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危废焚烧系统配套干燥设备的可行性

 柒国联军 2021-09-25

作者:薛惠忠、李勤
一、概述
在危险废弃物焚烧处置过程中有许多难题,焚烧炉渣的处置问题是重中之重。在利用稳定固化技术来处理炉渣时,主要是通过填埋的方式来确保炉渣的无害化。在填埋的过程中,要确保炉渣中的渗滤液溢出,确保不对周边环境造成污染。危废焚烧系统中配套炉渣干燥设备,炉渣出厂前进行干燥,大大降低了渗沥液末端处理的难度,避免了运输过程中的抛洒滴漏现象,杜绝了炉渣渗滤液的二次污染,同时也减轻了填埋场的负荷。
二、工艺概述

本公司承建并于2019年底正式投运的苏州某危废焚烧处置企业的炉渣干化工程,利用生产中的废热蒸汽对水淬炉渣进行干化减量。设计要求水淬炉渣干化量20吨/天(相当于危废焚烧量2万吨/年),含水率35%干化到含水率5%,除水量:6.3吨/天,干化后的炉渣外运填埋处置工程通过招投标的方式,最终确定选用'多层网带式干化机+冷凝除湿”的工艺技术及装备。

三、工艺流程

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此工艺流程采用集约化设计,将炉渣给料系统、炉渣干化系统、热源供应系统、冷凝除湿系统和干料输送储存系统集约化设计在一个模块里,详见三维图1。现场布置图详见图2,干化后的炉渣暂存在干料仓内,然后装车外运。炉渣干化系统利用厂区的废热蒸汽作为热源。

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四、干化工艺描述如下

1、干化工艺描述

磁选后的湿炉渣经过多级分选皮带机进行分选,筛分后直径大于3cm粗颗粒通过配套的集料装置进行收集,自行沥干;3cm以下的细颗粒经过分选皮带机提升送入布料机中。经过特殊设计的布料机把细颗粒均匀摊铺在带式干燥机的网带上,进入干燥机中。

2、炉渣干燥及干料输送系统

湿炉渣均匀摊铺在网带上,通过网带的运行把湿炉渣连续地送入带式干燥机中,装置内干热空气对湿炉渣颗粒进行轻柔吹扫,湿炉渣内的水分被热风带走,达到干化的目的。干炉渣通过带式干燥机最后一层网带排出干燥机,排出的干炉渣经斗式皮带机提升至干料仓中。

3、蒸汽供热系统

蒸汽通过蒸汽换热器将空气加热成干热空气,干热空气通过管道进入带式干燥机中,与炉渣直接接触进行干化。气态方面,干热空气通过传热不断吸收湿炉渣中的水分,逐渐从干热空气变成湿热空气;固态方面,湿炉渣的水分不断转移到干热空气中,达到干化目的。

4、冷凝回用系统

干化过程产生的湿热空气分两部分进行处置,一部分通过循环风机在干化系统内循环利用,另一部分先通过布袋除尘器进行除尘,除尘后的湿热空气通过余热换热器进行余热回收,回收后的湿热空气在排湿风机的牵引下进入冷凝器,与冷却塔中提供的冷水进行热量交换,达到冷凝除湿的目的。冷凝除湿后的干冷空气再由余热换热器进行预加热,加热后的热风进行蒸汽换热器再次加热,二次加热后的干热风再次进入干燥机中进行干化。以此循环,达到循环回用的目的,微量浓缩废气间隙排放至焚烧炉二次风机进口进入炉膛焚烧。冷凝除湿水直接排入炉渣冷却水池循环利用,达到废水和废气无二次污染。

五、工艺优势分析

1、干化效果佳

利用废热蒸汽能够稳定地将水淬炉渣由含水率35%干化至5%以下,全年实测平均除水量达到了297公斤/吨湿炉渣。湿炉渣减量达到了将近30%。

2、适应性强

一方面,对于炉渣来说,它本身是一种特殊的物料,它不像污泥那样具有黏性,成型效果好。由于湿炉渣是一些大、小颗粒的混合物,含水率高的时候成堆积状,针对该物料的特殊性,布料机进行了特殊设计和制造,确保布料的均匀性。另一方面,由于高温焚烧炉渣颗粒具有高硬度,采用桨叶式干燥机和转盘式干燥机等这些含有动态部件的设备时,容易产生巨大的磨损和卡顿。带式干燥机采用物料相对静止的干化模式,没有磨损和卡顿的情况出现,保证了运行的稳定性。

3、节能明显

在设备上,干燥机设备密封和保温进行了升级,热损失显著降低。在工艺上,一方面采用循环风强制对流的方式,加快了蒸发速率,热能耗减少;另一方面排湿系统的改善,排湿风量减少,排湿热损失降低。

4、无二次污染

干化过程产生的湿热空气分两部分进行处置,一部分通过循环风机在干化系统内循环利用,另一部分先通过布袋除尘器进行除尘,整个过程废水和废气无二次污染。项目运行环境友好。

5、经济效益好

本项目每天处理湿炉渣20吨,外运填埋费按2000元/吨计,干化运行成本按169元/吨计;去除水分按6.3吨/天计。年运行按300天计,则年炉渣干化减量的收益约为346万元/年,经济效益十分可观。

综上所述,危废焚烧系统配套干燥设备是可行的,既符合双碳生态文明建设整体布局要求,又能实现节能减排循环经济目标。

END

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