危險廢物專業(yè)焚燒系統(tǒng)物料配伍方法概述2015

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京地區(qū)危險廢物焚燒系統(tǒng)物料配伍模式研究 裴增新 酒香真 魏國關(guān)鍵詞：危險廢物、焚燒、配伍摘要危險廢物焚燒系統(tǒng)物料配伍是結(jié)合擬焚燒物料物理形態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等信息對物料進(jìn)行熱值控制和有害成分合理化均質(zhì)控制預(yù)處理的過程。本研究結(jié)合北京市危險廢物處置中心多年危險廢物焚燒處置系統(tǒng)運行經(jīng)驗，從配伍必要性及配伍可操作性方面對危險廢物焚燒配伍模式進(jìn)行了探索，闡述了一種在實際生產(chǎn)運行過程中較為有效的三級物料配伍方法。一、 前言危險廢物是指列入國家危險廢物名錄或者根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定的具有危險特性的廢棄物。危險廢物回轉(zhuǎn)窯焚燒處置系統(tǒng)包括進(jìn)料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、二次燃燒室

2、、尾氣處理系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。本文所研究的北京地區(qū)危險廢物的焚燒處置方式為以危險廢物焚燒處置為基礎(chǔ)的回轉(zhuǎn)窯加二次燃燒室的焚燒爐。要使危險廢物得到有效焚燒處置，其有機物焚毀去除效率要達(dá)到99.99%。焚燒系統(tǒng)中所處置廢物的燃燒效率取決于焚燒溫度、氣體高溫區(qū)停留時間、氧氣濃度及空氣與廢物及其產(chǎn)生廢氣的混合程度Error! Reference source not found.。焚燒系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)完成后，其焚燒去除能力極限已經(jīng)固定。此時系統(tǒng)溫度、停留時間、氧氣濃度等可調(diào)整參數(shù)在焚燒系統(tǒng)設(shè)計極限范圍內(nèi)均受控于系統(tǒng)操作人員。其調(diào)整范圍及手段十分有限，為達(dá)到焚燒系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的目的必須對進(jìn)入系統(tǒng)的擬焚燒物料進(jìn)行有

3、效管控，達(dá)到成分控制、均質(zhì)均化的目的。而物料混合程度是否均勻以及成分是否合理控制則取決于物料的配伍及預(yù)處理是否有效。焚燒配伍是指為了達(dá)到入窯處置的危險廢物成分穩(wěn)定可控、均勻、平衡燃燒的目的,對所收集的成分復(fù)雜,形態(tài)各異的各類別焚燒廢物進(jìn)行理化性質(zhì)分析,并根據(jù)分析結(jié)果形成一個混合方案，并按照該方案進(jìn)行物料均化預(yù)處理的過程。物料配伍是在物料進(jìn)入系統(tǒng)之前的必要操作過程。二、 配伍目的意義恰當(dāng)?shù)姆贌湮椴僮骺梢允谷紵€(wěn)定、有毒有害性物質(zhì)徹底降解,同時還可以節(jié)約助燃燃料、保護(hù)耐火材料、延長焚燒設(shè)施的使用壽命、降低運營成本。Error! Reference source not found.1） 控制入窯

4、物料熱值的穩(wěn)定性配伍應(yīng)使進(jìn)入焚燒爐的危險廢物的熱值盡可能介于設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)以求減少輔助燃料的消耗量。若熱值太低，需啟動輔助燃料系統(tǒng)以使廢物燃燒并達(dá)到規(guī)定的分解溫度，造成運行成本增加；若熱值太高，需要用惰性物質(zhì)（過量空氣、水等）限制爐溫，但該方法一方面易導(dǎo)致煙速過快，有害氣體分解不徹底，另一方面需降低進(jìn)料量使系統(tǒng)溫度在安全范圍內(nèi)，從而使系統(tǒng)處理能力下降。因此，入爐廢物的熱值要保持穩(wěn)定，使焚燒室熱負(fù)荷控制設(shè)計規(guī)定的范圍，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟可靠。2） 控制酸性污染物有害元素及重金屬。廢物中的酸性物主要是指鹵化物，危險廢物中的鹵化物大都來自有機物化合物。鹵化有機物含量不僅影響廢物的熱值，也影響燃燒后

5、煙氣的酸性氣體含量和煙氣處理系統(tǒng)的運行效果，控制不當(dāng)還易造成氯氣等酸性氣體的大量產(chǎn)生，其腐蝕性更大Error! Reference source not found.。一臺日處置量30t左右的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)，入爐酸性物含量一般宜控制在：Cl2、S2.5、F0.5，最高含量為：Cl3，F(xiàn)1、S3。焚燒物料中含有大量的金屬成分，焚燒后煙氣中會夾帶有金屬及金屬氧化物，焚燒系統(tǒng)通常具有一套完整的金屬及金屬氧化物凈化措施。但一般金屬及金屬氧化物的凈化設(shè)施凈化效率有限，重金屬對空氣的影響又很大，尤其重金屬在尾氣排放中的限值控制較為嚴(yán)格，處理稍有不當(dāng)就會導(dǎo)致尾氣排放重金屬含量超標(biāo)，所以需要源頭控制其進(jìn)入量。

6、危險廢物中的農(nóng)藥等劇毒危險廢物，含有機重金屬類物質(zhì)較多，應(yīng)均勻限制數(shù)量入爐焚燒，一般單獨控制焚燒。3） 控制入窯物料水分的穩(wěn)定性對于固態(tài)廢物來說，物料中所含水分從液態(tài)到氣態(tài)過程的汽化焓熱是由燃料提供的，物料中水含量過高會很大程度的增加輔助燃料消耗量。同時，由于預(yù)熱烘干所需時間較長，導(dǎo)致了進(jìn)料量及進(jìn)料頻次的下降。很大程度上影響廢物的處置效率。對于液態(tài)物料來說，一般采用廢液噴槍霧化焚燒的方式進(jìn)行處置，當(dāng)液態(tài)物料中水含量較高時，其燃點和熱值相應(yīng)則較低，含水率過高的廢液霧化后非但不能燃燒，還有可能撲滅系統(tǒng)內(nèi)原有物料的燃燒火焰。因此，應(yīng)將入窯物料的水分含量進(jìn)行合理控制，對于固態(tài)廢物來說，水含量超過80%

7、的物料嚴(yán)禁直接進(jìn)入危險廢物焚燒暫存儲坑處置，同時應(yīng)及時將儲坑內(nèi)積存的廢水抽出，避免儲坑內(nèi)廢水影響其他固廢。對于液態(tài)廢物來說，基本可通過控制熱值的方式來控制廢物中的水分含量，熱值低于3000Cal/g的液態(tài)廢物不太適于采用廢液噴槍霧化焚燒處置。4） 控制低熔點物料的入窯量低熔點物料較容易達(dá)到熔融、氣化狀態(tài)，引起回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)焦及后續(xù)設(shè)備堵塞，回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)結(jié)焦會很大程度的降低系統(tǒng)處置能力，因此在配伍過程中應(yīng)注意控制易導(dǎo)致結(jié)焦物料的入窯量。堿金屬是以無機或有機鹽的形式在于危險廢物中，在高溫環(huán)境下，堿性金屬元素和鹵素元素會生成低熔鹽（如氯化鈉、氯化鉀等），過量低熔鹽的生成會導(dǎo)致熔渣結(jié)焦，影響焚燒爐的正常

8、運行和耐火材料的使用壽命。低熔點鹽容易在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成熔融狀態(tài)的爐渣，熔渣在急劇冷卻時，有物理爆炸的風(fēng)險，這對于采用水封出渣機的方式輸送窯渣的系統(tǒng)來說是一種安全隱患。因此，為有效地控制焚燒工況，需在焚燒爐進(jìn)料時特別留意廢物來源的特性。對于含有堿性金屬和鹵族元素的廢物，盡量錯開二者的入窯焚燒時間，對于其他熔點低于600的物料或高溫下會產(chǎn)生熔點低于600的物料，應(yīng)嚴(yán)格控制其進(jìn)窯量。在不得不處置低熔點物料的情況下，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)溫度，盡量使重點部位避開易結(jié)焦的溫度區(qū)間。一臺日處置量30t左右的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)，其堿金屬K、Na、Mg等物質(zhì)含量一般控制小于0.3%。三、 危廢處置企業(yè)常用的配伍方法目前在危

9、險廢物處置企業(yè)內(nèi)應(yīng)用范圍較廣的配伍方法一般是自廢物入廠計量、貯存、檢測至出庫處置，結(jié)合計算機管理軟件對物料進(jìn)行跟蹤，利用計算機強大的運算功能實現(xiàn)物料的智能化管理。1）料坑中配伍料坑中配伍是指對料坑進(jìn)行規(guī)劃分區(qū)管理，結(jié)合對入廠物料的分析檢測結(jié)果，按照熱值高低及主要有害元素含量，將物料放置到不同儲坑，利用行車抓斗按照配伍方案“照方抓藥”，從而實現(xiàn)對物料的配伍控制。該方案的不足之處是受市場影響較大；料坑的儲存空間有限，由于分區(qū)的規(guī)劃，導(dǎo)致料坑處的污染空氣量大，增加處置成本；物料卸車麻煩，工作量大；物料分類不易實現(xiàn)。2）庫房中配伍庫房配伍是指將物料運輸入廠后，庫房確認(rèn)物料的類別、來源、數(shù)量等信息，建立

10、庫存臺賬。實驗室對庫房內(nèi)的廢物進(jìn)行取樣檢測，并將檢測結(jié)果錄入庫存臺賬。技術(shù)方案制作人員結(jié)合庫存臺賬，根據(jù)庫存物料的不同性質(zhì)，規(guī)避相互之間發(fā)生反應(yīng)的物料，稀釋有害元素含量高的物料，均衡熱值，制定配比方案，生產(chǎn)人員按照方案出庫，并最終在料坑內(nèi)實現(xiàn)物料的混合、破碎、均質(zhì)化操作。但是該方案對庫房容量要求較高，且易受市場波動影響。危險廢物處置中心的庫房容量受物料分類存儲影響，實際利用率較常規(guī)庫房略小，且危險廢物儲存庫房建造成本高，一般的危險廢物處置中心會按規(guī)程配置存儲量是其一個月處置的庫房容量，但上述規(guī)模的庫房，由于受危險廢物分類存儲的影響，實際庫存使用率，對于該類配伍方法的實際運用很大程度上沒有辦法真

11、正實現(xiàn)。而且對于一些處置難度較大的物料，很容易在庫房內(nèi)長期積壓，造成安全隱患。四、 危險廢物焚燒配伍工作中需要解決的問題危險廢物焚燒處置的配伍工作是處置工作正常開展的基礎(chǔ)，也是保障尾氣達(dá)標(biāo)排放的前提，但目前我國大部分危險廢物處置中心所采用的配伍操作方式，尚存在可優(yōu)化的空間。對于很多危險廢物處置單位來說，危險廢物的處置市場需求大于其處置能力，為了盡快消減庫存，多數(shù)時間的配伍工作其實并不到位。配伍工作既要做到有效配伍，保證配伍后物料的熱值、含水率、酸性有害元素與重金屬含量、低熔點物料含量等符合系統(tǒng)控制要求，又要兼顧處置效率，避免配伍環(huán)節(jié)進(jìn)展緩慢，導(dǎo)致物料在庫房內(nèi)大量積壓，影響廢物的處置速度。但實際

12、運行過程中，處置單位往往無法控制市場，客戶為節(jié)約時間及運費，會將需與其他物料搭配處置的物料大量、集中運輸至處置單位，大量該類型物料的入廠，因為要考慮配伍達(dá)標(biāo)，無法及時處置，又會占用庫房空間，導(dǎo)致其他物料無法入廠，影響了處置效率。因此，合理、有效利用庫房，規(guī)劃市場物料供給，最大化降低危險廢物焚燒處置成本是國內(nèi)危險廢物焚燒處置單位亟需解決的問題。五、 北京地區(qū)危險廢物焚燒配伍方法我們的研究依托于北京市危險廢物處置中心，該公司擁有一條年處置量 1萬噸的回轉(zhuǎn)窯處置系統(tǒng)。公司可處置危險廢物類別共計43類，其中可采用焚燒方式處置的為HW02、HW03、HW04、HW05、HW06、HW08、HW09、HW

13、11、HW12、HW13、HW14、HW16、HW20、HW37、HW38、HW39、HW40、HW41、HW42、HW45、HW46、HW48、HW49共計23類。北京市危險廢物處置中心客戶群體量大，處置類別較多，物料情況復(fù)雜，這就給焚燒配伍工作帶來了更大難度。該公司目前采用“三級配伍”的方式進(jìn)行配伍工作，結(jié)合其多年運行情況，可有效控制危險廢物焚燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定，尾氣達(dá)標(biāo)排放，耐火材料等耗材的損耗情況較低。1）一級配伍一級配伍是指市場層級的配伍。市場層級的配伍要求對市場上危險廢物的產(chǎn)生情況整體了解，并能夠根據(jù)系統(tǒng)運行情況，適當(dāng)規(guī)劃控制收集入廠廢物的類別、數(shù)量、性質(zhì)，緩解庫房存儲壓力，有計劃的進(jìn)

14、行市場收集，在保證客戶需求的前提下，實現(xiàn)市場與處置單位的緊密銜接，避免量大、難配伍的物料占用庫房空間，使已入場物料都可以被盡快銷毀。已運行多年的產(chǎn)廢單位可結(jié)合多年運行經(jīng)驗，對經(jīng)營資質(zhì)內(nèi)所屬地區(qū)主要行業(yè)、主要產(chǎn)廢單位所產(chǎn)的危險廢物類別、產(chǎn)生頻次及數(shù)量、物料的熱值范圍及有害元素成分等信息進(jìn)行匯總，建立危險廢物市場基本信息庫。對于不適于危險廢物焚燒系統(tǒng)處置的物料，應(yīng)建立會簽接收制度及不予接收廢物名單。對于性質(zhì)特殊的物料，需采用特殊包裝、單獨運輸?shù)奈锪?，也?yīng)建立相應(yīng)名單，便于后續(xù)危險廢物收集工作開展。對于初建型危廢企業(yè)，在沒有數(shù)據(jù)經(jīng)驗積累的時候，應(yīng)當(dāng)首先對市場進(jìn)行了解調(diào)研，掌握市場的產(chǎn)廢信息，以便于進(jìn)

15、行危險廢物處置規(guī)劃，為一級配伍的建立打造基礎(chǔ)。2）二級配伍二級配伍是指廠區(qū)內(nèi)的配伍。危險廢物進(jìn)入廠區(qū)后，一般會進(jìn)行入庫操作，所有待處置廢物均按照不同的化學(xué)特性和物理形態(tài)儲存在不同庫房。物料入庫后，處置中心實驗室檢測人員會對物料進(jìn)行分析檢測，明確各批次物料的熱值、水分、鹵素（氟、氯、溴、碘等）含量、硫化物含量、金屬鹽含量等信息，處置方案制定人員根據(jù)物料入庫情況、分析檢測及小試結(jié)果，可以借助配伍軟件或其他工具，在保障有害元素含量不超過下表所列標(biāo)準(zhǔn)的前提下，科學(xué)搭配焚燒物料，使得一些易混合發(fā)生反應(yīng)的、爆炸的、高腐蝕性的物料得到有效預(yù)處理（可以和惰性的泥狀物混合），控制適當(dāng)?shù)乃?，以利于燃燒反?yīng)進(jìn)行；

16、含鉀等堿金屬廢物和含氯等鹵素廢物可以反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物的應(yīng)適當(dāng)搭配；快速分解燃燒的和緩慢分解燃燒的適當(dāng)搭配，使得在爐內(nèi)均勻燃燒等等，出具配伍方案。3）三級配伍三級配伍是指危險廢物焚燒系統(tǒng)的料坑內(nèi)的配伍，也就是物料入廠后的二次配伍。危險廢物焚燒處置系統(tǒng)會設(shè)有暫存儲坑，危險廢物出庫后，在焚燒系統(tǒng)暫存儲坑中的最終混合，并通過破碎、抓斗混勻等過程，實現(xiàn)物料的最終均化。經(jīng)過前面兩次配伍操作，物料已經(jīng)基本滿足焚燒系統(tǒng)的進(jìn)口要求，料坑中的混合均化配伍實際上是前面兩次配伍工作的延伸，本次配伍的有效性最終決定了進(jìn)入焚燒系統(tǒng)的物料是否有效均化。為確保三級配伍后物料滿足焚燒系統(tǒng)的入口標(biāo)準(zhǔn)，實驗室檢測人員會對最終均化的物料取樣檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果隨時調(diào)整進(jìn)入焚燒系統(tǒng)暫存儲坑的物料。三級配伍是物料直接混合接觸的過程，該環(huán)節(jié)應(yīng)著重注意參與配伍廢物之間的相容性，避免不同物料接觸后產(chǎn)生大量熱量或高壓、火焰、爆炸、易燃?xì)怏w、有毒氣體、劇烈的聚合反應(yīng):另外必須保證廢物及容器和料倉及爐襯之間的相容性、安全性。六、 研究結(jié)論和前景展望綜上所述，有效的焚燒配伍可以達(dá)到焚燒操作穩(wěn)定、提高處置