí)間漫長(cháng)。
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(zhì)會(huì )隨著(zhù)降水以及隨風(fēng)遷徙進(jìn)入河流與湖泊,導致水生物無(wú)一存活,而且還會(huì )污染飲用水水源,危害人體健康。不合理的貯存和填理時(shí),產(chǎn)生的滲濾液會(huì )滲透到土壤,進(jìn)入地下水,造成地下水污染。
2 危廢焚燒技術(shù)
焚燒是一種高溫處理技術(shù),危險廢物經(jīng)高溫焚燒后可以減少體積,同時(shí)減少或去除有害物質(zhì),焚燒所產(chǎn)生的高溫煙氣,經(jīng)余熱鍋爐換熱產(chǎn)生高溫蒸氣,用來(lái)供熱和發(fā)電,進(jìn)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(lèi)、性質(zhì)及燃燒特性相關(guān)。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(zhì)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(tài)的廢物。本項目危險廢物原料有廢液、黏性廢液以及固態(tài)廢物,適合選用適應性廣,技術(shù)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(jìn)行焚燒處理。危險廢物焚燒處理工藝過(guò)程包括預處理及進(jìn)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(wèn)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(zhì),為防止危險廢物破碎過(guò)程中可能產(chǎn)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(dòng)關(guān)閉上下液壓閘門(mén),啟動(dòng)按鈕系統完成注N2、氧量檢測、排料等功能。同時(shí)為保證插板閥的可靠運行,破碎機系統進(jìn)出口設置液壓插板門(mén),雙重保護。
3.2 進(jìn)料密封及處理
回轉窯的窯頭進(jìn)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(mén)來(lái)保證運行時(shí)的安全。進(jìn)料時(shí),兩級液壓門(mén)不能同時(shí)打開(kāi),上部進(jìn)料斗料位到達設定值時(shí),上部液壓門(mén)自動(dòng)打開(kāi),落料完畢后,上部液壓門(mén)關(guān)閉,下部液壓門(mén)打開(kāi),固廢通過(guò)溜槽進(jìn)入回轉窯。入料溜槽和兩個(gè)液壓門(mén)之間的中間料斗采用軟水冷卻。整個(gè)進(jìn)料過(guò)程在密封和冷卻狀態(tài)下運行,確保安全運行。
3.3 回轉窯結焦問(wèn)題及處理
在以往的項目運行中,經(jīng)常會(huì )發(fā)生回轉窯尾部結焦問(wèn)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(diǎn)鹽類(lèi)的廢料時(shí),灰渣很容易變成熔融態(tài),這些灰渣接近窯尾時(shí),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(cháng)度為11m,也極易發(fā)生結焦問(wèn)題。本次設計直接進(jìn)行優(yōu)化,將回轉窯尾部插入二燃室,和二燃室共享一個(gè)出渣口,二燃室底部設置大開(kāi)口出渣(3300X800mm),便于大顆粒渣塊落渣。同時(shí)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(shí)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(jìn)爐焚燒前,對入爐廢物進(jìn)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(jìn)行化驗。對含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料,必須進(jìn)行摻合方可入爐。運行時(shí),需要操作人員對回轉窯二燃室的的焚燒溫度,一次風(fēng)和二次風(fēng)的合理配比,確?;剞D窯和二燃室的穩定燃燒。同時(shí),運行人員要經(jīng)常巡檢,一旦從窯尾觀(guān)察鏡觀(guān)測到有結焦現象,要更換熱值高、不含低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢物進(jìn)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(kāi)啟的觀(guān)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(wèn)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(jiàn)的問(wèn)題,常見(jiàn)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(huán)立式水管鍋爐。該鍋爐由2個(gè)輻射直立煙道組成,四周是膜式壁,不設對流蒸發(fā)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(shí),進(jìn)入過(guò)熱器的煙氣溫度不超過(guò)650℃,保證過(guò)熱器管壁溫度低于450℃,避免過(guò)熱器高溫氯腐蝕。同時(shí),在長(cháng)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(guò)熱器腐蝕,以及高溫燃燒導致的氮氧化物超標問(wèn)題。
3.5 兩級濕法脫酸系統腐蝕問(wèn)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(cháng)煙氣與堿液的反應時(shí)間,內部均設置了多面空心鮑爾環(huán)填料,其材質(zhì)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(zhì)。本項目由于洗滌塔吸附塔設置在引風(fēng)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(zhì)。所有的循環(huán)管路全部采用碳鋼內襯FRP材質(zhì)確保系統的穩定運行。
我國經(jīng)濟發(fā)展相對較平穩,危險廢物產(chǎn)量也會(huì )相對穩定,在今后很長(cháng)一段時(shí)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(huì )呈現下降趨勢。而對于焚燒處置,隨著(zhù)焚燒工藝和流程的不斷更新,各種焚燒爐的改進(jìn),煙塵、尾氣凈化技術(shù)的推新,焚燒能量回收率不斷提高,焚燒處置方法也越來(lái)越完善和現代化。相信不久的將來(lái),焚燒處置方法在危險廢物的處理處置方法中所占比例會(huì )不斷增加。
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——《防護工程》2018年第31期