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危险废物焚烧工艺技术介绍 上海蓝鸟环境科技发展有限公司地址 上海市真北路988号金沙谷10幢电话 021 61526303 主要内容 一 项目概况二 系统工艺三 危险废物储存与预处理系统四 危险废物进料系统五 危险废物焚烧系统六 热能利用系统七 烟气净化系统八 炉渣和飞灰处理系统九 专有技术十 工艺技术难点及解决措施 一 项目概况 1 危险废物区域性综合焚烧处置工程 2 年运转时间不小于7200h 系统使用寿命不低于30年 3 二燃室出口烟气温度 1200 4 焚烧炉最高热负荷在不大于额定热负荷的140 或最低热负荷在额定热负荷的70 以上均能正常生产 正常生产的要求应为二燃室出口烟气温度 1100 有足够烟气温度 1100 的停留时间 2s 系统燃烧效率 99 9 焚烧去除率99 99 炉渣热灼减率 5 二燃室出口干烟气中氧含量达到6 10 余热锅炉出口烟温为500 600 以及烟气在急冷中和塔内600 250 区间停留时间 1s和急冷塔出口烟气温度 240 等 5 烟气排放标准达到 EU2000 76 EC标准 二 系统工艺 图2 1系统工艺主流程框图 危险废物包括固体 液体和膏状三种状态 二 系统工艺 系统工艺主流程及特点 体积较大的废物经过破碎后与不需破碎的废物由抓斗混合后送至废物给料斗 经计量后从料斗经溜槽由推料机构送入回转窑内 液态危险废物根据热值的不同并经过过滤后分别喷入回转窑和二燃室内焚烧 固态废物和液态废物根据化验分析的成分和分析由技术部门制定配料单 进料量根据回转窑内温度等工况条件由控制室内的计算机进行调节和控制 整个焚烧系统配备了自动控制和监测系统 在线显示运行工况和尾气排放监测 并能自动反馈 对有关的主要工艺参数进行自动调节 焚烧系统还设有可靠的配风装置以保证回转窑 二燃室处于负压运行状态 危险废物在回转窑内进行高温分解及燃烧反应 废物大幅减量 部分未燃尽的残渣从回转窑排出后直接掉落在二燃室下部的炉排上再次燃烧 燃尽后由出渣系统连续排出 回转窑焚烧产生的烟气进入二燃室内进一步燃烧 二燃室的出口烟气温度保证维持在1100 以上 烟气停留时间超过2秒 使烟气中的有机物和二恶英彻底分解 达到无害化的目的 二燃室产生的高温烟气进入余热锅炉回收部分能量产生蒸汽 烟气经余热锅炉后温度降为500 600 之间 再经过烟气急冷中和塔将温度降低到200 180 之间 避免二恶英等有毒气体的再合成 经急冷后的烟气进入干式反应装置 在干式反应装置中喷入活性炭及Ca OH 2对烟气进一步脱酸 并对重金属及可能再生产的二恶英等物质进行吸附 再进入布袋除尘器进行除尘 然后烟气进入SCR脱氮装置脱除氮氧化物 烟气净化的最后一道工序是湿式脱酸 在湿式脱酸塔中喷入碱液脱除SO2 HCl HF等酸性气体 达到严格的烟气排放标准 最后经过净化的烟气被加热以消去白烟后通过引风机的作用送入烟囱排入大气中 三 危险废物储存与预处理系统 1 危险废物接收与储存 图3 1危险废物储存工艺流程框图 三 危险废物储存与预处理系统 危险废物储存的工艺流程及特点 危废运输车运送来的危险废物进厂经称重交接后 根据危险废物的种类 标识进行区别 可以分为固体废物 膏状废物 液体废物 固体废物储存区设置四个固体废物贮池 分别为 高热值固体废物贮池 混合池 低热值固体废物贮池 固体废物破碎池 其中固体废物破碎池分为两个部分 一为待破碎固体废物区 另一为破碎固体废物区 膏状废物 其盛载运输方式为桶装运输 可直接送往暂存仓库进行储存 液体废物 可根据盛载运输方式的不同分为桶装废液 罐车废液 桶装废液可送往暂存仓库进行储存 亦可通过真空罐将废液送往废液储罐贮存 废液储罐原则上要求将不同性状 不相容的废液分开存放 各个储存区设隔断门 隔断门平时关闭 以保证储存区处于较好的负压密封状态 储存区上方臭气被抽出作为二次风及炉排风注入焚烧炉内焚烧 使储存区内的有害气体不外溢 整个储存区内设置可燃气体和火灾监测报警系统 紧急灭火消防设施 并布置视频监视装置 三 危险废物储存与预处理系统 2 固态危险废物的预处理 图3 2固体危险废物的预处理工艺流程框图 三 危险废物储存与预处理系统 固体危险废物的预处理工艺流程及特点 固体按照化验室的分析 根据性状和成分不同 被分别送往废物储存区的各个贮池储存 即固体废物破碎池 高热值固体废物贮池 低热值固体废物贮池内 由于危险废物形状的复杂性 有的外形尺寸较大 或不规则 为了有利于焚烧处理 因此设置固体废物破碎池用于此类固体废物破碎 固体危险废物预处理工艺的特点 A 固体废物储存池进料门采用由红外线控制的自动控制密封门系统 在输送车进入储存区时密封门自动打开以便卸料 卸料完成则密封门自动关闭 确保储存池保持全密封的负压状态工作 B 固体废物储存池采用钢砼混凝土结构 内覆多层防腐蚀材料 储存池的最低点设置渗沥水坑及泵 C 在储存池内实现固体危险废物的储存 配伍及控制调节的过程 三 危险废物储存与预处理系统 3 膏状废物的预处理 图3 3膏状危险废物的预处理工艺流程框图 三 危险废物储存与预处理系统 桶装膏状废物利用真空系统输送至膏状废物储罐中贮存 当需要焚烧膏状废物时 需先将膏状废物行进预处理 本方案设计的膏状废物预处理方式有三种 A 储存罐送来的膏状废物通过柱塞输送泵送入混合搅拌机中 同时添加进木糠进行搅拌混合 制成固态形式 B 设置膏状废物分装包装机 用再生纸袋或再生纸桶分装成小包装 C 将储存罐中膏状废物采用柱塞输送泵经过细过滤器 管道 喷枪直接喷入回转窑焚烧 膏状物的储存系统采用密封储存 储存罐采用氮气保护 确保罐区的运行安全 三 危险废物储存与预处理系统 4 液态危险废物的预处理 图3 4液态危险废物的预处理工艺流程框图 三 危险废物储存与预处理系统 桶装废液与罐车废液通过真空系统和泵送系统输送至废液储罐中贮存 低热值废液焚烧前需通过配伍混匀 调整热值和酸碱性 废液的配伍混匀在中和均质槽中进行 均质槽设置两个 带防爆搅拌器及夹套伴热 低热值废液储罐可通过管道自流至均质槽中 液体危险废物预处理工艺特点 A 整个液体危险废物储存系统采用全自动的操作系统 有独立的操作室 与总控制室联网 实现总控制室人机界面的集中控制 液体危险废物储存区域的卸料口及专用罐区均设置氮气保护装置 确保整个系统的安全 B 系统设有均质槽以调节废液热值及酸碱度 可根据需要将液体危险废物送入焚烧系统 C 桶装液体危险废物的储存设有专区 按照甲 乙类危险废物分开储存堆放 并就类别的不同区别存放 输送采用真空输送系统 只需将真空输送枪放入桶内 桶内的液体危险废物将立即被吸入真空罐再由泵送往废液储罐 废液储罐采用热水夹套及保温 并装有搅拌器 四 危险废物进料系统 图4 1进料系统流程框图 四 危险废物进料系统 进料系统流程及特点 固状 膏状 液状 1 固体废物进料流程 A 固体废物经起重机抓斗搅拌后 抓送至进料斗上方准备投料 B 确定翻板处于全关状态 用抓斗将废物抓至翻板上部 C 确定推料机处于全退状态 锁风装置处于全关状态 首先开启翻板 使固体废物落至推料机前端 关闭翻板 然后开动推料机 使固体废物进入回转窑前端 而后推料机退后 根据实际情况确定往复操作的次数和频率 确保形成一定长度的窑前料封 D 进入下一个固体废物进料流程 反复第 1 条至第 3 条的操作 2 膏状废物进料流程 A 膏状废物 木糠混合固态物进料流程 膏状废物 木糠经混合机出来的固态物的进料方式与固体废物进料方式相同 参看固体废物进料流程 B 包装膏状废物进料流程 包装好的膏状废物通过滚柱传送装置运送到提升机上料搁板上 由提升机提升至回转窑进料斗处 然后由推料机将纸袋 筒 推入回转窑 完成包装膏状废物的进料操作 C 采用柱塞泵 喷枪进料流程 回转窑前端设浆液喷枪 利用柱塞泵的压力经喷枪喷入回转窑前端 完成膏状废物的进料操作 3 废液进料流程 回转窑前端及二燃室设废液喷枪 利用废液加压泵的压力实现废液雾化后经喷枪喷入回转窑前端或二燃室 完成废液的进料操作 五 焚烧系统 图5 1焚烧系统流程框图 五 焚烧系统 焚烧系统流程及特点A 危险废物均由回转窑前端进入回转窑 固体废物进料口 液态废物及混合料进料口喷枪均布置在回转窑窑头部位 B 回转窑前端设有燃烧器和一次风 危险废物随着回转窑的转动不断翻滚 与一次风混合 迅速被干燥并着火燃烧 同时在欠氧条件下分解出可燃气体 焚烧产生的烟气进入二燃室 C 回转窑中未燃烬的危险废物 从回转窑尾部落至设于二燃室下部的专用炉排上继续燃烧直至燃烬 炉排的运行时间为可控 根据排渣情况调整废物在炉排上的时间 产生的烟气进入二燃室 燃烬的炉渣落至水封式出渣机 炉渣经水冷却后 由炉渣运输车外运 D 二燃室中设有两台喷油燃烧器 两个高热值喷枪和一组专门设计的二次风喷口 来自回转窑中未充分燃烧的气体进入二燃室继续燃烧 二燃室布置了高速二次风 它能有力地混搅烟气 并且在 1100 1200 的情况下 停留 2秒的行程时间 满足有害物质的充分燃烧和分界 E 二燃室燃烧产生的烟气进入余热锅炉 本方案采用带尾部炉排的回转窑 二燃室组合式焚烧炉 该组合式焚烧炉具有下列适合危险废物焚烧的特点 A 回转窑 二燃室结构是目前各国用于各种废物焚烧处置的最常用设备 有大量的使用业绩和较悠久的历史 B 对危险废物的品种和热值均具有较好的适应性 C 整个焚烧过程 在密闭的条件下进行 正常工作下为负压运行 无任何外泄情况发生 有效防止有害物质和恶臭对周围操作环境的污染 D 在回转窑和二燃室内均布置燃烧器和助燃空气 确保危险废物在所要求的温度下进行燃烧 可以确保烟气在要求温度 1100 以上具有不小于2秒的停留时间 使有毒有害气体彻底分解 E 为了满足渣热灼减率 5 的规定 在回转窑后续设一只专有技术的小炉排 未燃尽的物料可在炉排上继续焚烧一段时间 炉排是可调的 可以按实际情况加速或减速 F 广泛应用于危险废物的焚烧处置领域 性能可靠 技术成熟 六 热能利用系统 图6 1热能利用系统流程框图 六 热能利用系统 热能利用系统流程 A 二燃室出口高温烟气进入余热锅炉 在烟气降温的同时产生蒸汽 蒸汽从锅炉汽包排出 部分经过热器过热后进入高温分汽缸进行蒸汽的分配使用 另一部分即从汽包引出饱和汽进入低温分汽缸以供使用 B 经余热锅炉降温后的烟气 约500 600 进入烟气净化系统 余热锅炉特点 为了大幅度降低运行成本 工程采用一台特殊的全辐射式余热锅炉 该锅炉是在总结了国内 外以焚烧危险废物余热锅炉的应用实践中 不断改进而开发的全辐射式余热锅炉 它具有以下特点 A 根据工程的特点 为了有效降低运行成本 锅炉的供汽采用两种参数 即 设计压力为1 6MPa 饱和蒸汽温度为203 系统中设计了两种分汽缸 即 低温分汽缸及高温分汽缸 详见 工艺流程图 高温分汽缸出来的蒸汽设计压力是1 5MPa 过热蒸汽温度为 360 并利用该过热蒸汽对炉排风及二燃室二次风均加温至 200 300 提高了系统的燃烧热效率 并利用该过热蒸汽把烟气处理系统SCR系统的进口烟气温度加热到 240 250 克服了如用饱和蒸汽加热须加电热带进行再升温 大幅度降低了运行成本 B 该锅炉特别适应烟气温度向更高化的变化 即使烟气温度超过1100 或更高 锅炉出口温度的变化也不会太大 C 锅炉不会出现因积灰和堵灰而导致的影响运行状况 所以锅炉能长期稳定运行 确保降低烟气温度和连续供应工艺生产系统和生活用蒸汽 七 烟气净化系统 图7 1烟气净化系统工艺流框图 七 烟气净化系统 烟气净化系统工艺流程及特点固废处置烟气净化工艺 包括 A 烟气冷却 将烟气通入急冷塔进行冷却 利用喷液在高温气流中的蒸发达到使气流降温的目的 将炉气温度由500 600 降到200 以下 所用的喷液是来自于喷淋吸收塔排出的废碱液 其中所含碱液能对气体中酸性成份起中和脱酸作用 效率可达到60 80 B 干式脱酸 为了除去烟气中汞等金属及其蒸汽和二恶英的有害物质 在急冷中和塔和布袋除尘器之间的烟道上设置有活性炭粉喷射系统 活性炭粉经容积给料机 输送至特别设计的喷射吸收器 同时 还配置了活性消石灰 Ca OH 2 的喷射系统 与活性碳混合后喷入吸收器 通过特制的文丘里烟气管道 能达到50 除SO2效率和70 以上除HCL HF效率 碱性物与烟气反应产物的回收利用 继续用于对烟气处理 C 除尘 将经过b步骤处理的烟气通入袋式除尘器 确保了灰尘颗粒在10mg m3以下的除尘要求 D 脱硝 将经过c步骤处理的烟气先经过加热器加热后通入设有喷氨装置的脱硝器 采用SCR 选择性催化剂脱硝工艺 依靠催化剂的作用 加强氨 NH3 对NOx的吸收 达到脱NOx的目的 效率可以达到85 E 湿式脱酸 将经过d步骤处理的烟气通入设有碱液喷淋装置的湿式吸收塔 使SO2 HCl HF的去除率都可以达到99 同时 还可以去除气流中残存的粉尘 e步骤中的碱液在与烟气反应后回收至急冷塔作为急冷塔冷却剂 F 烟气加热 将经过e步骤处理的低温烟气加热至130 防止低温饱和烟气在引风机中以及烟囱凝结造成对设备 烟道及烟囱的腐蚀以及 白烟 现象出现 七 烟气净化系统 烟气处理工艺具有以下优点 A 急冷塔中所需的冷却剂碱液不必制备 只需利用湿式脱酸处理后的废液就可进行烟气冷却以及初步的脱酸 B 活性炭和消石灰进行混合后作为干法脱酸的吸附剂 可以省去活性炭吸附这套工艺 C 干法脱酸工艺所产生的副产物易于处理 也可投入消石灰与活性炭的混合器中 作为吸收剂循环使用 节约吸收剂用量 D 干法脱酸工艺是在特制的文丘里管道中完成 利用其特性能很好的对烟气进行处理 E 湿式吸收塔中所产生的废液 可以投入急冷中和塔中代替冷却水作为冷却剂使用 不必专门设置废液处理系统 节省工艺 节约资源消耗 F 整套烟气处理工艺采用急冷 干法 布袋除尘 SCR 湿法 能够很好的处理成分复杂 颗粒细小 技术要求高的烟气 G 通过加热烟气 可防止低温饱和烟气在引风机中以及烟囱凝结造成对设备 烟道及烟囱的腐蚀和 白烟 现象的出现 H 整套烟气处理工艺 可以根据实际的烟气成分和技术要求 进行适当的调整 灵活性高 适用范围广 八 炉渣和飞灰处理系统 1 炉渣处理系统 图8 1炉渣处理系统的流程框图 八 炉渣和飞灰处理系统 炉渣处理系统流程及特点 A 回转窑炉排和二燃室产生的炉渣落至出渣机 出渣机最大出渣量为2t h B 出渣机中通入冷却水 对炉渣进行水封冷却方式 使炉渣温度 50 C 被冷却后的炉渣由出渣机从渣坑送至地面 定期由炉渣运输车外运处置 炉渣是采用水封刮板机进行收集后外运 本系统十分简单 实用 方便及密封性好 八 炉渣和飞灰处理系统 2 飞灰处理系统 图8 2飞灰处理系统的流程框图 八 炉渣和飞灰处理系统 飞灰处理系统工艺流程及特点 A 飞灰来自锅炉下部灰斗 急冷中和塔下部灰斗 袋式除尘器底部灰斗 B 通过安装在灰斗下方的仓泵系统 通过气力输送 将飞灰输送到灰仓 飞灰收集系统采用仓泵输送方式 把余热锅炉 布袋除尘器的飞灰集中输送到灰仓 用专用汽车外运 本系统维修量小 操作简单 确保周边环境的卫生整洁 九 专有技术 1 危险废物回转窑式上料系统及窑体特型设计的专有技术 1 危险废物回转窑式进料系统设计的专有技术危险废物回转窑式进料系统的专有技术如下 A 进料采用全密封设计 多级密封门程序控制 水平及垂直进料通道系统设有烟 空气幕双门密封加料门 密封件均采用特殊材质制造 B 竖式料槽上口设置密闭旋转门 密封件均采用特殊材质制造 水平料槽垂直进料口设置升降门 料槽底部设置能从垂直转为成水平状态的旋转压板机构和水平推料机构 推料板设有水平限位设计 旋转压板和水平推杆连接均连接全密封的专用液压缸设备 C 为了防止运行异常出现的回转窑窑头反烧现象发生 水平推板推进的极限位置前设置紧急闸门 绝对确保回转窑在异常情况下的运行安全 进料系统的全密封设计及控制确保了燃烧系统的良好热态工况 2 危险废物回转窑式窑体特型设计的专有技术回转窑使用于危险废物焚烧处置 有其非常特殊的要求 因多次启动回转窑或不正常操作引起的回转窑内耐火材料的周向及径向不正常移位和窜动 从而引起耐火材料开裂及脱落 为此 我们对危险废物回转窑式窑体进行了特殊设计 窑头采用龟壳式网状耐热钢结构 防止进料时因过多掺有液态废物引起窑头耐火材料的损坏 窑体周 径向每隔一定距离设置由耐热合金钢组成的防滑特型机构 在确保整个窑体充分吸收热膨胀的基础上 解决了因需要短时间内多次启动回转窑的过快启动情况下 耐火材料的脱落及损坏问题 这项技术在危险废物焚烧项目上已经成功运用七年 有很高的使用价值 九 专有技术 2 危险废物二燃室炉排设计的专有技术危险废物一般种类复杂 要完全燃烬固态废物 确保炉渣热灼减率小于5 仅靠回转窑设备是无法达到上述要求的 因此 必须要在