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回转窑处置工业危废结焦情况的研究

>2019-8-23

 危废结焦是回转窑应用过程中的常见问题。通过对回转窑处理危险废物工艺过程中结焦情况及相关处理措施的分析研究,以期给业内提供参考借鉴。 

 

        
 回转窑处理危险废物工艺流程      
         
废物接收之前, 先适量取样, 通过化验分析并判断废物是否能进入处置中心, 对符合入场条件的废物制定相应的处理工艺。废物进场时需再进行简单的分析化验以确认与所送样品或化验报告是否一致。某工业危废焚烧项目的工艺采用回转窑+二燃室焚烧炉+余热锅炉+急冷塔+干式脱酸塔+布袋除尘器+酸洗塔+湿式电除尘器+ 烟囱排放。经焚烧后的烟气确保达标排放。
 
危险废物由专用运输车辆运至厂区暂存库, 可焚烧的固体、半固体危险废物经预处理后, 经行车抓斗或提升机由螺旋输送或液压推杆进料机送入焚烧炉之中。同时, 可焚烧废液被输入到废液罐区内存储, 通过多级过滤再送至焚烧炉进行焚烧处理。在负压条件下回转窑以及焚烧系统运行过程中, 又可以分成低温段以及增温段, 后者属于燃烧区, 工业废物在低温段接触空气以后, 通过适当调节回转窑中的含氧量来实现加热、燃烧, 而且在这一段实现燃尽以及挥发。工业废物挥发过程中也会燃烧, 产生大量气体可用于燃烧。废物充分燃烧以后会有灰渣产生, 通过相应的设施将其送入出渣机, 淬冷以后再将其排放出来。
 
从二燃室出来的1100℃烟气进入余热锅炉第一回程, 脱除部分烟尘和碱性金属后, 烟气降温至950℃左右, 之后再进入余热锅炉内降温至500℃,同时利用烟气热量产生饱和蒸汽, 蒸汽供内部及厂区使用。 
 
从余热锅炉出来的烟气进入急冷塔, 将清水输送到急冷塔中,并且在一秒钟的时间内即可将烟气的稳定降低到195℃, 有利于减少或者避免二噁英等污染物的形成。通过急冷降温处理以后, 烟气被送入到干式脱酸塔之中, 在塔出口管道上喷入活性炭, 吸附重金属、二噁英等有害物质。
 
干式脱酸塔进口烟道喷入消石灰, 消石灰与酸性气体反应形成粉尘状钙盐。干式脱酸塔除去部分酸性气体后, 烟气进入到袋式除尘器之中, 然后飞灰以干态排出。烟气经过上述环节的除尘处理, 在引风机的作用下进入预冷器之中, 经过初步预冷后, 烟气在酸洗塔内经过初步脱酸, 酸洗塔降温至75℃, 并脱除部分HCl、SO2、HF。为达到更高的环保标准, 酸洗塔后设置湿式电除尘器, 进一步脱出微颗粒污染物, 烟气经除雾器干燥加温至 120℃后经烟囱排入大气。 
 
 
结焦问题研究及应对措施
 

 实践中可以看到, 利用回转窑对工业危险废物进行处理时会产生结焦问题, 这种结焦主要有两种形式, 一是低熔点盐类结焦, 二是回转窑尾部出渣口位置密封片部位的缝隙中, 因冷空气或者水分蒸发冷却水的深入, 导致局部出现结焦现象。无论哪种类型的结焦, 其形成原理均是在工业危险废物焚烧处理时产生的, 具体而言就是危险废物遇到高温而分解, 产生的元素又重新组合在一起, 最终形成了一些低熔点盐类物质。

 

一般而言, 工业生产过程中产生的废物成分相对比较复杂, 而且其中含盐以及其他低熔点物质类型繁多, 这些危险废物焚烧时形成熔融和半熔融状态。危险废物焚烧内壁面的结焦是较为常见的一种现象, 炉膛火焰中心位置温度相对较高, 而且燃料灰分多为熔化形态。之所以会出现结渣现象, 主要是灰分的构成元素以及各构成物的熔点特性。工业废物经过焚烧以后就会形成结渣, 主要是因灰层形成以及惰性气体量增加, 加之氧化剂进入到物料内部, 并且与可燃物难发生反应所致。此时的温度较之于焚烧段温度而言有所降低, 下一步将进入到燃尽阶段, 直至剩余废物烧尽为止。一般而言, 回转窑焚烧炉 膛中心位置的温度可达1100℃, 而且燃料灰份以熔化状态呈现; 周壁烟温度相对较低, 若烟气中带有的灰粒在触壁时仍呈现出粘性或者熔化状态, 那么就会逐渐在管壁上粘附下来并形成较为紧密的一层灰渣。

 

了解低熔盐等生成的特点, 对于控制低熔盐粘结形成的结焦十分重要。一般可以通过对废物的元素分析来判定废物的灰渣特性。在焚烧处理废物的过程盐类物质由于和其它元素的化 合分解成份会被改变, 它们会和其他组份重新结合成新的组份。

 

一个典型的例子是碱性成分( 钠、钾) 和卤化物( 氯、氟) 的结合。需要处理的废物中大多都含有氯或氟, 当处理的其他废物中含有钠或钾时, 低熔盐就会形成。典型的钠盐(NaCl), 单一成份的熔点是800℃。通过化学结合钠和氯时它会变得非常粘稠, 它会发生自身粘结并粘附其它物质。一个大的块状物或长圆状物一旦形成, 就会粘结更多的其它物质。这些粘状物在它完全被覆盖前可能得不到充分的焚烧分解。它们落到灰渣处理系统, 会发生阻塞。回转窑焚烧炉之所以会出现结焦现象。以上陈述也并非完全概况, 实际上它是由很多的因素引起的, 比如燃烧炉的类型、炉内空气动力场以及燃烧器布设和结构特 性等, 都会引发结焦现象, 甚至连工业危险废物的大小、规格 以及类型等也是炉内结焦的重要影响因素。

 

实践中, 在确保燃料与空气( 氧气) 有效混合的情况, 还应当注意避免炉内壁周围还原性空间的形成, 合理利用炉内空气动力可以有效防止 回转窑锅炉内结焦问题的发生。

 

来源:化工管理 

 

 

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