回轉(zhuǎn)窯焚燒爐作為危廢焚燒生產(chǎn)線(xiàn)中的主要設(shè)備,可同時(shí)處理固廢和廢液,且?guī)缀踹m用于所有可焚燒處置的廢液,具有設(shè)備投資小、運(yùn)行成本較低的優(yōu)點(diǎn)。回轉(zhuǎn)窯焚燒爐,又稱(chēng)回轉(zhuǎn)窯,是從水泥回轉(zhuǎn)窯演變而來(lái)的。主體是一種可旋轉(zhuǎn)的水平圓柱殼體,殼體由鋼板制成,襯耐火材料。管子的軸線(xiàn)和水位的保護(hù)。有一定的傾斜度,固體和半固體廢物從高端(頭部)通過(guò)進(jìn)料機(jī)進(jìn)入窯內(nèi),隨著缸體的旋轉(zhuǎn)緩慢地向尾部移動(dòng)。窯體旋轉(zhuǎn)使物料在燃燒和燃燒空氣的過(guò)程中充分接觸,完成干燥、燃燒、燃燒、氣缸體的整個(gè)過(guò)程,進(jìn)入燃燒室和燃料渣的特性,由飛機(jī)的灰和渣排放。根據(jù)爐氣和固體流動(dòng)方向的不同,或回轉(zhuǎn)窯中熱源(燃燒器)的位置,回轉(zhuǎn)窯可分為上游和下游兩種形式,在回轉(zhuǎn)窯的前進(jìn)方向上進(jìn)行保存。煙道氣體流量相同,也稱(chēng)為逆流。回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)適合于進(jìn)料和預(yù)處理,可增加煙氣的時(shí)間,在危險(xiǎn)廢物焚燒系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。逆流回轉(zhuǎn)窯更適用于含水率高或熱值低的危險(xiǎn)廢物(如污泥)。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒處理工藝包含廢物預(yù)處理系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)等幾個(gè)部分。其中,廢物預(yù)處理系統(tǒng)包括廢物的預(yù)處理和進(jìn)料工序;焚燒系統(tǒng)由回轉(zhuǎn)窯和二燃室、出渣及控制系統(tǒng)組成;煙氣處理系統(tǒng)由余熱回收、急冷和除塵設(shè)備、酸性氣體吸收組成。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐指的是本體內(nèi)增設(shè)襯爐的焚燒爐,其中,本體材質(zhì)為鋼板,本體形狀為圓筒狀,襯爐具有良好的耐火效果。它主要有三種形式,第一種即熔融爐和非熔融爐,前者焚燒溫度在1250℃左右,它支持高分子化合物、有機(jī)物在同一時(shí)間進(jìn)行處理,后者燃燒溫度在1105℃左右;第二種按照氣、固體在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)流動(dòng)的方向,分為順流爐和逆流爐,前者指的是氣流方向與廢物流動(dòng)方向一致,后者指的是氣流方向與廢物流動(dòng)方向相反,利用廢棄物溫度差異顯著,能在短時(shí)間內(nèi)完成水分蒸發(fā);第三種是帶耐火材料或非耐火材料的回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐具有廣泛的材料適用性,可同時(shí)處理固體、液體和氣體的危險(xiǎn)廢物。回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)中空的鋼瓶,有輕微傾斜的內(nèi)襯和耐火磚,通常很長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)預(yù)處理和兼容性的各類(lèi)危險(xiǎn)廢物通過(guò)不同喂養(yǎng)方式進(jìn)入燃燒系統(tǒng),在自身重力和回轉(zhuǎn)窯的連續(xù)旋轉(zhuǎn),浪費(fèi)的推動(dòng)力下?tīng)t體翻轉(zhuǎn)和助燃空氣充分接觸,完成干燥(水蒸發(fā))、氣化和燃燒過(guò)程,最后殘留的預(yù)熱器成渣,渣通過(guò)水封機(jī)連續(xù)放電。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及系統(tǒng)組成:
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐在回轉(zhuǎn)作用的影響下高效攪動(dòng)廢料,它能根據(jù)危險(xiǎn)廢物變化情況提供相應(yīng)的燃燒操作,同時(shí),它能起到良好的隔熱效果,支持長(zhǎng)時(shí)間停留,最終實(shí)現(xiàn)理想的焚燒目標(biāo)。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐系統(tǒng)主要包括空氣供給系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、輔助燃燒系統(tǒng)、二燃室、余熱鍋爐、煙氣凈化系統(tǒng)、除渣裝置等,其中,回轉(zhuǎn)窯的制作材料主要為耐火性良好的鋼板卷,其簡(jiǎn)體保持一定斜度與水平線(xiàn),并合理定位于支撐裝置。受回轉(zhuǎn)作用影響,各類(lèi)廢物能夠均勻摻雜,逐步析出、燃盡。回轉(zhuǎn)窯適宜溫度在840~910℃,主要由燃燒器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),常見(jiàn)燃料類(lèi)型主要有兩種,第一種即氣體燃料,第二種即液體燃料。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐進(jìn)料系統(tǒng)主要包括固體和半固體廢物進(jìn)料裝置及廢液進(jìn)料系統(tǒng)。(1)固體和半固體廢物進(jìn)料裝置破碎后的廢物存儲(chǔ)在料坑中,由抓斗送至回轉(zhuǎn)窯。進(jìn)料形式有推桿進(jìn)料、溜槽進(jìn)料和螺旋輸送進(jìn)料。工程實(shí)踐證明,溜槽進(jìn)料可以防止回火、堵塞,且能夠防止廢物在進(jìn)料裝置中產(chǎn)生粘結(jié)、結(jié)焦。(2)廢液進(jìn)料系統(tǒng)主要由廢液過(guò)濾系統(tǒng)、廢液輸送系統(tǒng)、廢液霧化噴入系統(tǒng)及有關(guān)的控制、維護(hù)等輔助設(shè)備組成。在廢液送入噴嘴前必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理,去除廢液中的固體雜質(zhì),以便于泵的輸送和噴嘴的霧化。由于危險(xiǎn)廢物處置接受的廢液來(lái)源較為廣泛,種類(lèi)極為復(fù)雜,多為廢礦物油、有機(jī)溶劑和乳化液類(lèi)。該類(lèi)廢液大多含有顆粒物質(zhì),因此必須對(duì)廢液進(jìn)行過(guò)濾,除去雜質(zhì),使其所含固體粒徑降低至合適水平以下。有些液體廢物黏度較高,還需在罐區(qū)設(shè)置伴熱保溫措施,以保證廢液不在輸送系統(tǒng)中堵塞。在設(shè)備調(diào)試過(guò)程中確定伴熱溫度,如果伴熱溫度過(guò)高,廢液中某些沸點(diǎn)低的組分就會(huì)揮發(fā)出來(lái),形成氣液兩相流,對(duì)下游的焚燒設(shè)備及輸送系統(tǒng)產(chǎn)生危害。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐二級(jí)燃燒室在這一過(guò)程中,工作人員通過(guò)調(diào)節(jié)窯體的傾斜角度和傳送速度來(lái)控制固體廢棄物在窯內(nèi)的具體停留時(shí)間,以及廢棄物產(chǎn)物與空氣的混合程度。二級(jí)燃燒室增加了一個(gè)裂解爐煙氣入口。裂解爐煙氣入口安裝在下筒體,安裝高度與回轉(zhuǎn)窯窯尾入口齊平,從平面上看,與回轉(zhuǎn)窯窯尾入口成垂直方向。這樣既可處理回轉(zhuǎn)窯焚燒的高溫?zé)煔猓部商幚砹呀鉅t焚燒的高溫?zé)煔狻6?jí)燃燒室可同時(shí)應(yīng)用于兩個(gè)焚燒系統(tǒng),節(jié)約了設(shè)備成本和運(yùn)行成本。二級(jí)燃燒室筒體中間設(shè)有縮口,能使回轉(zhuǎn)窯和裂解爐的兩種煙氣混合均勻。二級(jí)燃燒室設(shè)有余熱二次風(fēng)供風(fēng)管路,二次風(fēng)對(duì)煙氣氣流進(jìn)行擾動(dòng),從而延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間,同時(shí)對(duì)煙氣燃燒進(jìn)行補(bǔ)氧。二級(jí)燃燒室流體的速度、溫度分析。分析結(jié)果表明,通過(guò)增加縮口和二次風(fēng)的擾動(dòng),上部筒體的氣流速度較低,延長(zhǎng)了煙氣的停留時(shí)間;上部筒體內(nèi)的溫度分布比較均勻,避免了出現(xiàn)局部過(guò)熱的情況。二級(jí)燃燒室底部設(shè)有風(fēng)冷排渣裝置,可及時(shí)將灰渣排出,防止積灰。同時(shí),冷卻風(fēng)也能對(duì)二級(jí)燃燒室進(jìn)行補(bǔ)氧。風(fēng)冷排渣裝置由兩部分組成,上部的一排齒輥將大塊灰渣打碎,防止大塊灰渣下落時(shí)對(duì)下部設(shè)備造成大的沖擊,同時(shí)使灰渣均勻;下部布置有冷風(fēng)管道,冷風(fēng)持續(xù)吹入,對(duì)高溫灰渣進(jìn)行快速冷卻。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐焚燒煙氣污染控制系統(tǒng):進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的廢物經(jīng)過(guò)燃燒后,大部分可燃性物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)廢物減容目的,這些氣態(tài)物質(zhì)往往含有飛灰、飄塵等物質(zhì),必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的后續(xù)處理才能安全排放至環(huán)境中。通常煙氣處理工藝流程為:焚燒煙氣經(jīng)急冷塔冷卻至180~200℃后,進(jìn)入循環(huán)流化床,噴入消石灰粉/石灰漿和活性炭,處理煙氣中的酸性氣體和二噁英類(lèi)物質(zhì),再利用布袋除塵器除去粉塵,隨后進(jìn)入濕式洗滌塔進(jìn)一步去除污染物,洗滌塔出口煙氣溫度降至75℃左右,經(jīng)再熱器加熱到120~140℃后由煙囪排入大氣。通常煙氣污染物排放情況通過(guò)在煙囪上設(shè)置煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中,應(yīng)做好傾斜度、長(zhǎng)度以及轉(zhuǎn)速等各個(gè)方面的配合,同時(shí),合理設(shè)置停留時(shí)間,其中,最佳斜度在1.5°左右,最佳停留時(shí)間在0.5~2h。針對(duì)二燃室進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),主要以高效燃盡為目標(biāo),同時(shí)煙塵還應(yīng)有序分離。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將溫度控制在1100℃左右,煙氣停滯時(shí)間不小于2s,滿(mǎn)足這一條件的煙氣處理工作,能夠真正實(shí)現(xiàn)有害成分的去除。此外,在適當(dāng)位置增設(shè)煙氣緊急排放煙囪,一旦設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障,應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)緊急設(shè)備。
危險(xiǎn)廢物具有較強(qiáng)的特殊性和危害性,受到各國(guó)的重點(diǎn)關(guān)注。焚燒法是當(dāng)前危廢處置的主流熱處理技術(shù),原理是在高溫爐膛內(nèi)使危險(xiǎn)廢物中的有毒有害物質(zhì)深度氧化、徹底分解,高效實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和減量化。焚燒法在國(guó)外已經(jīng)有近30年的發(fā)展歷史,技術(shù)成熟,應(yīng)用廣泛。焚燒爐型主要有:回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、流化床焚燒爐、熱解爐、固定床焚燒爐、廢液噴射爐等。其中應(yīng)用最廣泛的是回轉(zhuǎn)窯焚燒爐,其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng),可以用于處理除放射性和爆炸性廢物之外的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)可燃危險(xiǎn)廢物,還可以回收熱能和重金屬等。
危險(xiǎn)廢物處置回轉(zhuǎn)窯焚燒爐技術(shù)要求和工藝流程:
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐技術(shù)要求:出口干煙氣氧氣量在0%~6%;燃燒效率≥99.9%;焚毀去除率≥99.99%,焚燒殘?jiān)鼰嶙茰p率<5%;保持焚燒爐處于負(fù)壓狀態(tài),這能實(shí)現(xiàn)有害氣體的全面控制;在適當(dāng)位置增設(shè)尾氣凈化系統(tǒng)和應(yīng)急處理設(shè)備;合理應(yīng)用焚燒制度,堅(jiān)持實(shí)施輪班制,合理規(guī)定倒班時(shí)間;規(guī)定焚燒爐應(yīng)用時(shí)間以及服務(wù)年限;嚴(yán)格遵循煙氣排放要求,規(guī)范排放行為。
危險(xiǎn)廢物處置中回轉(zhuǎn)窯焚燒爐應(yīng)用分析:
危險(xiǎn)廢物實(shí)際處理的過(guò)程中應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯焚燒爐進(jìn)行廢物燃燒,人們主要根據(jù)上述工藝流程進(jìn)行廢物分解和有效消除。除了回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)工藝外,還應(yīng)對(duì)余熱利用系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)具體分析,同時(shí)明確各項(xiàng)廢物控制指標(biāo),通過(guò)案例分析的方式探究焚燒處理工藝的有效應(yīng)用。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐余熱利用系統(tǒng):該系統(tǒng)主要包括給水泵、余熱鍋爐、軟化水設(shè)備、除氧器等,系統(tǒng)最佳位置處于二燃室和急冷塔之間,它主要用來(lái)收集煙氣量。由于所回收煙氣溫度較高,通過(guò)熱交換,系統(tǒng)產(chǎn)生大量的蒸汽,回收利用蒸汽有諸多好處:能夠減少系統(tǒng)運(yùn)行期間的資金投入;能夠降低尾氣處理難度;對(duì)排放煙氣進(jìn)行加熱處理,給煙氣“脫白”,降低設(shè)備腐蝕;滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程中蒸汽的需要。現(xiàn)如今,膜式水冷壁結(jié)構(gòu)鍋爐具有良好的應(yīng)用效果,這類(lèi)鍋爐在市場(chǎng)上有較高銷(xiāo)量。煙氣進(jìn)入輻射換熱室后會(huì)降低流動(dòng)速度,并且煙塵中顆粒物會(huì)迅速沉降,這對(duì)煙氣濃度減輕有促進(jìn)作用,有利于減輕管道磨損,提升除塵器工作效率。煙氣凈化系統(tǒng)具體包括急冷塔、干法脫酸、活性炭吸附、布袋除塵器、濕式洗滌塔、煙氣加熱器。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐急冷塔在有害物質(zhì)二嗯英處理中發(fā)揮了重要作用,因?yàn)槎庞⑿纬捎诘蜏貤l件,只有在短時(shí)間破壞其形成條件,才能有效避免二嗯英的形成。急冷塔不僅能夠降低溫度,還能有效抑制揚(yáng)塵,該裝置在控制回路的引導(dǎo)下,能夠完成水量的有序調(diào)節(jié)。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐干法脫酸主要通過(guò)增設(shè)石灰粉脫酸反應(yīng)塔完成石灰粉的大范圍吹送,它混合于酸性氣體后,能過(guò)對(duì)酸性氣體進(jìn)行消除處理。處理工作結(jié)束后,飛灰、石灰會(huì)一同進(jìn)人布袋除塵器,通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)石灰粉的高效利用。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐活性炭噴射反應(yīng)器合理安裝于煙氣管路,由于其比表面積較大,即使所提供量過(guò)少,只要接觸時(shí)間足夠,同樣能夠達(dá)到高效吸附的作用,起到高效凈化的作用。要想充分發(fā)揮活性炭吸附作用,務(wù)必妥善安置其位置,結(jié)合活性炭吸附和袋式除塵器,將煙氣充分接觸,最終將二嗯英有效吸附。 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐布袋除塵器主要包括進(jìn)風(fēng)均流管、卸灰裝置、箱體、支架濾袋、灰斗、噴吹裝置等,作為主要的除塵裝置,它在煙塵清除方面發(fā)揮了重要作用,能夠有效去除有害物質(zhì),提高尾氣處理效率。優(yōu)選適合的布袋除塵裝置,能夠大大減少各類(lèi)有害氣體含量,主要操作流程為:煙氣從進(jìn)風(fēng)均流管進(jìn)入,然后流進(jìn)灰斗,受導(dǎo)流裝置影響,顆粒會(huì)有效分離,細(xì)小顆粒會(huì)吸附于箱體,最后經(jīng)排風(fēng)管排出。回轉(zhuǎn)窯焚燒爐煙氣流經(jīng)濕式洗滌塔,其間,洗滌液和填充式洗滌塔在中和作用下能夠有效消除酸性氣體,最終實(shí)現(xiàn)脫酸目標(biāo)。脫酸設(shè)備種類(lèi)多樣,優(yōu)選脫酸效率最高的設(shè)備——濕式洗滌塔,能夠取得良好的脫酸效果。值得一提的是,所選擇的填料應(yīng)注意類(lèi)型合理性和高度適當(dāng)性,以壓損小、孔隙率大、吸附效果顯著、氣流阻力小等條件為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填料選擇,以?xún)?yōu)化洗滌塔操作效果。回轉(zhuǎn)窯焚燒爐煙氣加熱器主要利用蒸汽提升煙氣溫度,這能降低煙囪、引風(fēng)機(jī)遭受腐蝕的概率,減少白煙現(xiàn)象發(fā)生次數(shù)。處理后的煙氣能夠達(dá)到煙氣控制標(biāo)準(zhǔn)。回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是危險(xiǎn)廢物處理的有效裝置,它能將煙氣污染物質(zhì)(酸性氣體、非完全燃燒物、重金屬、煙塵)、二嗯英有效處理,最終使煙氣符合排放標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)生的灰渣達(dá)到處理目標(biāo)。下而通過(guò)具體案例分析回轉(zhuǎn)窯焚燒爐在危險(xiǎn)廢物處理中的應(yīng)用,處理方法以及處理結(jié)果具有參考作用。焚燒法因?yàn)槠湓趶U棄物處理過(guò)程中能夠大量處理廢棄產(chǎn)品而受到廣泛使用,在處理過(guò)程中能夠減少?gòu)U棄物數(shù)量,同時(shí)不會(huì)造成二次污染,被認(rèn)為是目前掌握的最有效的一種危險(xiǎn)廢棄物處理辦法。目前,我國(guó)所有的危險(xiǎn)廢棄物處理中心采用的主要辦法也是通過(guò)焚燒法進(jìn)行廢棄物處理,該技術(shù)在西方國(guó)家已經(jīng)有了長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用,達(dá)到了相當(dāng)成熟的水平,每年西方國(guó)家通過(guò)焚燒法對(duì)廢棄物處理的比率在60%以上。近幾年,危險(xiǎn)廢棄物無(wú)害化處理要求越來(lái)越高,焚燒法也會(huì)逐漸替代那些在處理過(guò)程中可能產(chǎn)生二次污染的處理辦法,焚燒法對(duì)廢棄物處理的比例還會(huì)增加。目前,國(guó)內(nèi)外最常使用的廢棄物焚燒爐一共分為四種類(lèi)型,分別為爐排焚燒爐、爐床焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。與其他幾種焚燒爐相比,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐能夠進(jìn)行更加廣泛的廢物處理,適應(yīng)性更強(qiáng),能夠同時(shí)處理液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)的廢棄物,對(duì)于處理對(duì)象的寬容性也很高。正是基于以上兩種特點(diǎn),目前回轉(zhuǎn)窯焚燒爐污染物處理領(lǐng)域占有85%的份額,是目前污染物處理過(guò)程中采用的主要設(shè)備。