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          危廢行業(yè)等離子體焚燒技術(shù)替代回轉窯焚燒技術(shù)

          來(lái)源:m.six-22.com  |  發(fā)布時(shí)間:2022年07月11日
          最近兩三年,隨著(zhù)環(huán)保監管越來(lái)越嚴厲,工業(yè)危險廢物處置市場(chǎng)也越來(lái)越紅火,由此帶火了等離子體處理技術(shù)的相關(guān)話(huà)題。早在2014年9月,《危險廢物處置工程技術(shù)導則》(HJ 2042-2014)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《技術(shù)導則》)就已發(fā)布實(shí)施,《技術(shù)導則》將等離子體技術(shù)正式列入危險廢物處理可選技術(shù)路線(xiàn)。

          焚燒裝置概況:

          作為科技前沿的等離子火炬技術(shù)因其經(jīng)濟、高效,世界各國競相研究,并成功用于污泥及固體廢棄物處理。

          近年來(lái)永研環(huán)??萍缄懤m推出等離子火炬工業(yè)固廢焚燒、等離子火炬醫療廢棄物焚燒、等離子火炬污泥焚燒裝置等一系列產(chǎn)品,用戶(hù)遍布各行各業(yè),成就斐然

          等離子火炬污泥焚燒裝置由等離子火炬、等離子火炬電源、進(jìn)出料裝置、隧道窯(由多個(gè)窯爐單元組合而成)、攪拌輸送、尾氣處理系統組合而成。(如圖所示)

          等離子火炬污泥焚燒裝置,同樣適用固態(tài)、半固態(tài)、粘稠油狀、液態(tài)廢棄物處理。

          等離子火炬污泥焚燒裝置各部件(包括隧道窯)為標準化設計,自成體系,可以單獨運行或根據需要(處理工藝、處理量)級聯(lián)、組合工作。

          等離子火炬隧道窯由多個(gè)窯爐單元級聯(lián)組合而成。

          窯爐單元由不銹鋼爐體、耐火材料爐襯、等離子火炬、等離子火炬電源、控制器、攪拌輸送裝置組合而成,窯爐單元自成體系,爐溫、工作模式可單獨設置,獨立運行。

          等離子火炬隧道窯囊括:等離子火炬、等離子火炬電源、窯爐爐體、窯爐工作模式、攪拌輸送、保溫耐火材料錨固技術(shù)等多項發(fā)明專(zhuān)利。

          焚燒裝置工作機理:

          1、含水率30%到90%的污泥、固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)廢棄物,經(jīng)粉碎、濾除塊狀物后,由螺桿送料器輸送至料倉,由氣動(dòng)裝置推送進(jìn)入等離子火炬隧道窯,推送頻度由用戶(hù)自行設置。

          2、等離子火炬隧道窯長(cháng)度、等離子火炬功率,尾氣處理方案,依據廢棄物成分、含水率、日處理量等因素綜合考量決定。

          3、等離子火炬隧道窯內置等離子火炬、攪拌、輸送裝置,攪拌器變換運動(dòng)方向、攪拌速度,污泥等廢棄物頃刻間被等離子火焰包圍炙烤。

          4、污泥等廢棄物在攪拌輸送裝置作用下,翻滾前移,離子體火炬瞬間產(chǎn)生上千度高溫,穿透力極強的等離子焰,分解有機物。

          汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬隨煙氣排出,經(jīng)活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集后再行處理。

          5、等離子火炬隧道窯內煙氣與污泥等廢棄物逆向運動(dòng),在此過(guò)程中空氣由等離子火炬隧道窯末端進(jìn)入爐體,自隧道窯進(jìn)料口前端排放。如示意圖所示,紅色箭頭表示煙氣流動(dòng)方向,黑色箭頭表示污泥等廢棄物運動(dòng)方向。

          6、污泥等廢棄物由干燥區進(jìn)入焚燒區時(shí)含水率已經(jīng)顯著(zhù)降低,高溫煙氣自焚燒區經(jīng)干燥區與污泥等廢棄物相向運動(dòng),在此過(guò)程中煙氣含水率逐漸上升。

          7、煙氣經(jīng)余熱回收裝置加熱工作氣體(空氣)后注入隧道窯干化污泥等廢棄物,可節省30%的能源。

          8、隧道窯多個(gè)部位設有泄爆裝置保證設備安全。

          9、隧道窯工作于微負壓狀態(tài),防止煙氣泄露污染環(huán)境。

          焚燒裝置技術(shù)參數:

          等離子體火炬:

          工作溫度: 800--1000℃ 用戶(hù)設定,自動(dòng)控制。

          輸出功率: 100--400kW 自動(dòng)調節輸出功率,控制焚燒爐溫度。

          使用壽命: 連續工作5000小時(shí)

          焚燒爐:

          組合式: (微負壓) 以日處理量由窯爐單元組合、級聯(lián)。

          送料裝置: 以處理量設置進(jìn)料頻度。

          灰燼出口控制閥: 用戶(hù)設定,自動(dòng)控制。

          溫度傳感器: 實(shí)時(shí)采集溫度數據。

          泄壓裝置保證設備安全

          日處理量: 20噸--200噸

          控制器: PLC控制器,彩色觸摸屏,用戶(hù)自行設置運行參數。

          冷凝器: 新型平板式冷凝器,濾除煙氣中水分。

          溫度傳感器: 實(shí)時(shí)采集溫度數據。

          二燃室:

          燃燒室: 煙氣由煙道進(jìn)入二燃室(停留2秒)。

          溫度傳感器: 實(shí)時(shí)采集溫度數據。

          進(jìn)風(fēng)風(fēng)機: 注入足量空氣,保證煙氣充分燃燒。

          等離子火炬: 自動(dòng)調節輸出功率,控制二燃室溫度。

          余熱回收: 煙氣經(jīng)二燃室補充空氣,充分燃燒后產(chǎn)生1000-1200度高溫氣體?;厥掌渲袩崮?,是企業(yè)節能減排獲取經(jīng)濟利益,降低生產(chǎn)成本,實(shí)現細化管理的重要舉措,利用煙氣余熱,加熱工作氣體(空氣)后注入隧道窯干化污泥等廢棄物,可節省30%的能源。

          噴淋急冷裝置: 噴淋式急冷裝置,煙氣1秒由800℃降至150℃。

          溫度傳感器: 實(shí)時(shí)采集溫度數據。

          煙氣處理:

          活性炭、消石灰噴射裝置: 向煙氣管道噴射活性炭、消石灰,吸收煙氣中的二噁英、及重金屬。

          布袋除塵: 清除煙氣中的顆粒物。

          除酸塔: 25%氫氧化鈉溶液,脫除酸性物質(zhì)及二氧化硫。

          引風(fēng)機: 變頻調速風(fēng)機,克服布袋除塵風(fēng)阻,使焚燒系統工作于微負壓狀態(tài)。

          煙氣處理:

          經(jīng)余熱鍋爐:回收部分熱能后煙氣溫度大幅降低。

          急冷裝置:進(jìn)一步將煙氣溫度降至180度以下,脫除酸性物質(zhì)(包括二氧化硫)及部分顆粒物。

          活性炭、消石灰噴射裝置:向煙氣管道噴射活性炭、消石灰,清除煙氣中的二噁英、重金屬。

          布袋除塵裝置:進(jìn)一步濾除煙氣顆粒物實(shí)現達標排放。

          除酸塔:25%氫氧化鈉溶液,脫除酸性物質(zhì)及二氧化硫。

          焚燒裝置產(chǎn)品優(yōu)勢:

          1、利用焚燒煙氣和余熱回收裝置加熱工作氣體注入隧道窯,干燥含水污泥可節約30%能源。

          2、等離子火炬熱效率高于90%,使用壽命長(cháng)達5000小時(shí),遠高于國內外同行水平。

          3、低運營(yíng)成本:可直接焚燒含水率90%的污泥,無(wú)需進(jìn)行脫水處理或添加輔助燃料。

          4、設備及廠(chǎng)房投資只有流化床、回轉窯方案的二分之一。

          5、以日處理100噸廢棄物的等離子火炬焚燒裝置為例,每年維護費用(包括更換等離子火炬及爐體大修)不超過(guò)50萬(wàn)元。

          4、模塊化:焚燒爐體為模塊化設計,根據用戶(hù)實(shí)際處理量組合拼裝,維護成本低。

          5、標準化:縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本,以統一的質(zhì)量及檢驗標準,流水化的作業(yè)方式生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品,滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。

          6、煙氣排放量?。簾煔馀欧帕?、粉塵排放量不到常規技術(shù)一半。

          焚燒裝置工作模式:

          A、焚燒模式:

          等離子體火炬在富氧環(huán)境下(過(guò)量空氣)加熱廢棄物其中有機物發(fā)生氧化反應(燃燒),生成CO2、H2O等單質(zhì)物質(zhì),其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出,經(jīng)活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集后再行處理。

          B、熱解模式:

          等離子體火炬在缺氧環(huán)境下熱解廢棄物,其中有機物熱分解,生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃煙氣。

          煙氣由排氣口搜集,經(jīng)列管式冷凝器,濾除煙氣中水分,送入二燃室適量補充空氣燃燒,遵循3T原則,煙氣在二燃室停留時(shí)間超過(guò)2秒。

          只用少量空氣作為等離子火炬的工作氣體,發(fā)揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高于百分之九十),穿透力強這一技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現節能降耗的設計初衷。

          以日處理100噸工業(yè)污泥設備為例的方案比較:

          1、回轉窯設備投資額3--4千萬(wàn)元(包括煙氣處理設備),而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備),設備投資額在2千萬(wàn)上下。

          2、回轉窯每?jì)赡甏笮拶M用近千萬(wàn)元,相當設備投資的三分之一,而同等規模的等離子火炬隧道窯,每年維護費(包括等離子火炬槍)不超過(guò)50萬(wàn)元。

          3、回轉窯需要400千瓦電力配置,此外每小時(shí)消耗40立方天然氣,二燃室每小時(shí)消耗50--80立方天然氣,平均噸處理成本1--1.5千元。

          而同等規模的等離子火炬隧道窯(包括煙氣處理設備),不消耗天然氣或其他諸如燃油等輔助能源,只需要400千瓦電力配置,初步測算平均噸處理成本4百元左右。

          4、回轉窯需要天然氣助燃,每小時(shí)排放2--3萬(wàn)立方煙氣,而同等規模的等離子火炬隧道窯只排放0.5--1萬(wàn)立方煙氣,煙氣處理成本要低很多。

          5、回轉窯處理含水率高的廢棄物,極易因熱沖擊造成爐內保溫材料變形塌陷,縮短爐體使用壽命。

          6、回轉窯體積龐大動(dòng)輒數十噸,設備基礎必須穩固一經(jīng)安裝便成為經(jīng)常性的設施。等離子火炬隧道窯體態(tài)輕盈,只消幾卡車(chē)便可搬運,尤其適合油田等需要搬遷的流動(dòng)作業(yè)場(chǎng)合。

          工業(yè)污泥、市政污泥治理方案選擇:

          污泥處理的常規技術(shù):以熱干化方法將含污泥水率降到70%左右, 再施以焚燒。

          運行中, 污泥所含水分以蒸汽的形態(tài)排出,水蒸汽以汽化潛熱的形式帶走了熱干化及焚燒過(guò)程中的大部分能量。

          工業(yè)污泥熱值低,以流化床或回轉窯焚燒處理必需摻煤助燃,煙氣排放量很大,運營(yíng)成本居高不下。

          此外流化床、回轉窯等設備投資巨大,使用、維護成本很高。

          等離子火炬隧道窯可以直接處理含水率30%到90%的污泥、固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)廢棄物,設備處理能力從每天0.5噸到200噸,尤其適合廠(chǎng)礦企業(yè)及規模大小不等的化工園區污水處理廠(chǎng)。

          等離子火炬隧道窯處理化工園區污水處理廠(chǎng)沉淀池污泥或市政污泥,可選擇焚燒工作模式。

          等離子體火隧道窯通入過(guò)量空氣,污泥中有機物因氧化反應,生成CO2、H2O等單質(zhì)物質(zhì),其中汞、鋅、鉛、錫、銅等重金屬以氧化物形式隨煙氣排出,經(jīng)活性炭噴射裝置,噴射活性炭富集后再行處理。

          焚燒模式非常適合處理重金屬含量較高的工業(yè)廢棄物。

          油田污泥治理方案選擇:

          油田含油污泥成分復雜:包括部分原油、蠟質(zhì)、瀝青、固體懸浮物、鹽類(lèi)、酸性腐蝕性物質(zhì),生產(chǎn)過(guò)程中投加的絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、壓裂液、酸化液、發(fā)泡劑等、聚丙烯酰胺等成分。

          含油污泥是一種極其穩定的懸浮乳狀液,很難實(shí)現多相分離。

          《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》和在此基礎上制定的《國家危險廢物名錄》、《危險廢物鑒別標準》、《危險廢物填埋污染控制標準》(GB 18598-2001)、《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB 18484-2001)等標準、法規,對危險廢物的處置做出了具體規定。

          在這些標準和法規中,含油污泥歸類(lèi)為危險固體廢物。

          國外相關(guān)標準規定,含油污泥處理后含油率應小于 百分之二,深度處理后污泥中含油率小于千分之三。

          以回轉窯焚燒法處理含油污泥,需要對污泥進(jìn)行干化處理,需要消耗大量電力和天然氣,而等離子火炬隧道窯只需消耗與之同等的電力。

          回轉窯處理含水率高的廢棄物,極易因熱沖擊造成爐內保溫材料變形塌陷,縮短爐體使用壽命。

          回轉窯體積龐大動(dòng)輒數十噸,設備基礎必須穩固一經(jīng)安裝便成為經(jīng)常性的設施。等離子火炬隧道窯體態(tài)輕盈,只消幾卡車(chē)便可搬運,尤其適合油田等需要搬遷的流動(dòng)作業(yè)場(chǎng)合。

          等離子火炬隧道窯處理含油污泥,可選擇熱解工作模式。

          等離子體火炬在缺氧環(huán)境下熱解含油污泥,其中有機物熱分解,生成H2、CO、H2O、CH4、CnHm等可燃成分。

          煙氣由排氣口搜集,經(jīng)冷凝器,濾除煙氣中水分,送入二燃室適量補充空氣燃燒,遵循3T原則,煙氣在二燃室停留時(shí)間超過(guò)2秒。

          只用少量空氣作為等離子火炬的工作氣體,發(fā)揮等離子火炬自身不消耗氧氣且熱效率高(高于百分之九十),穿透力強這一技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現節能降耗的設計初衷。

          焚燒模式適合處理重金屬含量相對較低的有機物含量較高的工業(yè)廢棄物。

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