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技术 | 危险废物热处理现状及其设备选型

时间:2019-04-22 10:38

来源:《电站系统工程 》

作者:陈运启 杨波 李彪 龙铖

随着“清废行动”的?#20013;?#28145;入,国家对“清废”政策在逐渐加码,行动力度之大,前所未有,“危废”这个专有名词也频繁出现在公众视野,并伴随着重大事故的发生,成为社会高度关注的热点。同时,危废产量在逐年递增,过去十年年均复合增长率约12%,每年产生量近亿吨。如若不采取及时?#34892;?#30340;处置,危废将对人们的生命健康和生态环境构成极大的威胁。

热处理技术提供了一种最大程度消除危险废物的方法,并在有害物质处理的彻底性、对多种复杂种类成分的?#35270;?#24615;、减容降重等许多方面优于其他处理技术,是解决危废污染隐患最?#34892;?#36884;径之一。

危废热处理发展现状

?#35775;?#31561;发达国家,对危废管理重视比较早,危废管理体制比较健全。一般为企业独建或者几个企业联合建设处理厂,产生量小的企业需与这些企业合作,明确要处理危废的各种参数,并严格按照约定送至处理厂。因此危废处置厂处理对象的各种成分、处理难度、热值及含水率等相对比较可控。

而我国危废管理完整体系尚未健全,危废处置中心的建设大多为区域性的,需处理的危废种类较多、成分复杂。此类危废处置中心往往需要处理多达上千家工矿企业产生的不同种类的废物,且各工矿企业工艺差别较大,产生危废种类繁多,废物含有物质成分具有较大差异。甚至部分产废工厂产量少、难以提供准确的废物成分、热值高低及含水率多少等对热处理影响较大的关键数据。因此,对危废焚烧处理及处理后达标?#27431;?#36896;成较大的困?#36873;?p style="text-indent: 2em; text-align: center;">1555900841787925.png

目前,危废热处理主流设备为回转窑炉。?#35775;?#31561;发达国家从1970年后期开始采用回转窑对各种危废进行热处理。至今仍广泛采用回转窑处理危废,并公认回转窑是处理危废?#35270;?#24615;广,可靠性强的设施。

例如:美国有上百座回转窑焚烧装置在运行。我国从“非典”后开始批量建设危废处置厂。《危险废物和医疗废物处置设施建设项目复核大纲》要求危废焚烧炉型应优先采用回转窑。国内有少部分企业尝试回转窑+炉排的方式,对该技术进行一定的探索,但是应用效果不是特别理想。

?#36865;猓?#31561;离子体炉技术近年来的得以推广应用。危废等离子体处理也是目前国际上最为先进的处置新技术,尤其是对有毒化学品及难处理危废方面有着其他处理工艺不可比拟的优势。国内外几种等离子体技术在快速发展,各个研究公司均在推动自身技术的商业应用。?#28909;?#32654;国西屋公司和以色列EER公司的等离子体炉直接作用于废物,耗电很高,系统经济性低。而加拿大普拉斯科公司采用的常规气化与等离子体重整技术具有一定的优势,因为气化采用两步热解形式,降低了电耗,增强了系统经济性,将来较可能成为等离子体气化技术的核心技术。2014年上海固体废弃物处置中心等离子体危废气化项目投入运行,2017年通过了上海市科委的系统验收。2018年清远危废等离子体处理项目在广东清远正式进入工程应用阶段。

危废热处理技术比较与分析

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1、热处理技术分析

热处理是物质在设备中以较高的温度分解并发生氧化反应为主要手?#21361;?#36890;过改变物质的化学、物理或生物特?#38498;?#32452;成,发生一系列反应使有机物变成稳定的无机物的过程。焚烧法是热处理中最常见的一种类型,即以一定的过剩空气量与废物在设备内进行充分的氧化反应,废物中的有机物在一定的温度下快速氧化、分子键断?#36873;?#28909;解而被破坏掉,能够改变废物的组成和结构,同时达到减容、无害化或综合利用的目的。热处理能最大程度的减少待处理废物的容重,因而广泛的用于危废的处理。

2、危废热处理设备的比较与分析

随着热处理技术的发展,热处理设备的种类也越来越多。这些设备的使用?#27573;?#21644;?#35270;?#26465;件各不相同,各自有应用的边界和限制条件,常用的热处理设备主要有回转窑炉、炉排型炉、流化床炉、等离子体炉等,以下对这些设备进行比较?#22836;?#26512;。

(1)回转窑炉:也称为回转炉、回转窑?#21462;?#20027;要设备为卧式的?#31181;?#22278;筒,为保证物料向下传输,进料端略高于出料端,倾斜度设计值为2°,筒体以0.1~1.0r/min之间可绕轴线转动。根据物料与配风进入的方式不同,有顺流式和逆流式两种类型。该炉型?#35270;?#20110;气、液、半固和固体物料,?#35270;?#24615;强,用途广泛。物料通过提升机或喷嘴从窑头进入回转炉,?#24615;?#20174;窑尾经出渣机排出。该设备的优点是技术先进、可连续运转、可靠性高、进料可在60%~120%调节,运行和维护方便。从?#23548;视?#29992;情况来分析,采用回转窑炉处理危废的比例是较高的。

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(2)炉排型炉:炉排型炉是一种应用于固体废物处理最普遍的热处理设备,通常用于处理产量较大,热值?#31995;?#30340;城市生活垃圾处理中。炉排炉一般可采用往?#35789;健?#28378;筒?#20581;?#25391;动?#38477;?#22411;式,特点是处理量大,能够利用其干燥段炉排对低热值物料预热,能够?#35270;系?#28909;值的物料。由于炉排型炉的助燃气体是通过动静炉排的缝隙穿越与物料混合,所以,粒径较小物料会阻塞炉?#27431;?#38553;,影响燃?#25307;?#26524;。

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(3)流化床炉(一般为循环流化床):流化床炉没有转动炉窑体或者炉排结构,由一个立式容器和其内部的热载体组成,主要助燃空气从底部进入炉内,气流吹动炉内物料,使其上升并处于流化状态。流化床的优点是:焚?#25307;?#29575;高,设备简单、设备启停相对灵活、投资费用少。但存在飞灰量大,处理废物的类型单一,且由于燃烧速度快,易于生成CO,炉内温度控制比较困难等不足之处。

编辑:程?#35797;?/p>

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