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工业固废无害化处理

详细说明:


   工业有机固体废弃物,一般是固体或膏状,成分非常复杂,我们一般根据其具体性状采用以下两种无害化处理工艺:

    一是采用热解气化+燃气二次燃烧+尾气净化工艺。

    二是采用直接焚烧+二次烟气焚烧+尾气净化工艺。   

    对固体有机废弃物原料均匀,不含水和其它杂物且易燃类者,推荐采用第一种工艺,经过两次燃烧,尾气排放很容易达标。除此以外,均推荐采用第二种处理工艺。


1、热解气化+燃气二次燃烧+尾气净化工艺流程图

工业固废处理工艺流程图1


1、物料的前处理 

    由于我们设计采用热解气化的模式(就像煤气发生炉的原理),所以物料必须进行前处理改性。各种有机固体废料和加入总量10-15%煤,经过立式破碎机破碎,达到小于5mm以下的粉状,通过螺旋搅拌机,和加入的废液、废膏状或废水进行充分混合,形成质地均匀原料,通过双辊压球机,制成30x50mm的“煤球”,方便下一道工序热解气化的进行。

2、热解气化

    我公司长期从事煤气化工程,利用可燃的有机固体工业废料,几乎和煤碳的性能接近。采用热解气化非常合适。热解气化原理就如同煤气发生炉的原理介绍如下:第一步、 工业废料从炉顶部加入热解气化炉中,在下降的过程中与温度在80-120℃的热解燃气接触,在1-2小时内不断脱去附着液,变成可燃气排出炉外,工业废料得到干燥固化。第二步、干燥后的工业废料,在部分反应层上升过来的温度高达200-450℃的灼热燃气的烘烤下,发生干馏反应,生成烷类(CmHn)、一氧化碳(CO)、焦油等可燃气体和水蒸气(H2O),工业废料中的氯(Cl)元素生成氯化氢(HCl)气体,硫(S)元素生成(H2S)气体,以上所有气体一起从炉体上部排出。在这一层的反应过程中,由于缺氧干馏,不会像焚烧生产大量二噁英;有机质全部炭化,为气化形成了碳物质。第三步、经过干馏后的工业废料,主要残留物是焦炭,在1100-1200℃高温下,通过水蒸气的作用,发生氧化还原反应产生一氧化碳(CO)、氢(H2)等可燃气体,从炉体上部排出(原理同煤气化原理)。第四步、工业废料气化完成变成含少量固定碳的无机熔渣,通过出渣机构从反应炉底部排除。(见灰渣层)这些熔渣主要成分为硅酸二钙、硅酸三钙等活性物质,是普通粘土砖的基本成分,可以直接填埋。

3、尾气净化

    热解气化后,所得燃气主要成分为:COH2CmHnCO2N2HClH2S等,热值约为1000-1450kcal/m3,在稳定的情况下完全可以自燃,燃烧温度可达1000-1300℃。从气化炉出来的燃气,温度约为: 200-500℃,含有一定的灰尘和焦油。在二次燃烧前经过旋风除尘器初步净化,将大颗粒粉尘和重质焦油去除,以防长期积累堵塞管道。从旋风除尘器排出的焦油和灰尘是有害的,不能外排,每天大约能产生3-10kg,需要每隔几天,进行清理,并将焦油重新加入前处理的混料机,掺入原料中,制成原材料。经过初步净化的燃气,在热交换器下部的二次燃烧室,在柴油燃烧机的助燃下(主要是在气化初期燃气不稳定时,一定要用),通过二次燃烧,产生1000-1300℃高温的氧化环境,COH2CmHnCO2和各类焦油不凝结气体、有机挥发气体,燃烧氧化成CO2H2OH2S氧化成SO2和水。燃烧产生的高温烟气,迅速进炉热交换列管,在1-2秒内降到250℃以下,不会再合成二恶英等有害物质。经过热交换的烟气,在进入袋式除尘器前,通过喷入消石灰(Ca(OH)2)及活性炭(C)去除SO2HCl、二恶英等有毒有害气体。细微的粉尘由高效布袋除尘器捕捉,收集,掺入混凝土固化掩埋等安全处理完全无害化。此时的烟气已经十分洁净,无异味。为了保证最终排放的完全合格,通过尾气净化喷淋塔,PH大于10Ca(OH)2NaOH双减水溶液喷淋,彻底去除剩余微量的SO2HClNOx、粉尘等污染物,最后将符合排放标准且无异味、无恶臭、无烟之气体经排风机由烟囱排放至大气。尾气排放完全达到国家要求的《危险废物焚烧污染控制标准》(GB1848-2001)。


二、直接焚烧+二次烟气焚烧+尾气净化工艺。

国家对焚烧炉的执行标准:

《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》(200541日)

《中华人民共和国环境保护法》(19891225日)

《国家危险废物名录》(200881日)

《小型焚烧炉技术条件》JB/T10192-2000

焚烧法是一种高温热处理技术,即以一定的过剩空气量与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,废物中的有害有毒物质在高温下氧化、热解而被破坏,是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。

焚烧的主要目的是尽可能焚毁废物,使被焚烧的物质变为无害和最大限度地减容,并尽量减少新的污染物质产生,避免造成二次污染。对于大、中型的废物焚烧厂,能同时实现使废物减量、彻底焚毁废物中的毒性物质,以及回收利用焚烧产生的废热这三个目的。

焚烧法不但可以处理固体废物,还可以处理液体废物和气体废物;不但可以处理城市垃圾和一般工业废物,而且可以用于处理危险废物。危险废物中的有机固态、液态和气态废物,常常采用焚烧来处理。在焚烧处理城市生活垃圾时,也常常将垃圾焚烧处理前暂时贮存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。

焚烧适宜处理有机成分多、热值高的废物。当处理可燃有机物组分含量很少的废物时,需补加大量的燃料,这会使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置,则可弥补上述缺点,降低废物焚烧成本,从而使焚烧法获得较好的经济效益。环保焚烧炉主要设备介绍

1、焚烧炉主要系统介绍

整套处理系统由下列几部分组成:助燃系统、焚烧系统、集尘器系统,电控系统。

2、焚烧炉进料方式

由于本焚烧炉属于特制,采用人工投料的方式。手动将动物尸体放入焚烧炉内。安全起见,投料应在火势微弱的时候进行。进料口设操作平台,方便投送物料操作及维修。

3、焚烧炉助燃系统

助燃系统主要设备为燃气燃烧器

助燃系统的作用是点火开炉和辅助物料焚化(当物料热值较低时,不能维持自身的燃烧时),天燃气燃料和空气在燃烧器燃烧头内混合燃烧并可以通过调节燃烧空气和燃烧头获得最佳的燃烧参数,燃烬气体在燃烧头内再循环,可以使污染物,尤其是氮氧化物(NOx)的排放降到最低。具有全自动管理燃烧程序、火焰检测、自动判断与提示故障等功能。燃烧器能在程控器的控制下,进行自动点火。燃烧器具有自动点火、灭火保护、故障报警等功能和火焰强度大,燃烧稳定,安全性好,功率调整大等特点。燃烧器可以手动调节空气流量从而改变火焰大小;内置调压阀,保证出口气压稳定;同时也可通过调整供气压力来调节燃气量的大小。

4、焚烧炉焚烧系统

炉本体是由耐火材料、保温材料、绝热材料砌筑在炉排上部的腔体,外包钢板以防烟气泄漏并使炉本体表面温度小于50。在炉本体侧面设有检修门,辅助点火燃烧器也在侧面。炉本体设有操作台。

在炉膛内烟气从下向上冲刷物料,将物料中的水分烘干,使物料及时着火.而且前后拱耐火材料蓄热又辐射物料,从而保证了物料燃烧温度。延长了烟气的停留时间,使物料及飞灰中的有机物燃烧完全,提高了有害物质的销毁率。

炉本体以高温耐火材料做衬,中间是隔热材料,外层是保温材料,可减少炉本体的热损失,提高焚烧效率;外表用钢板作保护层,防止漏风;采用的耐火材料是我司与建筑材料科学研究院共同开发的一种耐酸性烟气腐蚀、耐高温、高强度的耐火材料。

5、焚烧炉尾气处理系统   集尘器系统

本方案都采用离心式除尘器――旋风除尘器,对焚烧后的烟气进行除尘。集尘系统分别由三部份组成:集尘圆筒、倒锥和排气风管组成。集尘系统的作用是将焚烧物料产生的烟气中含有的颗粒粉尘收集在一起,便于集中清理,同时,可减少对大气的污染,起到净化环境的作用。

集尘系统工作原理: 焚烧物料产生的烟气中含有的颗粒粉尘在引风机强大的吸力作用下到达旋风除尘器(俗称集尘桶)。旋风除尘器是利用离心降落原理从气流中分离出颗粒粉尘的设备。旋风除尘器上半部份为圆锥形,当含尘气体从圆筒上侧的进气管的切线方向进入时,获得旋转逆动,分离出粉尘后从圆筒顶的排气管排出,粉尘颗粒自锥形底落入集尘圆筒中。

6、焚烧炉电控系统

配电柜包括:全套设备的供电主电源、单台设备的分供电控开关;全套设备和单台设备的起停控制以及保护回路、报警等;操作面板等.采用集中控制,其中有些设备为了操作观察的方便设置在现场控制。

实现了所有设备的手动操作的功能和控制柜面板操作,实现了对整个系统监视、报警等功能,提高了系统控制的可靠性。

最重要的功能,保证了对不同的物料,在不同的燃烧过程中的优化控制,从而保证了物料的充分燃烧和排除烟气的质量。对于燃烧机的优化控制还降低了燃烧机的用油量,使运行成本大幅降低。

焚烧炉工作原理

垃圾焚烧技术在国外的应用和发展已有几十年的历史,比较成熟的炉型有脉冲抛式炉排焚烧炉、机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉和CAO焚烧炉,下面对这几种炉型作简单的介绍。

1、机械炉排焚烧炉

工作原理:垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

特点:炉排的材质要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂,损坏率高,维护量大。炉排炉造价及维护费用高,使其在中国的推广应用困难重重。

2、流化床焚烧炉

工作原理:炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到600以上,并在炉底鼓入200以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

特点:流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置,石英砂对设备磨损严重,设备维护量大。

3、回转式焚烧炉

工作原理:回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列,炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧,同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉体。

特点:设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排放量低。但燃烧不易控制,垃圾热值低时燃烧困难。

4、CAO焚烧炉

工作原理:垃圾运至储存坑,进入生化处理罐,在微生物作用下脱水,使天然有机物(厨余、叶、草等)分解成粉状物,其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选,未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室(温度为600),产生的可燃气体再进入第二燃烧室,不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860进行燃烧,高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气,金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化,可在灰渣中分选回收。

特点:可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小,处理时间长,目前单台炉的日处理量最大达到150吨,由于烟气在850以上停留时间难于超过1秒钟短,烟气中二恶英的含量高,环保难以达标。

5、脉冲抛式炉排焚烧炉

工作原理:垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧,同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。

其优点是:

1)处理垃圾范围广泛 能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。

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

3)运行维护费用低 由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平,因此运行人员少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人),维护工作量也较少。

4)可靠性高 经过近20年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行8000小时以上,一般利用率可达95%以上。

5)排放物控制水平高 由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。经长期测试,烟气排放物中CO含量1—10 PPMHC含量2—3 PPMNOx含量35 PPM,完全符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000,并且停留时间达2秒以上,可使二恶英基本分解,烟气中二恶英的含量为 0.04 ng/m3,远低于欧美标准0.1 ng/m3

6)炉排在压缩空气的吹扫下,有自清洁功能。



























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