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工業固廢無害化處理

詳細說明:


   工業有機固體廢棄物,一般是固體或膏狀,成分非常復雜,我們一般根據其具體性狀采用以下兩種無害化處理工藝:

    一是采用熱解氣化+燃氣二次燃燒+尾氣凈化工藝。

    二是采用直接焚燒+二次煙氣焚燒+尾氣凈化工藝。   

    對固體有機廢棄物原料均勻,不含水和其它雜物且易燃類者,推薦采用第一種工藝,經過兩次燃燒,尾氣排放很容易達標。除此以外,均推薦采用第二種處理工藝。


1、熱解氣化+燃氣二次燃燒+尾氣凈化工藝流程圖

工業固廢處理工藝流程圖1


1、物料的前處理 

    由于我們設計采用熱解氣化的模式(就像煤氣發生爐的原理),所以物料必須進行前處理改性。各種有機固體廢料和加入總量10-15%煤,經過立式破碎機破碎,達到小于5mm以下的粉狀,通過螺旋攪拌機,和加入的廢液、廢膏狀或廢水進行充分混合,形成質地均勻原料,通過雙輥壓球機,制成30x50mm的“煤球”,方便下一道工序熱解氣化的進行。

2、熱解氣化

    我公司長期從事煤氣化工程,利用可燃的有機固體工業廢料,幾乎和煤碳的性能接近。采用熱解氣化非常合適。熱解氣化原理就如同煤氣發生爐的原理介紹如下:第一步、 工業廢料從爐頂部加入熱解氣化爐中,在下降的過程中與溫度在80-120℃的熱解燃氣接觸,在1-2小時內不斷脫去附著液,變成可燃氣排出爐外,工業廢料得到干燥固化。第二步、干燥后的工業廢料,在部分反應層上升過來的溫度高達200-450℃的灼熱燃氣的烘烤下,發生干餾反應,生成烷類(CmHn)、一氧化碳(CO)、焦油等可燃氣體和水蒸氣(H2O),工業廢料中的氯(Cl)元素生成氯化氫(HCl)氣體,硫(S)元素生成(H2S)氣體,以上所有氣體一起從爐體上部排出。在這一層的反應過程中,由于缺氧干餾,不會像焚燒生產大量二噁英;有機質全部炭化,為氣化形成了碳物質。第三步、經過干餾后的工業廢料,主要殘留物是焦炭,在1100-1200℃高溫下,通過水蒸氣的作用,發生氧化還原反應產生一氧化碳(CO)、氫(H2)等可燃氣體,從爐體上部排出(原理同煤氣化原理)。第四步、工業廢料氣化完成變成含少量固定碳的無機熔渣,通過出渣機構從反應爐底部排除。(見灰渣層)這些熔渣主要成分為硅酸二鈣、硅酸三鈣等活性物質,是普通粘土磚的基本成分,可以直接填埋。

3、尾氣凈化

    熱解氣化后,所得燃氣主要成分為:COH2CmHnCO2N2HClH2S等,熱值約為1000-1450kcal/m3,在穩定的情況下完全可以自燃,燃燒溫度可達1000-1300℃。從氣化爐出來的燃氣,溫度約為: 200-500℃,含有一定的灰塵和焦油。在二次燃燒前經過旋風除塵器初步凈化,將大顆粒粉塵和重質焦油去除,以防長期積累堵塞管道。從旋風除塵器排出的焦油和灰塵是有害的,不能外排,每天大約能產生3-10kg,需要每隔幾天,進行清理,并將焦油重新加入前處理的混料機,摻入原料中,制成原材料。經過初步凈化的燃氣,在熱交換器下部的二次燃燒室,在柴油燃燒機的助燃下(主要是在氣化初期燃氣不穩定時,一定要用),通過二次燃燒,產生1000-1300℃高溫的氧化環境,COH2CmHnCO2和各類焦油不凝結氣體、有機揮發氣體,燃燒氧化成CO2H2OH2S氧化成SO2和水。燃燒產生的高溫煙氣,迅速進爐熱交換列管,在1-2秒內降到250℃以下,不會再合成二惡英等有害物質。經過熱交換的煙氣,在進入袋式除塵器前,通過噴入消石灰(Ca(OH)2)及活性炭(C)去除SO2HCl、二惡英等有毒有害氣體。細微的粉塵由高效布袋除塵器捕捉,收集,摻入混凝土固化掩埋等安全處理完全無害化。此時的煙氣已經十分潔凈,無異味。為了保證最終排放的完全合格,通過尾氣凈化噴淋塔,PH大于10Ca(OH)2NaOH雙減水溶液噴淋,徹底去除剩余微量的SO2HClNOx、粉塵等污染物,最后將符合排放標準且無異味、無惡臭、無煙之氣體經排風機由煙囪排放至大氣。尾氣排放完全達到國家要求的《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB1848-2001)。


二、直接焚燒+二次煙氣焚燒+尾氣凈化工藝。

國家對焚燒爐的執行標準:

《中華人民共和國固體廢物環境污染防治法》(200541日)

《中華人民共和國環境保護法》(19891225日)

《國家危險廢物名錄》(200881日)

《小型焚燒爐技術條件》JB/T10192-2000

焚燒法是一種高溫熱處理技術,即以一定的過剩空氣量與被處理的有機廢物在焚燒爐內進行氧化燃燒反應,廢物中的有害有毒物質在高溫下氧化、熱解而被破壞,是一種可同時實現廢物無害化、減量化、資源化的處理技術。

焚燒的主要目的是盡可能焚毀廢物,使被焚燒的物質變為無害和最大限度地減容,并盡量減少新的污染物質產生,避免造成二次污染。對于大、中型的廢物焚燒廠,能同時實現使廢物減量、徹底焚毀廢物中的毒性物質,以及回收利用焚燒產生的廢熱這三個目的。

焚燒法不但可以處理固體廢物,還可以處理液體廢物和氣體廢物;不但可以處理城市垃圾和一般工業廢物,而且可以用于處理危險廢物。危險廢物中的有機固態、液態和氣態廢物,常常采用焚燒來處理。在焚燒處理城市生活垃圾時,也常常將垃圾焚燒處理前暫時貯存過程中產生的滲濾液和臭氣引入焚燒爐焚燒處理。

焚燒適宜處理有機成分多、熱值高的廢物。當處理可燃有機物組分含量很少的廢物時,需補加大量的燃料,這會使運行費用增高。但如果有條件輔以適當的廢熱回收裝置,則可彌補上述缺點,降低廢物焚燒成本,從而使焚燒法獲得較好的經濟效益。環保焚燒爐主要設備介紹

1、焚燒爐主要系統介紹

整套處理系統由下列幾部分組成:助燃系統、焚燒系統、集塵器系統,電控系統。

2、焚燒爐進料方式

由于本焚燒爐屬于特制,采用人工投料的方式。手動將動物尸體放入焚燒爐內。安全起見,投料應在火勢微弱的時候進行。進料口設操作平臺,方便投送物料操作及維修。

3、焚燒爐助燃系統

助燃系統主要設備為燃氣燃燒器

助燃系統的作用是點火開爐和輔助物料焚化(當物料熱值較低時,不能維持自身的燃燒時),天燃氣燃料和空氣在燃燒器燃燒頭內混合燃燒并可以通過調節燃燒空氣和燃燒頭獲得最佳的燃燒參數,燃燼氣體在燃燒頭內再循環,可以使污染物,尤其是氮氧化物(NOx)的排放降到最低。具有全自動管理燃燒程序、火焰檢測、自動判斷與提示故障等功能。燃燒器能在程控器的控制下,進行自動點火。燃燒器具有自動點火、滅火保護、故障報警等功能和火焰強度大,燃燒穩定,安全性好,功率調整大等特點。燃燒器可以手動調節空氣流量從而改變火焰大小;內置調壓閥,保證出口氣壓穩定;同時也可通過調整供氣壓力來調節燃氣量的大小。

4、焚燒爐焚燒系統

爐本體是由耐火材料、保溫材料、絕熱材料砌筑在爐排上部的腔體,外包鋼板以防煙氣泄漏并使爐本體表面溫度小于50。在爐本體側面設有檢修門,輔助點火燃燒器也在側面。爐本體設有操作臺。

在爐膛內煙氣從下向上沖刷物料,將物料中的水分烘干,使物料及時著火.而且前后拱耐火材料蓄熱又輻射物料,從而保證了物料燃燒溫度。延長了煙氣的停留時間,使物料及飛灰中的有機物燃燒完全,提高了有害物質的銷毀率。

爐本體以高溫耐火材料做襯,中間是隔熱材料,外層是保溫材料,可減少爐本體的熱損失,提高焚燒效率;外表用鋼板作保護層,防止漏風;采用的耐火材料是我司與建筑材料科學研究院共同開發的一種耐酸性煙氣腐蝕、耐高溫、高強度的耐火材料。

5、焚燒爐尾氣處理系統   集塵器系統

本方案都采用離心式除塵器――旋風除塵器,對焚燒后的煙氣進行除塵。集塵系統分別由三部份組成:集塵圓筒、倒錐和排氣風管組成。集塵系統的作用是將焚燒物料產生的煙氣中含有的顆粒粉塵收集在一起,便于集中清理,同時,可減少對大氣的污染,起到凈化環境的作用。

集塵系統工作原理: 焚燒物料產生的煙氣中含有的顆粒粉塵在引風機強大的吸力作用下到達旋風除塵器(俗稱集塵桶)。旋風除塵器是利用離心降落原理從氣流中分離出顆粒粉塵的設備。旋風除塵器上半部份為圓錐形,當含塵氣體從圓筒上側的進氣管的切線方向進入時,獲得旋轉逆動,分離出粉塵后從圓筒頂的排氣管排出,粉塵顆粒自錐形底落入集塵圓筒中。

6、焚燒爐電控系統

配電柜包括:全套設備的供電主電源、單臺設備的分供電控開關;全套設備和單臺設備的起停控制以及保護回路、報警等;操作面板等.采用集中控制,其中有些設備為了操作觀察的方便設置在現場控制。

實現了所有設備的手動操作的功能和控制柜面板操作,實現了對整個系統監視、報警等功能,提高了系統控制的可靠性。

最重要的功能,保證了對不同的物料,在不同的燃燒過程中的優化控制,從而保證了物料的充分燃燒和排除煙氣的質量。對于燃燒機的優化控制還降低了燃燒機的用油量,使運行成本大幅降低。

焚燒爐工作原理

垃圾焚燒技術在國外的應用和發展已有幾十年的歷史,比較成熟的爐型有脈沖拋式爐排焚燒爐、機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉式焚燒爐和CAO焚燒爐,下面對這幾種爐型作簡單的介紹。

1、機械爐排焚燒爐

工作原理:垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排(爐排分為干燥區、燃燒區、燃盡區),由于爐排之間的交錯運動,將垃圾向下方推動,使垃圾依次通過爐排上的各個區域(垃圾由一個區進入到另一區時,起到一個大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合;高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽,同時煙氣也得到冷卻,最后煙氣經煙氣處理裝置處理后排出。

特點:爐排的材質要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當光滑、排與排之間的間隙相當小。另外機械結構復雜,損壞率高,維護量大。爐排爐造價及維護費用高,使其在中國的推廣應用困難重重。

2、流化床焚燒爐

工作原理:爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600以上,并在爐底鼓入200以上的熱風,使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經過水冷后,用分選設備將粗渣、細渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設備送回到爐中繼續使用。

特點:流化床燃燒充分,爐內燃燒控制較好,但煙氣中灰塵量大,操作復雜,運行費用較高,對燃料粒度均勻性要求較高,需大功率的破碎裝置,石英砂對設備磨損嚴重,設備維護量大。

3、回轉式焚燒爐

工作原理:回轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運轉,使爐體內的垃圾充分燃燒,同時向爐體傾斜的方向移動,直至燃盡并排出爐體。

特點:設備利用率高,灰渣中含碳量低,過剩空氣量低,有害氣體排放量低。但燃燒不易控制,垃圾熱值低時燃燒困難。

4、CAO焚燒爐

工作原理:垃圾運至儲存坑,進入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機物(廚余、葉、草等)分解成粉狀物,其他固體包括塑料橡膠一類的合成有機物和垃圾中的無機物則不能分解粉化。經篩選,未能粉化的廢棄物進入焚燒爐的先進入第一燃燒室(溫度為600),產生的可燃氣體再進入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的組份呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860進行燃燒,高溫煙氣加熱鍋爐產生蒸汽。煙氣經處理后由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室內不會氧化或融化,可在灰渣中分選回收。

特點:可回收垃圾中的有用物質;但單臺焚燒爐的處理量小,處理時間長,目前單臺爐的日處理量最大達到150噸,由于煙氣在850以上停留時間難于超過1秒鐘短,煙氣中二惡英的含量高,環保難以達標。

5、脈沖拋式爐排焚燒爐

工作原理:垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入第一級爐排,在爐排上經高溫揮發、裂解,爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下拋動,將垃圾逐級拋入下一級爐排,此時高分子物質進行裂解、其它物質進行燃燒。如此下去,直至最后燃盡后進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒,同時使垃圾懸浮在空中。揮發和裂解出來的物質進入第二級燃燒室,進行進一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進入第三級燃燒室進行完全燃燒;高溫煙氣通過鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時煙氣經冷卻后排出。

其優點是:

1)處理垃圾范圍廣泛 能夠處理工業垃圾、生活垃圾、醫院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。

2)燃燒熱效率高 正常燃燒熱效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃燒熱效率也在70%以上。

3)運行維護費用低 由于采用了許多特殊的設計以及較高的自動化控制水平,因此運行人員少(包括除灰渣人員在內一臺爐僅需兩人),維護工作量也較少。

4)可靠性高 經過近20年運行表明,此焚燒爐故障率非常低,年運行8000小時以上,一般利用率可達95%以上。

5)排放物控制水平高 由于采用二級煙氣再燃燒和先進的煙氣處理設備,使煙氣得到了充分的處理。經長期測試,煙氣排放物中CO含量1—10 PPMHC含量2—3 PPMNOx含量35 PPM,完全符合歐美排放標準。煙氣在二、三級燃燒室燃燒時溫度達1000,并且停留時間達2秒以上,可使二惡英基本分解,煙氣中二惡英的含量為 0.04 ng/m3,遠低于歐美標準0.1 ng/m3

6)爐排在壓縮空氣的吹掃下,有自清潔功能。



























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