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危險廢物處理技術

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內蒙古包頭危險廢物處置中心
危險廢物處理處置技術
備注：2020-11-1
備注：1
危險廢物定義、系統(tǒng)處理工藝
1、危險廢物定義
2、危險廢物處理工藝
2.1、焚燒處理工藝
2.2、物化處理工藝
2.3、安全填埋技術
3、結束語
備注：2020-11-1
備注：2
 
     1、固體廢物及危險廢物定義
固體廢物定義
       人類生產和消費活動產生的沒有“利用價值”而被遺棄的固體或半固體物質。 
       包括生活垃圾、農業(yè)廢棄物、工業(yè)廢物
危險廢物定義
        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)定的鑒別標準和鑒別方法認定的具有危險特性的固體廢物
         我國危險廢物共分為49大類共700多種
備注：2020-11-1
備注：3
2、危險廢物處理工藝
2.1、焚燒處理工藝
2.2、物化處理工藝
2.3、安全填埋技術

備注：2020-11-1
備注：4
 
2.1、焚燒處理工藝
1、焚燒處理廢物種類：醫(yī)療廢物、可燃性工業(yè)廢物（固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)）。
備注：2020-11-1
備注：5
2.廢物預處理
廢物配伍原則:廢物入爐前，依其成分、熱值等參數(shù)進行搭配，搭配的過程要注意廢物之間的相容性，避免不相容的廢物混和后發(fā)生反應。
不能直接入爐焚燒的大尺寸廢物，破碎后配伍入爐焚燒。
不能入爐的廢物：
	   高溫焚燒后，燃燒產物為劇毒類物質，如含砷廢物;含有放射性物質的廢物;爆炸性廢物。
備注：2020-11-1
備注：6
廢物的配伍目標
項目	配伍目標
熱值	熱值范圍12560—20934KJ/Kg對運行是比較經濟。
Cl含量	設計入爐含量小于2％，最高含量小于5％。 
F含量	設計入爐含量小于0.4％，最高含量小于1％。 
S含量	設計入爐含量小于2.5％，最高含量小于3％。 
備注：2020-11-1
備注：7
 由于所收集的危險廢物種類較多，分布較廣，形態(tài)和   成份均較復雜，需進行分類以及預處理。 
工業(yè)固廢
醫(yī)療廢物

按成分、熱值、粘度等進行混合
上料系統(tǒng)
液
體
過濾
暫
存
罐
上
料
系
統(tǒng)
周轉箱
備注：2020-11-1
備注：8
3、工藝流程圖
備注：2020-11-1
備注：9
4、上料系統(tǒng)
針對物料的不同性質，設計不同的進料方式 ：
工業(yè)廢物采用行車抓斗上料，自動稱重計量。
桶裝廢物或半固態(tài)廢物分裝采用斗式提升上料，自動稱重計量。
采用兩級密封，密封效果好，煙氣不外溢。
推料及密封門采用液壓驅動，性能穩(wěn)定可靠。
料槽深入窯內部分采用耐熱不銹鋼，采用獨特的冷卻裝置，使用壽命長。
液體廢物采用泵輸送，介質霧化噴入爐內焚燒?？紤]到粘度可能較大，系統(tǒng)采取拌熱措施。

備注：2020-11-1
備注：10
工業(yè)廢物上料系統(tǒng)——行車抓斗

行車

廢物
抓斗

廢物

集料斗
廢物貯坑
單梁橋架
播放完畢
備注：2020-11-1
備注：11
醫(yī)療廢物上料系統(tǒng)——提升機
垃圾筒

提升上料機
導軌
廢物
料斗
播放完畢
備注：2020-11-1
備注：12
進料系統(tǒng)——密封及推料裝置
進料斗
一級密封門
二級密封門

推料裝置
爐膛

廢物
播放完畢
來自上料系統(tǒng)的廢物
料位計
料斗已滿停止下料

備注：2020-11-1
備注：13
過濾器

進料系統(tǒng)——液體
過
濾

經初步預處理廢液
貯槽

霧化泵

回轉窯

廢液噴槍

霧化

播放完畢
備注：2020-11-1
備注：14
上料系統(tǒng) 
液壓推料機構
斗式提升機
行車抓斗
醫(yī)廢上料
備注：2020-11-1
備注：15
備注：2020-11-1
備注：16
5、助燃系統(tǒng)
選用全自動燃燒器，具有自動點火、自動火焰監(jiān)測、滅火保護、故障報警等功能和火焰強度大、燃燒穩(wěn)定、安全性好、功率調整范圍較大等特點。
備注：2020-11-1
備注：17

二燃室（俯視圖）
燃燒器

助燃系統(tǒng)包括中間油箱、供油泵、回轉窯（一燃室）燃燒器及二燃室燃燒器、管道、閥門、支撐固定。
  輔助燃料采用輕柴油，夏季0#，冬季-10#。
  回轉窯內布置1臺燃燒器，二燃室內布置2臺燃燒器。

回轉窯

燃燒器

備注：2020-11-1
備注：18
6、焚燒系統(tǒng)-回轉窯技術要點 
1）該項目回轉窯采用灰渣式燃燒技術。
2）回轉窯驅動采用變頻調速，轉速為0.3～1.0r/min，停留時間0.5～2小時。爐渣熱灼減率<5%。
3）回轉窯焚燒溫度控制在850-900℃，。
4）防結焦掛壁措施：耐火材料選擇，焚燒溫度控制，物料合理配伍。
5）回轉窯采用獨特的供風方式，使物料混合均勻，燃燒充分。
6）防窯體尾端結焦措施：減少回轉窯長度、增加回轉窯直徑，在窯尾罩設輔助熔渣噴槍。
7）考慮到設備要具有一定的超負荷運行能力，回轉窯設計φ2.8×9m。
8）回轉窯外表溫度控制在180 ℃左右，即避免了酸性氣體的低溫腐蝕。
9）回轉窯采用美國WEBBCO公司的揉性密封塊和密封片組件。
備注：2020-11-1
備注：19
備注：2020-11-1
備注：20

回轉窯焚燒系統(tǒng)示意圖
回轉窯（順流式）

廢物
氣流

傾角

旋轉
二燃室
沉降室

煙氣出口
刮板出渣機運出

環(huán)向供風，煙氣螺旋上升

助燃供風
播放完畢

熔渣燃燒器

熔融除渣

水槽
灰渣塊

灰渣收集填埋

壓力過高

防爆門打開
備注：2020-11-1
備注：21
焚燒系統(tǒng)-二燃室 
1）二燃室焚燒溫度1150℃，煙氣停留時間＞2秒。
2）二燃室進口配風，煙氣旋轉螺旋上升，增加煙氣停留時間，保證大于2秒
3）獨創(chuàng)的二燃沉降室一體式設計。
4）二燃室安全防爆門和緊急排放煙囪設置。
備注：2020-11-1
備注：22
7、余熱利用系統(tǒng) 
       余熱鍋爐采用上下鍋筒加對流管束的整體結構,煙氣采用橫向沖刷結構.這種布置換熱效率高,防止積灰和便于清灰,現(xiàn)場安裝簡單。設前置式沉降室防止積灰。
排污膨脹器
備注：2020-11-1
備注：23

橫截面
煙氣入口
煙氣出口
積灰

排污擴容器
蒸汽排放

排水

耐火材料

上鍋筒

下鍋筒

換熱管

換熱管

溫度
吹灰

排灰

排污

隔墻

換熱管束
氣流

蒸汽
取樣器

分汽缸
蒸汽主要排往分汽缸

蒸汽外用

樹脂再生

軟化水系統(tǒng)
軟水箱
鹽罐

原水

軟化水

樹脂

播放完畢
備注：2020-11-1
備注：24
余熱鍋爐的清灰和防腐措施
采用豎式對流管束，高溫煙氣在垂直方向與管束內的水進行熱交換，方便出灰，下部設灰斗。

對流管束設有壓縮空氣吹灰裝置，隨時清除受熱面管壁積灰，保證鍋爐運行效率。

余熱鍋爐采用耐腐蝕材料，設置在高溫區(qū)，露點溫度以上，防止結露腐蝕。

蒸發(fā)熱管采用耐高溫、耐腐蝕合金材料316L，該材料能夠抵抗NO2、SO2、HCL的腐蝕。
備注：2020-11-1
備注：25
8  煙氣凈化及排煙系統(tǒng)
  該系統(tǒng)設備包括煙氣急冷塔、干法增濕脫酸反應器、活性炭噴射器、布袋除塵器、洗滌除霧塔、煙氣再加熱器、引風機、煙囪、急冷水輸送、活性炭粉貯存及輸送、洗滌水循環(huán)系統(tǒng)、堿液制備等附屬設備。
  采用煙氣急冷快速降溫，有效防止二噁英的再合成。
  利用活性炭吸附煙氣中的二噁英和重金屬。
  采用布袋除塵器捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。 
  采用干法增濕+濕式洗滌+除霧，吸收中和脫除酸性氣體。  
備注：2020-11-1
備注：26

急冷塔
活性炭
布袋除塵器
洗滌塔

煙氣

氣流

煙氣

灰渣固化填埋

脫酸干粉

除霧

噴淋

填料

煙氣
噴水急冷

部分除塵

播放完畢

應急旁路

經過再熱器
煙囪

增濕

噴粉

吸附
備注：2020-11-1
備注：27
備注：布袋除塵器可考慮細化，結構許工已經和我做了簡要說明。
急冷塔
急冷1秒的降溫保證措施：
選用美國噴霧公司雙流體霧化噴頭
霧化粒徑在70~20μM，1秒內完成液體的汽化

急冷塔防腐
采用耐高溫、耐腐蝕、耐煙氣沖刷的耐酸膠泥，高溫煙道采用耐腐蝕的耐火材料
防止?jié)癖诤头e水

備注：2020-11-1
備注：28
干法增濕脫酸反應器 
設文丘里管，使煙氣與石灰粉充分混合，提高中和反應效果。
石灰粉通過給料機連續(xù)均勻流出，用壓縮空氣輸送進行干粉霧化噴射。
石灰粉附著在布袋表面，繼續(xù)與煙氣進行中和反應。
備注：2020-11-1
備注：29
活性炭噴射吸附 
在反應器后部設有活性炭噴射裝置。
向煙氣中噴射活性炭，活性炭吸附效率高的特點，吸附二噁英類物質和重金屬。
在布袋表面形成吸附層，煙氣通過布袋時延長吸附時間。
布袋濾除吸附有二噁英類物質和重金屬等有害物的活性炭、灰塵、石灰粉等，凈化煙氣。
備注：2020-11-1
備注：30
布袋除塵器
有效的去除氣溶膠團中的重金屬離子（如Hg、Cd等）
有效去除吸附有二惡英的細小微粒。
布袋除塵器旁路密封效果好，反應靈敏，開關時間短
確保煙氣排放達標。
備注：2020-11-1
備注：31

空氣反吹
布袋
花板

備注：2020-11-1
備注：32
防止布袋“糊袋”或“燒袋”的措施及防腐：
1）選擇耐腐蝕、耐溫性、耐水性較好的布袋濾料：
                        PDFE針刺氈+PDFE復膜
2）通過溫度聯(lián)鎖控制急冷塔噴水量，從而控制布袋除塵器進口溫度。
2）通過控制布袋內外壓差，自動脈沖清灰。
3）布袋除塵器設有應急旁路系統(tǒng)。
4）布袋除塵器灰斗中設有電加熱系統(tǒng)，防止積灰板結。

備注：2020-11-1
備注：33
作為干法脫酸的補充，確保煙氣達標排放。
采用高效的洗滌除霧技術，洗滌效率高。
洗滌水循環(huán)使用，運行費用低。
內襯玻璃鋼防腐。
濕法脫酸——洗滌填料塔
備注：2020-11-1
備注：34
煙氣加熱器
煙氣再加熱，防止煙雨的形成，保持周邊環(huán)境整潔。加熱器采用列管式,用蒸汽加熱,最后冷凝回用,該方式換熱效率高、煙氣阻力小、耐腐蝕 。
采用換熱效率高的熱管式換熱器，減少蒸汽耗量。

保障不冒白煙的措施
對濕法處理后的煙氣進行除霧處理,再經過煙氣加熱器進行加熱、升溫，從而降低煙氣含濕量保證系統(tǒng)不冒白煙。

備注：2020-11-1
備注：35
引風排煙
引風機保證整個焚燒系統(tǒng)處于微負壓運行，防止有害煙氣泄漏，污染環(huán)境。
引風機采用變頻調速控制，根據(jù)窯頭負壓的變化，自動調整引風量，保證整個焚燒系統(tǒng)處于微負壓運行，同時又起到節(jié)能的作用。
煙囪為35m高。在引風機至煙囪的煙道上安裝煙氣在線監(jiān)測裝置并設永久采樣孔。 
備注：2020-11-1
備注：36
焚燒過程中二惡英類物質的生成機制 
     廢物焚燒過程中二噁英及呋喃的產生主要來自廢物成分、爐內形成及爐外低溫再合成三方面。 
廢物成分 
      危險廢物成分非常復雜，存在二噁英及呋喃物質，同時由于氯化物和重金屬物質的存在，更是大大提供了在焚燒處理過程中爐內和爐外產生二噁英及呋喃物質的基礎和條件。
      由于二噁英及呋喃的破壞分解溫度約750~800℃，因此在廢物焚燒過程中若能保持良好的燃燒狀態(tài)，廢物本身所含有的二噁英及呋喃物質可以破壞分解。 
備注：2020-11-1
備注：37
爐內形成及控制方法 
      廢物化學成分中C、H、O、N、S、Cl等元素，在焚燒過程中先形成部分不完全燃燒的碳氫化合物，當因爐內燃燒狀況不良，這些碳氫化合物未及時分解為CO2和H2O，可能與廢物或廢氣中的氯化物結合形成二噁英及呋喃，氯苯及氯酚等物質。氯苯及氯酚的破壞分解溫度比二噁英及呋喃破壞分解溫度高約100℃，若爐內燃燒狀況不良，尤其在二次燃燒室內與空氣混合度不夠或停留時間太短，更不易去除，因此成為爐外低溫再合成二噁英及呋喃的前驅物質。 
備注：2020-11-1
備注：38
控制方法：
1、燃燒室設計采用適當?shù)臓t體熱負荷，保持足夠的燃燒溫度和停留時間。 
2、為保證完全燃燒，提供充足的空氣量，提高供風揣流度，增加混合效果。 
3、在啟爐、停爐與爐溫不足，自動啟動助燃系統(tǒng)。 
4、對燃燒情況、負荷情況進行連續(xù)監(jiān)視，并通過燃燒控制系統(tǒng)回饋調整控制廢物的配伍、進料量、廢物停留時間、供風量、焚燒溫度等操作參數(shù)，達到廢物和廢氣的完全燃燒。 
備注：2020-11-1
備注：39
爐外低溫再合成及控制方法 
      由于不容易實現(xiàn)完全燃燒，當氯苯及氯酚等前驅物質隨煙氣自燃燒室排出后，會在特定溫度范圍（250~400℃），在飛灰顆粒所構成的活性接觸面上，被金屬氯化物催化反應生成二噁英及呋喃。 
控制方法：
1、急冷降溫技術，煙氣由500℃下降到200℃，降溫時間小于2秒，使煙氣急劇縮短再合成二噁英及呋喃的溫度范圍內的停留時間。 
2、吸附過濾技術，噴射活性碳吸附二噁英及呋喃，然后用布袋除塵器濾除。 
備注：2020-11-1
備注：40
2020-11-1
41
降低二惡英排放的措施
序號	調控措施	對應措施
1	爐內充分分解	a)固體進料進料機構平穩(wěn)進料（頻次≥30次/小時 ）；b)自動燃燒系統(tǒng)保證穩(wěn)定燃燒；c)二燃室煙氣溫度控制在1100℃以上；d)二燃室停留時間3s 以上;e)二燃室供風的充分擾動。  
2	爐后抑制再合成	急冷塔的有效降溫，使煙氣自200～550℃區(qū)間急冷，停留時間＜0.7s，抑制二惡英的低溫再合成。
3	活性碳吸附與濾除	噴入活性碳吸附二惡英及二惡英合成的催化劑重金
屬，通過袋式除塵器高效去除。
備注：2020-11-1
備注：41
自控系統(tǒng)——中控室
備注：2020-11-1
備注：42
11、電機控制中心 MCC
GCK系列電機控制中心 
電動機控制中心（MCC） 
回轉窯驅動電機、一次及二次風機、引風機、刮板給料機、中水霧化泵等采用ABB變頻器拖動 ，主要元氣件采用施耐德產品。
備注：2020-11-1
備注：43
12、煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS） 
          設置煙氣中CO2、CO、SO2、HCL、O2、粉塵等指標在線監(jiān)測。CO2、HCL、O2指標嵌入DCS系統(tǒng)，根據(jù)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)調節(jié)焚燒狀態(tài)及脫酸劑等加入量。 
備注：2020-11-1
備注：44
13、降低運行成本的措施
1）物料合理搭配，使回轉窯不用輔助燃料，高熱值廢液作為輔助燃料噴入二燃室燃燒發(fā)熱，降低油耗。
2）焚燒系統(tǒng)設有良好的隔熱保溫措施，減少散熱，降低油耗。
3）選擇合理的過量空氣系數(shù)，降低煙氣量，使處置系統(tǒng)配置合理，降低能耗。
4）采用余熱回收利用措施，提高系統(tǒng)熱效率。蒸汽冷凝后凝結水回用，降低水耗量。
5）空氣預熱，提高供風溫度，降低能耗。
備注：2020-11-1
備注：45
6)急冷塔噴水量與出口溫度連鎖控制，降低了水耗量。
7）急冷塔采用雙流體霧化噴嘴，提高霧化效果，降低用水量。
8）濕式洗滌水循環(huán)使用，降低了水耗量。
9）對于大功率電機如回轉窯、一二次風機、引風機、急冷霧化泵等采用變頻器變頻控制，根據(jù)負荷自動調整，降低運行功率。
備注：2020-11-1
備注：46
2.2、物化處理工藝
1、概述
           物化處理是危險廢物處置過程一個重要的工序，其目的是將液態(tài)危險廢物經處理后降低甚至是解除其危害性，并送往下一工序去做最終處置。
           處理廢物種類：含重金屬廢酸液（含鉻廢液、鉛鋅廢液）、廢堿類。

備注：2020-11-1
備注：47
 
2、物化處理工藝
      氧化還原+中和沉淀
含鉻危廢中含有毒性較大的+6價鉻，解毒方法是在溶液中先加入硫酸亞鐵溶液，使+6價鉻被還原成毒性較小的+3價鉻。經氧化還原反應后的處理廢液和廢堿類廢物一起進入中和反應，在混合液中加入硫化鈉（Na2S），通過PH計控制重金屬溶液的PH值，使其保持在8以上，利用大多數(shù)重金屬堿不溶于水的特點，將重金屬收集下來。
備注：2020-11-1
備注：48
2.3、安全填埋技術
1、填埋預處理（穩(wěn)定化/固化）工藝
危險廢物預處理是盡可能將填埋處置的危險廢物與環(huán)境隔絕的重要工程措施之一，預處理本著減量化和無害化的原則，采取各種措施對有害成分進行穩(wěn)定化，減少危險廢物的體積和有害成分的浸出，使廢物經過預處理后，達到降低、減輕或消除其自身危害性的作用。
穩(wěn)定化/固化方法：水泥固化；石灰固化；藥劑穩(wěn)定化
備注：2020-11-1
備注：49
 
2、水泥穩(wěn)定化處理技術
焚燒飛灰和物化重金屬廢渣       配料機     
   混合攪拌     成型      養(yǎng)護     安全填埋

備注：2020-11-1
備注：50
 
3、安全填埋技術
       安全填埋是危廢最終的處置方式。危險廢物我國頒布的《危險廢物安全填埋污染控制標準》，GB18598—2001，規(guī)定了填埋區(qū)入場條件及選址、設計、運行、施工、封場及環(huán)境保護的要求。
備注：2020-11-1
備注：51
 
4、防滲系統(tǒng)
      填埋場防滲層最主要的功能是阻斷廢物與外界環(huán)境的水力聯(lián)系，即防止廢物產生的滲濾液對地下水等周圍水體造成污染而采取的措施。
      防滲系統(tǒng)采用雙人工襯層，由下到上依次為：基礎層、地下水排水層、壓實的粘土襯層、高密度聚乙烯膜（HDPE）、膜上保護層、滲濾液次級排水層、高密度聚乙烯膜（HDPE）、膜上保護層、滲濾液初級集排水層、土工布、危險廢物。
備注：2020-11-1
備注：52
3、結束語
本節(jié)所講是目前最成熟的工藝，我國危險廢物的處置技術基本都屬于此類。
危險廢物處置中有許多技術難點，如垃圾焚燒二惡英的控制技術，含多氯聯(lián)苯類廢物的處置，廢舊電池的處理及資源化利用等。有待同學們去探索研究。
謝謝大家！
備注：2020-11-1
備注：53
備注：2020-11-1
備注：54

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