危險廢物焚燒處置系統(tǒng)余熱回收梯級利用技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了越來越多的危險廢物，對于周邊的環(huán)境帶來了致命性的大面積影響。故當今危廢廢物的處理處置已經(jīng)越來越引起國內(nèi)外各方面的高度重視。目前危險廢物的焚燒處理技術(shù)已經(jīng)日益成為我國主要的處理技術(shù)之一，它具有處理效果穩(wěn)定、效率高、減容性好等諸多優(yōu)點，在當今國外經(jīng)濟發(fā)達國家廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)階段我國危險廢物焚燒技術(shù)整體技術(shù)較之歐美日發(fā)達國家相比水平還很低，尤其在焚燒熱能回收利用方面，手段單一、設(shè)備簡陋，造成了大量的資源浪費。隨著我國危險廢物焚燒規(guī)模的不斷擴張，從原先5噸、10噸的小型焚燒設(shè)備，發(fā)展到現(xiàn)在30噸、50噸、甚至100噸的大中規(guī)模的危險廢物焚燒系統(tǒng)設(shè)備，熱能資源浪費的情況也越來越凸顯出來。國內(nèi)主要采用風冷或者水冷的形式，將焚燒產(chǎn)生的大量熱能降溫后排放，不但浪費熱能還增加了水耗和電耗，這與國外技術(shù)水平更有著非常明顯的差距。因此研發(fā)危險廢物焚燒的余熱回收梯級利用技術(shù)，對于能源回收利用、降低能耗具有非常重要的意義。

一、余熱鍋爐技術(shù)研究

危險廢物經(jīng)過焚燒系統(tǒng)的充分燃燒，可以產(chǎn)生大量1100℃的煙氣，由于該煙氣中具有大量的腐蝕性氣體和煙塵，無法直接進行利用，因此必須要通過余熱鍋爐進行換熱，將其熱源轉(zhuǎn)變成飽和蒸汽進行利用。

常規(guī)的余熱鍋爐采用水管式對流換熱余熱鍋爐，由于危廢焚燒煙氣的特殊性，經(jīng)常容易出現(xiàn)積灰和腐蝕問題，造成停產(chǎn)。

余熱鍋爐采用自主研發(fā)的單鍋筒膜式壁余熱鍋爐，該種型式的余熱鍋爐最大的優(yōu)點就是以輻射換熱為主，不設(shè)對流換熱面，因而鍋爐本體和煙道內(nèi)不發(fā)生煙塵堵塞現(xiàn)象，不用清灰且煙氣阻力小，可長時間連續(xù)運行。同時余熱鍋爐設(shè)定期排污擴容器，定期排污。

焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)二燃室煙道進入到余熱鍋爐中，在余熱鍋爐的膜式壁組成的空間內(nèi)流動，鍋爐水在管內(nèi)?？拷な奖诘臒煔饪v向沖刷，煙氣溫度低，通道中間流動的高溫煙氣向低溫煙氣傳熱，以輻射換熱為主，對流換熱少量。該種結(jié)構(gòu)的鍋爐，是唯一不用停爐清灰、連續(xù)運行時間最長的余熱鍋爐，在危險廢物焚燒系統(tǒng)中不易發(fā)生低溫或者高溫腐蝕。

余熱鍋爐設(shè)置有分汽缸，可以同時向多個用汽單位提供蒸汽，實現(xiàn)蒸汽分配的均勻性和穩(wěn)定性，是確保蒸汽余熱回收的梯級利用的基礎(chǔ)。

二、急冷塔技術(shù)研究

根據(jù)國標要求，余熱鍋爐的煙氣熱量利用只能到500℃，煙氣必須在500℃至200℃在急冷塔中進行急冷，以減少二噁英類物質(zhì)的再合成。

余熱鍋爐出口處500℃的煙氣將進入急冷塔，急冷塔為自主研發(fā)的一體化的急冷塔：通過雙流體的噴槍向塔內(nèi)噴射水霧，高溫煙氣與霧化噴淋水霧直接接觸，使得煙氣在1秒鐘內(nèi)與水霧接觸蒸發(fā)汽化，通過熱交換，迅速放熱由500℃降至200℃以下，此過程可以有效地避免二噁英類物質(zhì)的再合成。同時通過檢測急冷塔內(nèi)煙氣的溫度、壓縮空氣和噴霧液體的流量及壓力，控制供給噴槍的液體流量，保證急冷塔出口溫度的穩(wěn)定。

在急冷的時候也可以加入堿液，同時起到脫酸的效果，因此可以兼顧急冷脫酸塔的功能，當后續(xù)干法或者濕法脫酸系統(tǒng)存在故障或者效率不足時，可以在急冷水中加入堿液，起到半干法脫酸的作用，作為脫酸系統(tǒng)的有效后備補充。

三、一級余熱回收利用技術(shù)研究

余熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽，溫度在150－160℃，壓力在6－10公斤。除去余熱鍋爐的自身用氣（除氧器、全自動軟水器等），50噸的危險廢物焚燒項目可以產(chǎn)生6－7噸／小時的蒸汽。作為優(yōu)質(zhì)熱源，可以充分開發(fā)利用于危險廢物焚燒系統(tǒng)中，以減少能耗，增加產(chǎn)值。一級余熱回收利用技術(shù)，主要是針對飽和蒸汽的使用，挖掘危廢焚燒系統(tǒng)的使用潛能。

首先，可以提供給危廢焚燒系統(tǒng)的煙氣加熱器和空氣加熱器使用。危廢焚燒系統(tǒng)往往配置有濕法洗滌系統(tǒng)，高溫煙氣經(jīng)過濕法洗滌脫酸處理后，煙氣溫度降至60～70℃左右，此時如果排放，容易在產(chǎn)生白煙，造成較差感官效果，同時如果脫酸不徹底，也會因為結(jié)露的情況，對濕法洗滌塔后續(xù)設(shè)備、管道和煙囪等造成腐蝕。因此通過將蒸汽通入煙氣加熱器，換熱后將煙氣加熱至140℃以上，可以有效避免上述問題。危廢焚燒系統(tǒng)同時存在焚燒物料種類繁多，焚燒工況波動較大的特點。因此通過空氣加熱器，將二次風加熱后通入焚燒爐內(nèi)，可以起到提高助燃空氣溫度，穩(wěn)定燃燒效果的作用。因此做好煙氣加熱器和空氣加熱器的研發(fā)和應(yīng)用，對于優(yōu)化危廢焚燒系統(tǒng)具有重要的作用，并可以節(jié)省能源，提高環(huán)保處理水平。

其次，考慮到危廢中含有較多的危廢污泥，該類危廢含水率高（一般在80％含水率以上），熱值低，一旦量大，非常容易影響正常的焚燒工況，或者需要大量輔助燃料，增加能耗和運行成本。因此針對危廢污泥，增加污泥干燥機設(shè)備，充分利用飽和蒸汽資源，將危廢污泥通過熱干化手段脫水到20～30％的含水率，再進入焚燒爐中進行焚燒，污泥體積可以減少75％左右、熱值提高三倍以上，基本上可以不再使用輔助燃料。因此研發(fā)適用于危廢系統(tǒng)的污泥干燥機系統(tǒng)（以槳葉式污泥干燥機為主要研發(fā)對象），對于具有一定規(guī)模的危廢焚燒廠來說具有非常好的經(jīng)濟價值。

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