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浅谈回转窑焚烧炉在危险废物处置中的应用

发布时间:2020-11-14 00:46 作者:超凡电竞

  北极星固废网讯:摘要:危险废物具有较强的特殊性和危害性,受到各国的重点关注。焚烧法是当前危废处置的主流热处理技术,原理是在高温炉膛内使危险废物中的有毒有害物质深度氧化、彻底分解,高效实现无害化和减量化。焚烧法在国外已经有近30年的发展历史,技术成熟,应用广泛。焚烧炉型主要有:回转窑焚烧炉、流化床焚烧炉、热解炉、固定床焚烧炉、废液喷射炉等。其中应用最广泛的是回转窑焚烧炉,其优点是适应性强,可以用于处理除放射性和爆炸性废物之外的固态、液态、气态可燃危险废物,还可以回收热能和重金属等。本文首先简要介绍回转窑焚烧炉,然后总结危险废物处置基本要求,最后重点探究危险废物处置中回转窑焚烧炉的应用。

  随着科技水平的有效提高,危险废物处理工作能在先进装置的辅助下完成基本目标。当前,危险废物处理的过程中存在较多安全问题,而应用回转窑焚烧炉能够提高焚烧安全性,降低处理难度,并且这种处理方法具有适用性强、低成本、高可靠性等优势。因此,本文探究了回转窑焚烧炉在危险废物处置中的应用。

  在中国,危险废物指的是列入《国家危险废物名录》的或具有危险废物特征的废物。它被系统地分成46大类479小类,包括工业类型危废、医疗类型危废、社会类型危废。依据危险废物的产生方式,可划分为工业产生危废和社会产生危废;依据其本身性质,可区分为物质危废、有机危废、含油危废、其他危废。中国的不包括中小型企业及社会源产生的危险废物的危废产量位于世界前列。因为危险废物会制约企业长远发展、破坏生态环境、危害人类健康,所以,它成为了国际社会关注的焦点。当代的危废物处理手段有安全填埋、燃烧处理、物理化学处理,下面分别进行阐述。

  焚烧法因为其在废弃物处理过程中能够大量处理废弃产品而受到广泛使用,在处理过程中能够减少废弃物数量,同时不会造成二次污染,被认为是目前掌握的最有效的一种危险废弃物处理办法。目前,我国所有的危险废弃物处理中心采用的主要办法也是通过焚烧法进行废弃物处理,该技术在西方国家已经有了长时间的应用,达到了相当成熟的水平,每年西方国家通过焚烧法对废弃物处理的比率在60%以上。近几年,危险废弃物无害化处理要求越来越高,焚烧法也会逐渐替代那些在处理过程中可能产生二次污染的处理办法,焚烧法对废弃物处理的比例还会增加。目前,国内外最常使用的废弃物焚烧炉一共分为四种类型,分别为炉排焚烧炉、炉床焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉。与其他几种焚烧炉相比,回转窑焚烧炉能够进行更加广泛的废物处理,适应性更强,能够同时处理液态、固态、气态的废弃物,对于处理对象的宽容性也很高。正是基于以上两种特点,目前回转窑焚烧炉污染物处理领域占有85%的份额,是目前污染物处理过程中采用的主要设备。

  所谓回转窑焚烧炉,指的是本体内增设衬炉的焚烧炉,其中,本体材质为钢板,本体形状为圆筒状,衬炉具有良好的耐火效果。它主要有三种形式,第一种即熔融炉和非熔融炉,前者焚烧温度在1250℃左右,它支持高分子化合物、有机物在同一时间进行处理,后者燃烧温度在1105℃左右;第二种按照气、固体在回转窑内流动的方向,分为顺流炉和逆流炉,前者指的是气流方向与废物流动方向一致,后者指的是气流方向与废物流动方向相反,利用废弃物温度差异显著,能在短时间内完成水分蒸发;第三种是带耐火材料或非耐火材料的回转窑焚烧炉。

  废物进料系统主要包括固体和半固体废物进料装置及废液进料系统。(1)固体和半固体废物进料装置破碎后的废物存储在料坑中,由抓斗送至回转窑。进料形式有推杆进料、溜槽进料和螺旋输送进料。工程实践证明,溜槽进料可以防止回火、堵塞,且能够防止废物在进料装置中产生粘结、结焦。(2)废液进料系统主要由废液过滤系统、废液输送系统、废液雾化喷入系统及有关的控制、维护等辅助设备组成。在废液送入喷嘴前必须经过预处理,去除废液中的固体杂质,以便于泵的输送和喷嘴的雾化。由于危险废物处置接受的废液来源较为广泛,种类极为复杂,多为废矿物油、有机溶剂和乳化液类。该类废液大多含有颗粒物质,因此必须对废液进行过滤,除去杂质,使其所含固体粒径降低至合适水平以下。有些液体废物黏度较高,还需在罐区设置伴热保温措施,以保证废液不在输送系统中堵塞。在设备调试过程中确定伴热温度,如果伴热温度过高,废液中某些沸点低的组分就会挥发出来,形成气液两相流,对下游的焚烧设备及输送系统产生危害。

  在这一过程中,工作人员通过调节窑体的倾斜角度和传送速度来控制固体废弃物在窑内的具体停留时间,以及废弃物产物与空气的混合程度。二级燃烧室增加了一个裂解炉烟气入口。裂解炉烟气入口安装在下筒体,安装高度与回转窑窑尾入口齐平,从平面上看,与回转窑窑尾入口成垂直方向。这样既可处理回转窑焚烧的高温烟气,也可处理裂解炉焚烧的高温烟气。二级燃烧室可同时应用于两个焚烧系统,节约了设备成本和运行成本。二级燃烧室筒体中间设有缩口,能使回转窑和裂解炉的两种烟气混合均匀。二级燃烧室设有余热二次风供风管路,二次风对烟气气流进行扰动,从而延长烟气停留时间,同时对烟气燃烧进行补氧。二级燃烧室流体的速度、温度分析。分析结果表明,通过增加缩口和二次风的扰动,上部筒体的气流速度较低,延长了烟气的停留时间;上部筒体内的温度分布比较均匀,避免了出现局部过热的情况。二级燃烧室底部设有风冷排渣装置,可及时将灰渣排出,防止积灰。同时,冷却风也能对二级燃烧室进行补氧。风冷排渣装置由两部分组成,上部的一排齿辊将大块灰渣打碎,防止大块灰渣下落时对下部设备造成大的冲击,同时使灰渣均匀;下部布置有冷风管道,冷风持续吹入,对高温灰渣进行快速冷却。

  进入焚烧炉的废物经过燃烧后,大部分可燃性物质被转化为气态物质从而实现废物减容目的,这些气态物质往往含有飞灰、飘尘等物质,必须经过严格的后续处理才能安全排放至环境中。通常烟气处理工艺流程为:焚烧烟气经急冷塔冷却至180~200℃后,进入循环流化床,喷入消石灰粉/石灰浆和活性炭,处理烟气中的酸性气体和二噁英类物质,再利用布袋除尘器除去粉尘,随后进入湿式洗涤塔进一步去除污染物,洗涤塔出口烟气温度降至75℃左右,经再热器加热到120~140℃后由烟囱排入大气。通常烟气污染物排放情况通过在烟囱上设置烟气在线监测设施进行检测。

  随着城市发展,每天产生的废弃物数量居高不下,在这些废弃物中,有很多可能对环境造成严重污染,如医疗废弃物和重金属生产产生的废弃物。如果不能及时处理这些废弃物,它们就会对周围环境造成严重的影响,有的甚至会造成不可逆的影响。随着相应经验教训的积累,回转窑焚烧炉逐渐得到推广和应用,它是目前最为成熟的危险废弃物处理方式

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