技術(shù)研究 | 等離子體技術(shù)在處理污泥中的應(yīng)用探討
近年來,等離子火炬技術(shù)作為引領(lǐng)科技前沿的技術(shù)工藝,因其經(jīng)濟(jì)、高效,世界各國競(jìng)相研究,并成功將該技術(shù)工藝廣泛應(yīng)用于污泥及固體廢棄物的處理處置。
等離子火炬污泥焚燒裝置概況
等離子火炬污泥焚燒裝置由等離子火炬、等離子火炬電源、進(jìn)出料裝置、隧道窯(由多個(gè)窯爐單元組合而成)、攪拌輸送、尾氣處理系統(tǒng)組合而成。此裝置同樣適用固態(tài)、半固態(tài)、粘稠油狀、液態(tài)廢棄物處理。
等離子火炬污泥焚燒裝置各部件(包括隧道窯)均為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),自成體系,可以單獨(dú)運(yùn)行或根據(jù)需要(處理工藝、處理量)級(jí)聯(lián)、組合工作。隧道窯由多個(gè)窯爐單元級(jí)聯(lián)組合而成,窯爐單元由不銹鋼爐體、耐火材料爐襯、等離子火炬、等離子火炬電源、控制器、攪拌輸送裝置組合而成,窯爐單元自成體系,爐溫、工作模式可單獨(dú)設(shè)置,獨(dú)立運(yùn)行。
等離子火炬污泥焚燒裝置產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1、利用焚燒煙氣和余熱回收裝置加熱工作氣體注入隧道窯,干燥含水污泥可節(jié)約一定能源。
2、等離子火炬熱效率高于90%,使用壽命長。
3、低運(yùn)營成本:可直接焚燒含水率90%的污泥,無需進(jìn)行脫水處理或添加輔助燃料。
4、設(shè)備及廠房投資低。
4、焚燒爐體可模塊化設(shè)計(jì),根據(jù)實(shí)際處理量自由組合拼裝,維護(hù)成本低。
5、煙氣排放量?。簾煔馀欧帕俊⒎蹓m排放量不到常規(guī)技術(shù)一半。
案例比較:以日處理100噸工業(yè)污泥設(shè)備投資為例
a、回轉(zhuǎn)窯設(shè)備投資額3-4千萬元(包括煙氣處理設(shè)備),而同等規(guī)模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設(shè)備),設(shè)備投資額在2千萬左右。
b、回轉(zhuǎn)窯每兩年大修費(fèi)用近千萬元,而同等規(guī)模的等離子火炬隧道窯,每年維護(hù)費(fèi)(包括等離子火炬槍)不超過50萬元。
c、回轉(zhuǎn)窯需要400千瓦電力配置,此外每小時(shí)消耗40立方天然氣,二燃室每小時(shí)消耗50-80立方天然氣,平均噸處理成本1-1.5千元。而同等規(guī)模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設(shè)備),不消耗天然氣或其他諸如燃油等輔助能源,只需要400千瓦電力配置,初步測(cè)算平均噸處理成本4百元左右。
d、回轉(zhuǎn)窯需要天然氣助燃,每小時(shí)排放2-3萬立方煙氣,而同等規(guī)模的等離子火炬隧道窯只排放0.5-1萬立方煙氣,煙氣處理成本要低很多。
e、回轉(zhuǎn)窯體積龐大動(dòng)輒數(shù)十噸,設(shè)備基礎(chǔ)必須穩(wěn)固一經(jīng)安裝便成為永久設(shè)施。等離子火炬隧道窯體態(tài)輕盈,只需要卡車便可搬運(yùn),尤其適合油田等需要搬遷的流動(dòng)作業(yè)場(chǎng)合。
在工業(yè)污泥、市政污泥治理應(yīng)用
污泥處理的常規(guī)技術(shù)是以熱干化方法將含污泥水率降到70%左右,再施以焚燒。運(yùn)行中,污泥所含水分以蒸汽的形態(tài)排出,水蒸汽以汽化潛熱的形式帶走了熱干化及焚燒過程中的大部分能量。工業(yè)污泥熱值低,以流化床或回轉(zhuǎn)窯焚燒處理必須摻煤助燃,煙氣排放量很大,運(yùn)營成本居高不下。
等離子火炬隧道窯可以直接處理含水率30%到90%的污泥、固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)廢棄物,設(shè)備處理能力從每天0.5噸到200噸,尤其適合廠礦企業(yè)及規(guī)模大小不等的化工園區(qū)污水處理廠。等離子體火隧道窯通入過量空氣,污泥中有機(jī)物因氧化反應(yīng),生成CO2、H2O等單質(zhì)物質(zhì),其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出,經(jīng)活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集后再行處理。
在油田污泥治理應(yīng)用
油田含油污泥成分復(fù)雜:包括部分原油、蠟質(zhì)、瀝青、固體懸浮物、鹽類、酸性腐蝕性物質(zhì),生產(chǎn)過程中投加的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、壓裂液、酸化液、發(fā)泡劑等、聚丙烯酰胺等成分。含油污泥是一種極其穩(wěn)定的懸浮乳狀液,很難實(shí)現(xiàn)多相分離。根據(jù)《固體廢物污染環(huán)境防治法》和在此基礎(chǔ)上制定的《國家危險(xiǎn)廢物名錄》、《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》、《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18598-2001)、《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18484-2001)等標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī),對(duì)危險(xiǎn)廢物的處置做出了具體規(guī)定。且把含油污泥歸類為危險(xiǎn)固體廢物。
國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,含油污泥處理后含油率應(yīng)小于百分之二,深度處理后污泥中含油率小于千分之三。以回轉(zhuǎn)窯焚燒法處理含油污泥,需要對(duì)污泥進(jìn)行干化處理,需要消耗大量電力和天然氣,而等離子火炬隧道窯只需消耗與之同等的電力。
回轉(zhuǎn)窯處理含水率高的廢棄物,極易因熱沖擊造成爐內(nèi)保溫材料變形塌陷,縮短爐體使用壽命,并且回轉(zhuǎn)窯體積龐大,設(shè)備基礎(chǔ)必須穩(wěn)固一經(jīng)安裝便成為永久設(shè)施。等離子火炬隧道窯體態(tài)輕盈,只需卡車便可搬運(yùn),尤其適合油田等需要搬遷的流動(dòng)作業(yè)場(chǎng)合。
等離子火炬隧道窯處理含油污泥時(shí),可選擇熱解工作模式。在缺氧環(huán)境下熱解含油污泥,其中有機(jī)物熱分解,生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃成分。只用少量空氣作為等離子火炬的工作氣體,發(fā)揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高于百分之九十),穿透力強(qiáng)這一技術(shù)優(yōu)勢(shì),來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。