【干貨分享】我國危廢焚燒處置設(shè)施的設(shè)計難點與對策
隨著我國社會經(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,必須認識到危險廢物嚴格管理與正規(guī)科學(xué)處理處置的極端重要性,并采取相關(guān)措施做好危險廢物的處理處置。本文就典型項目對危險廢物的焚燒處理方式、工藝難點、危險廢棄物焚燒處理中的設(shè)計及其中存在的問題和處理方式進行了研究和闡述。
危險廢物的基本概念及危害特征
危險廢物是一種特殊的廢物,它具有一定的腐蝕性、毒性、反應(yīng)性、易燃性、放射性等特點。根據(jù)《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日修訂施行的《危險廢物名錄》,或者經(jīng)過國家相關(guān)部門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:一是對大氣環(huán)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(fēng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)或光反應(yīng),造成二次污染物,嚴重危害人體健康。除此之外,堆積的危險廢物中可能產(chǎn)生不同程度的惡臭和有毒氣體造成大氣污染。二是對土壤環(huán)境的影響。首先,危險廢物的任意堆放會占用大量有限的土地資源、破壞植被、改變土壤性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。另外,土壤是許多細菌、真菌等微生物寄居的場所,微生物與周圍環(huán)境構(gòu)成一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)對危險廢物處置不當(dāng)時,危險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(dǎo)致微生物生理活動受到影響其至死亡,最終破壞土壤的自我生態(tài)凈化能力,并且土壤遭到污染,恢復(fù)代價極大且時間漫長。三是對水體的影響。危險廢物的亂堆亂放后,其自身存在的有害物質(zhì)會隨著降水,以及隨風(fēng)遷徙進入河流與湖泊,導(dǎo)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(chǎn)生的滲濾液會滲透到土壤,進入地下水,造成地下水污染。
危險廢物焚燒處置工藝與技術(shù)
焚燒是一種高溫處置技術(shù),危險廢物經(jīng)高溫焚燒后可以減少體積,同時減少或去除有害物質(zhì),焚燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔?,?jīng)余熱鍋爐換熱產(chǎn)生高溫蒸氣,用來供熱和發(fā)電,進行能量回收利用。
危險廢物焚燒的工藝流程和焚燒爐的結(jié)構(gòu)形式主要和廢物的種類、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(zhuǎn)窯。爐排焚燒爐主要應(yīng)用于生活垃圾的焚燒。流化床焚燒爐主要應(yīng)用于均質(zhì)燃料的燃燒,立式焚燒爐主要應(yīng)用于液體和氣體的直接燃燒?;剞D(zhuǎn)窯主要應(yīng)用于危險廢物和醫(yī)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。回轉(zhuǎn)窯因適應(yīng)性廣,技術(shù)成熟,運行穩(wěn)定而成為主流爐型。危險廢物焚燒處理工藝過程包括預(yù)處理及進料系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣急冷系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)。
危險廢棄物處理處置設(shè)計中存在的問題及對策
1、預(yù)處理系統(tǒng)
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程中可能產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸等工況,破碎機系統(tǒng)配置注 N2 控氧系統(tǒng),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(tǒng)自動關(guān)閉上下液壓閘門,啟動按鈕系統(tǒng)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(tǒng)進出口設(shè)置液壓插板門,雙重保護。
2、進料密封及處理
回轉(zhuǎn)窯的窯頭進料系統(tǒng)很容易引起回轉(zhuǎn)窯窯頭回火,因此有必要設(shè)計雙液壓翻板門,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(shè)定值時,上部液壓門自動打開,落料完畢后,上部液壓門關(guān)閉,下部液壓門打開,固廢通過溜槽進入回轉(zhuǎn)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(tài)下運行,確保安全運行。
3、回轉(zhuǎn)窯結(jié)焦問題及處理
在以往的項目運行中,經(jīng)常會發(fā)生回轉(zhuǎn)窯尾部結(jié)焦問題。這是由于回轉(zhuǎn)窯的燃燒機安裝在窯頭,燃燒溫度很高,當(dāng)入料中含有低熔點鹽類的廢料時,灰渣很容易變成熔融態(tài),這些灰渣接近窯尾時,燃燒溫度較低,熔融的灰渣容易粘結(jié)在耐火材料上。通過優(yōu)化設(shè)計,將回轉(zhuǎn)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(shè)置大開口出渣(3300×800mm),便于大顆粒渣塊落渣。同時在二燃室底部設(shè)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(zhuǎn)窯窯尾溫度,保證窯尾溫度達 1000℃以上,保證熔融的渣直接落到底部的水封撈渣機內(nèi)。廢料進爐焚燒前,對入爐廢物進行合適的配伍,并對各種廢料進行化驗。對含有 熔點鹽類的廢料,必須進行摻合后入爐。運行時,需要操作人員對回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)窯和二燃室的穩(wěn)定燃燒。同時,運行人員要經(jīng)常巡檢,一 旦從窯尾觀察鏡觀測到有結(jié)焦現(xiàn)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(jié)焦融化。二燃室兩邊根據(jù)需要設(shè)置可開啟的觀察孔。
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(yīng)用較少,主要就是臥式布置的余熱鍋爐容易積灰和腐蝕。如采用的是單鍋筒自然循環(huán)立式水管鍋爐,不設(shè)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 的去除積灰。設(shè)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(dǎo)致過熱器腐蝕,以及高溫燃燒導(dǎo)致的氮氧化物超標問題。
5、兩級濕法脫酸系統(tǒng)腐蝕問題
洗滌塔和吸附塔為了增大煙氣與反應(yīng)堿液的接觸面積,延長煙氣與堿液的反應(yīng)時間,內(nèi)部設(shè)置了多面空心鮑爾環(huán)填料,其材質(zhì)可選聚丙烯等,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)。為保證洗滌塔和吸附塔的強度,選用碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼形式。洗滌塔上部急冷段采用規(guī)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(nèi)襯 FRP 材質(zhì),確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
我國經(jīng)濟發(fā)展相對較平穩(wěn),危險廢物產(chǎn)量也會相對穩(wěn)定,在今后很長一段時間內(nèi)處理處置主導(dǎo)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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。
轉(zhuǎn)自《中國建材報》作者 胡劍波